农作物秸秆还田机械化技术，就是用秸秆粉碎机将摘穗后的玉米、高粱、小麦等农作物秸秆就地粉碎，均匀地抛散在地表，随即耕翻人土，使之腐烂分解，达到大面积培肥地力的一项农机化适用技术。
一、秸秆直接还田的作用
秸秆直接还田，主要有恢复和创造土壤团粒结构，固定和保存氮素养料，以及促进土壤中难溶性养料溶解等作用。
1、改善土壤结构性。秸秆在分解过程中进行矿质化，释放养分，同时进行腐殖质化。秸秆直接还田有利于新鲜腐殖质在土体内部形成，可以随即与土粒结合，促成土壤的团粒结构，这就避免了腐熟后施用时，活性腐殖质可能因干燥变质而失效的缺点。
2、固定和保存氮素养料。作物收获后立即将秸秆切碎加以翻耕，在分解过程中，将一定程度上表现出微生物与作物争氮现象，这是秸秆直接还田时必须注意的一个问题。但是另一方面，近年来的一些研究结果指出，秸秆直接还田时，能增加土壤的固氮作用，同时又能使土壤中原有的含氮化合物免于损失。新鲜秸秆分解过程中所保存的氮素，大部分易转化为有效态，可供当季作物利用。
3、促进土壤中植物养料的转化。秸秆直接还田较之堆沤腐熟后施用，更能加强土壤微生物的活动。这样不仅可以加速有机质本身所含植物养料的分解，而且有助于土壤中原有的磷、钾等矿物质养料的释放，从而加速了土壤中"生物小循环"的进程，有利于土壤有效肥力的进一步提高。
据资料，秸秆还田后的土壤随还田年数的不同，有机质可增加0.025-0.15％，土壤容重降低0.057-0.167克/立方厘米，孔隙度增加2-6％，土质疏松，通气性提高，犁耕比阻减少，贮存水份、养分能力增强。
二、机械化作业技术要点
秸秆粉碎还田机械化作业工艺的每个环节都有具体的技术要求，为提高秸秆还田的效果，避免可能出现的有害因素，在这些作业过程中要注意以下几点技术要求。
l、配合施用氮磷化肥。秸秆直接还田时，作物与微生物争夺速效养分的矛盾，特别是争氮现象，可通过补充化肥来解决。通常秸秆的碳氮比约为80-100：1，为此，应适当增施氮素化肥，对缺磷土壤则应补充磷肥。据试验，玉米秸秆腐解过程需要的碳、氮、磷比例为100：4：1左右，一般每亩还田秸秆500千克，需施4.5千克纯氮和l.5千克纯磷(或施20-50千克速效氮或10-15千克尿素)。
2、秸秆粉碎与翻埋方法。秸秆粉碎还田机作业时要注意选择拖拉机作业档次和调整留茬高度，粉碎长度不宜超过10厘米，严防漏切。玉米秸秆不能撞倒后再粉碎，否则即不能将大部分秸秆粉碎，还会因粉碎还田机工作部件位置过低，刀片打击地面增加负荷，甚至使传动部件损坏。工作部件的离地间隙宜控制在5厘米以上。秸秆粉碎还田，加施化肥后，要立即旋耕或耙地灭茬而后翻耕，翻压后如土壤墒情不足，应结合灌水。在临近播种时要结合镇压，促其腐烂分解。
若实施夏玉米免耕覆盖精播机械化技术时，要求前茬小麦秸秆粉碎后覆盖在地表，尽可能减少对土壤的翻动而直接播种，以保持土壤原有的结构、层次，同时也维持和保养了地力、墒情。但一定要在播种之后及时喷洒化学药剂，以消灭杂草及病虫害。在作物生长期间，也不再进行其它耕作。
4、秸秆还田量。在薄地、化肥不足的情况下，秸秆还田离播期又较近时，秸秆的用量不宜过多；而在肥地、化肥较多、距播期较远的情况下，则可加大用量或全田翻压。注意应避免将有病害的秸秆直接还田。
三、秸秆粉碎机
目前我国生产的秸秆粉碎机有多种型式，如联合收割机安装的秸秆切碎，抛散装置，"L"型甩刀式秸秆切碎机、锤爪式秸秆切碎机等。下面就其结构。工作原理及正确使用进行说明。
1、联合收割机的秸秆切碎装置
(1)一般构造：联合收割机(如1065、1075、ESI4等)上的秸秆切碎装置安装在逐稿器的后下方，由滑草板、切碎滚筒、定刀以及扩散板等组成。切碎滚筒上销接有动刀片，呈螺旋线排列。动刀片为长方形，两边都有刀口，磨钝后可换迫使用。定刀片固定在定刀座上。定刀座的固定位置有长槽可进行调整，以改变与动刀的重叠量。扩散板为左右对称的曲面导流片，其导向角度可进行小量调整。切碎滚筒由联合收割机的发动机皮带传动而旋转，其转动方向与联合收割机的行走方向一致。
(2)工作原理：被逐稿器抛出的秸秆经滑草板落在高速旋转的切碎滚筒上。动刀片把麦秸带至定刀片间隙处进行切割，将秸秆切成碎段。切碎后的秸秆在离心力的作用下沿扩散板抛出，均匀铺撒在地面上。调整扩散板的角度可以改变铺撤幅宽。调节动、定刀片的重叠量可调节切碎长度。
这种秸秆切碎装置工作时为有支承切割，而且秸秆喂入均匀，因此在秸秆含水量合适的条件下，切碎质量好，动力消耗也较小。
(3)正确使用：切碎装置的切碎质量和所需功率与小麦的产量、成熟程度以及秸秆中含杂草的多少等有关。当小麦的成熟度高，秸秆含水量低，又无杂草的情况下，功率消耗约为5千瓦，而且切得碎，铺得匀。当杂草多、小麦成熟度差时，功率可达10千瓦以上，甚至更高，而且切碎质量大大恶化。因此为了保证行秸秆切碎和铺撒的质量，提高联合收割机的收获效率，应尽量在小麦成熟度适宜时进行收割。使用中还应特别注意保持动、定刀片刃口的锋利，否则也会降低切碎质量和增加动力消耗。
联合收割机上的秸秆切碎、铺撒装置结构简单，维修保养方便，功率消耗较低。与收获后再次进地进行切碎作业相比，既可减少一道作业，提高了工效，而且切碎质量好。
如秸秆量少时，也可不用秸秆切碎装置，可在联合收割机尾部加装一反向旋转的秸秆抛撒器。当秸秆从逐稿器落下时，直接由旋转的橡胶条式抛撒装置将秸秆抛撒在地面上。
2、"L"型甩刀式秸秆切碎机
(l)一般构造：由切碎装置、机架护罩、地轮、传动装置、悬挂(或牵引)装置等组成。切碎装置由刀轴、刀座及刀片等构成。刀座按螺旋线排列焊接在刀轴上。"L"型刀片较接在刀座上，相邻刀片的运动轨迹有一定的重叠量。拖拉机动力输出轴的动力经切碎机上的变速箱、传动皮带传递给刀轴，带动刀片高速旋转。刀片的旋转方向与切碎机的行走方向相反。切碎机的主要工作部件为刀片，呈"L"型，刃口朝向前进方向。有的刀片制成双面刃口，可以换面使用。为了使刀轴和甩刀的销轴受力平衡，并提高切碎效果，一般"L"型甩刀左右对称配置呈"Y"型。通过调节地轮的安装高度可以改变切碎直立茎杆的留茬高度。"L"型甩刀式切碎机的工作幅一般为1.5-2米。刀轴的转速一般为1300转/分钟左右，转速太低会影响切割质量。
(2)工作原理：切碎机工作时，高速旋转的刀片与机器前进速度合成为有环节的余摆线运动。机架前部的挡板首先将秸秆推压呈倾斜状，刀片将秸秆拣拾并砍断。在挑起秸秆的同时，由刀片产生的风力将秸秆喂人切碎机护罩内，又受到刀片的多次砍切而成碎段。切碎的秸秆在离心力的作用下沿护罩均匀抛撒落地。甩刀式切碎器为无支承切割，作业时，由于拖拉机轮子对秸秆的折压、机器前进中秸秆的前倾和互相交叉以及秸秆含水量的大小等因素，使秸秆的切碎长度变化很大。
(3)正确使用："L"型甩刀以其横向刀刃对直立的粗茎秆(如玉米、高梁)进行切割，效果较好，而对麦类软质秸秆的切碎效果较差，也不适用于机收后麦秸条铺的切碎和铺撒。使用中应注意勿使刀片切土和打击坚硬的物体，因此作业前应先平整地面的沟和埂。刀片磨损后应及时更换，以保证切碎质量。如刀片折断应立即更换新刀，防止因不平衡而引起机器强烈的振动。作业时拖拉机的液压操纵手柄处于浮动位置，这样切碎机可以随地面仿形。
常用的几种秸秆粉碎还田机
l、4JF-40型秸秆粉碎还田机。河北省赵县农机修造厂生产，与120、150型小四轮拖拉机配套(前置式全悬挂)，可将收获果穗后的农作物茎秆(玉米、麦类)直接粉碎还田。
2、4Q系列(1.5、2型)秸秆切碎机。石家庄农机厂生产，与上海-50型、铁牛-55型拖拉机配套，工作部件为锤爪式。该机型对稻麦类软秸秆和玉米、高梁、棉花等硬秸秆均具有良好的切碎性能。
3、4F系列(l．5、2、l.SA、ZA型)秸秆粉碎还田机。河北省石家庄第二农机厂生产，与50、55、60、75型拖拉机配套(半悬挂、悬挂)，主要用于田间直立或铺放的玉米、高梁、稻麦等秸秆及蔬菜茎蔓的粉碎，碎秸秆自然无效均匀撒布。4FI.SA尾部设有可调式扩散装置及全面限深装置，适应性更广泛。
4、XEP型系列(200、1300型)。黑龙江省854机械厂生产，是与自走式谷物联合收割机配套的茎杆粉碎还田装置。它直接与联合收割机尾部连接，由粉碎部件、抛撒部件、机架和传动部件组成。利用联合收机的工作动力驱动其工作部件，在联合收割的同时，将作物茎秆粉碎抛撒还田。
(作者：安徽省农业机械技术推广总站郭颖林江洪银吴晓浦何超波岑竹青张健美)