摘要：新疆地区棉花种植面积逐年稳定增加的同时棉花单位面积产量也不断增加，随之也产生了庞大的棉杆量。其棉杆自身还有丰富的氮、磷、钾、微量元素和大量的木质素及纤维素等有机物，是天然有机肥资源，将其合理还田能够充分利用这一资源，然而当前棉杆还田方式简单粗放，棉杆腐解缓慢造成次年耕作困难、养分失衡、病虫害加剧等问题。如何高效健康的利用棉杆资源是目前亟需的技术。本文作者通过对还田技术逐步优化，提出新疆膜下滴灌棉田棉杆高效还田技术，包括田块准备、机具选择、粉碎还田机械作业前调整、粉碎时间、翻耕还田作业、喷施菌剂、配施氮肥、病虫害防治、注意事项等内容。

关键词：膜下滴灌棉田；棉杆；资源高效利用；健康还田技术

据统计资料显示，2022年****种植面积已超过254.05万公顷，棉花产量约512.9万吨，而棉花棉杆年产量达2 000万吨以上。棉花棉杆中含有大量的新鲜有机物料，是一种重要的生物质资源。棉杆还田是替代焚烧措施与饲料化对棉杆实现有效利用的重要方式。棉秆还田不仅是改善长期连作棉田土壤结构、培肥地力、蓄水保湿的有效措施，还能有效提高棉花光合能力，增加籽棉产量。棉花棉杆含有大量的纤维素、半纤维素和木质素，还含有单宁、果胶素、树脂、脂肪、蜡、色素和灰分等少量组分，是一种宝贵的可再生有机肥资源存量。但新疆气候干旱，棉杆密度大，周年秋收后将棉花秸秆直接翻耕还田，还田量大，棉杆腐解不彻底，不仅造成次年棉花播种覆膜时容易扎破地膜，降低覆膜的质量，又破坏了土壤的墒情。再者棉花秸秆粗、硬、木质素含量高直接还田后不能及时释放养分，且周年将棉杆翻耕入土壤，更增加了土壤的负担，使土壤的肥效降低。如何有效提高棉杆还田的腐解率及养分释放效率已成为棉杆高效还田的重要环节。因此，加快推进棉杆高效健康还田技术应用对提升连作棉田耕作质量具有重要意义。本文通过多年开展不同棉杆粉碎度、腐熟剂添加量与还田深度等试验和大面积推广示范，总结了棉花棉杆高效健康还田关键技术，以期为该地区棉杆还田规模化应用提供技术参考。

1技术原理

棉杆直接还田，是指棉杆直接粉碎后结合翻耕、旋耕和深松等耕作方式进行还田，直接还田后的棉杆作为一种新鲜的有机物料在微生物的作用下在土壤中矿化分解，转化成有机质和速效养分。其腐解过程中的中间产物，如纤维素、半纤维素、木质素，是棉杆转化为有机质的关键物质，这些中间产物含量的高低直接影响有机质的转化量。而中间产物多糖，能将土壤矿物质颗粒聚集为团聚体，增加土壤大团聚体数量和孔隙度，降低土壤容重，改善土壤结构，提高耕层土壤蓄水保墒的能力。

棉杆机械化直接还田技术是结合具有残膜分离回收的棉杆粉碎机械，在田间将棉杆直接物理粉碎，并将残膜分离出来，再配合深耕机械翻耕施入土壤。这种还田技术操作简单便捷且具有极强的机械性，降低了人工成本和劳动强度，缩短了棉秆处理的时间，使得棉秆在土壤中的腐解周期较长，实现棉杆高效肥料化。

2 作业前准备

2.1 田块准备

确保棉田滴灌带与地膜已回收，并清除田间棉花病残体。作业前查看、清除通向田间道路上得障碍物，不能清除的障碍物应加以标志。

2.2机具选择与使用

根据棉花种植模式、棉杆硬度、含水量、棉杆粉碎后的含杂率、边膜收净率等收获要求，推荐使用具有残膜分离回收的棉杆粉碎机械。棉杆粉碎还田机械应符合 GB15369、NY/T742、NY/T 500-2002、GB/T 24675.6-2009有关规定。
2.3粉碎还田机械工作前调整
在进行棉花棉杆还田作业前先对棉花棉杆粉碎还田机械进行相应的调整。在空地提升粉碎机稍离地面观看粉碎机左右是否水平，随后将粉碎机进行试作业在预定留茬高度的情况下观看粉碎机是否与地面水平确保转动轴处于有利的工作状态。
2.4留茬高度的调整
为尽可能保证一致的留茬高度应进行留茬高度的调节。且保证最低留茬高度以刀刃口水平紧贴地面不入土为宜，否则将加速刀刃口磨损降低粉碎效果并增大拖拉机负荷。
2.5棉杆粉碎时间
棉花收获后棉杆内水分、糖分较多棉杆相对较容易切碎，粉碎度易达到作业要求，有利于提高粉碎效率，故棉花收获后应立即进行棉杆粉碎，机械作业时间不宜晚于10月中旬。

2.6棉杆机械粉碎覆盖作业
2.6.1作业条件 土壤含水率应适中，不宜超过30%，以不陷车为适度，也不宜过低，土壤含水率≤15%以后土壤中有效菌的活性、萌发率及生长速度均降低，从而影响棉杆的分解速率。作业机组要有足够的承载能力，作业时要控制留茬高度和行走速度，保证粉碎质量。
2.6.2作业要求 棉花收获后利用棉杆粉碎机械直接将棉杆就地粉碎抛撒至地表。在棉杆粉碎还田作业的过程中要及时检查粉碎后的棉杆长度，粉碎合格长度≤10 cm，粉碎长度合格率≥90%，尽量避免连片漏粉和棉杆堆积现象的发生。棉杆留茬以低留茬为宜，留茬高度≤10 cm，抛撒均需率≥80%，漏切率≤0.5%。对不均的棉杆进行必要的人为辅助处理，使棉杆覆盖均匀。作业中随时观察作业质量，如发现作业质量或机具出现问题，必须先将发动机熄火后方可进行调整和排除故障操作。
3 棉杆翻耕还田作业
3.1棉杆翻耕还田时间
粉碎后的棉秆应立即翻耕还田，不宜晚于10月30日。此时棉杆的含水率较高，糖分等营养物质含量较丰富，及时翻耕不仅有利于加速棉秆腐解，保证还田的**效果。还能防止棉杆的风吹堆积，避免水分养分的流失。
3.2添加菌剂
棉杆硬度高且木质素和纤维素含量较高，还田后彻底腐解需要较长的时间，会影响次年棉花的播种。因此为了加快棉杆的腐解，在棉杆粉碎后，配合喷洒棉杆腐熟剂30 kg/hm2，将棉杆腐熟菌剂按照菌剂：水1:15000的比例加入农用打药机，并搅匀后均匀喷洒在棉杆上，菌剂喷洒均匀度达到覆盖粉碎棉杆≥95%。
3.3配施氮肥
棉杆还田需补施氮肥，平衡C/N，为微生物提供氮源物质，缓解作物与微生物争夺氮素的矛盾，加快棉杆的腐化速度，提高棉杆腐解效率。在喷洒菌剂时配施适量的氮肥，均匀喷洒在棉杆表面，推荐配施量为尿素75/hm2。
3.4翻耕还田
喷施菌剂后随即翻耕，不宜将喷洒腐熟剂的棉杆长时间暴露在空气中，会造成水分的蒸发和微生物活性及成活度的降低，翻耕深度30 cm。翻耕还田作业机械应符合 JB/T 6283、NY/T 742 技术要求。

深耕翻埋作业耕深≥30 cm，以打破犁地层为佳；耕层土壤含水量≥15%。耕幅一致，耕幅误差 ≤5 cm，重耕率和漏耕率≤5%。作业后地表平整，平整度误差≤5 cm，翻埋土中的粉碎棉杆≥95%。
4 病虫害防治

棉秆还田前可用药剂对棉杆进行消毒。一般撒施 3%辛硫磷颗粒剂（或 3%甲·辛颗 粒剂）45～60 kg/hm2 和 20%五氯硝基苯可湿性粉剂 2～5 kg/hm2，可有效杀死土壤中病原菌和虫卵，以减少病原菌和虫卵残留量。翻耕还田时还可喷施防治枯黄萎病菌剂，按照菌剂：水1:15 000的比例施用。施用农药时按照 GB/T 8321.10 的规定执行。

5 注意事项

棉秆喂入量过大或棉杆切碎长度较长时，要调整、减缓机械作业前进速度，减少作业负荷并及时排除机具故障，保障棉杆切碎和抛撒还田效果。棉杆粉碎还田、喷施棉杆腐解剂及补施氮肥后要立即进行翻埋作业，以保证棉秆翻压还田质量。棉杆全量粉碎翻压还田应根据降水条件、土壤条件和棉杆还田量综合考虑。
6 还田效果

物理性状方面，棉秆还田措施主要影响土壤容重、孔隙度、土壤含水量、土壤团聚体等。连续棉杆还田土壤容重降低，土壤孔隙度提高，大团聚体数量增多，增强了土壤持水能力，降低土壤蒸发量，抑制土壤有效水分的流失。研究结果表面0～30 cm土层土壤容重降低了 0.02～0.05 g/cm3，土壤孔隙度提高5%，含水量增加了1.31%，水稳性团聚体的土壤平均重量直径、几何平均直径分别增加了0.1～0.3 mm，0.06～0.1 mm，分形维数降低了0.02～0.05；机械稳定性团聚体的土壤平均重量直径、几何平均直径分别增加了0.38～0.67 mm，065～0.91 mm，分形维数降低了0.01～0.03。

化学特性方面，棉秆还田对土壤pH、有机质、养分产生了一定影响。连续还田后0～30 cm土层土壤pH降低了0.03～0.05，土壤有机质含量增加了0.12～1.3 g/kg。

土壤微生物方面，棉杆还田后显著提高了土壤微生物数量和酶活性，增加土壤微生物群落多样性，降低真菌/细菌，改善土壤微生物环境。棉杆还田后在微生物的作用下开始腐解矿化和释放养分，不仅增加了土壤养分，还为微生物的生长繁殖提供适宜环境及碳源氮源物质。其次在棉秆腐解的不同阶段土壤微生物群落的响应存在明显差异，前期细菌占主导地位，后期真菌为主。
7 还田效益

（1）经济效益 据实验结果显示，棉秆直接还田后可以促进棉花增产及品质提升，实现籽棉增产256.5～349.5 kg/hm2，棉花衣分提升 3.04%～4.21%。

（2）社会效益 棉杆直接还田可以使新疆庞大的棉杆资源得到高效利用，解决秋季焚烧作物秸秆所造成的环境污染问题，节约了棉杆回收堆肥工作所投入的大量劳动力。
8 适宜区域

本技术适用于****种植地区。