如何实现秸秆经济有效资源化利用而不焚烧污染环境？
如何破解这一难题？
“农科专家在线”帮您请教了胡志超老师。
本期专家
胡志超
二级研究员 博导
农业农村部南京农业机械化研究所党委书记，江苏省示范性劳模创新工作室首席专家、中国农科院科技创新工程土下果实收获机械团队首席、国家花生产业技术体系机械化研究室主任、全国农机化科技创新收获机械化专业组组长。
我国每年农作物秸秆量约10亿吨，占全球总量近20%，如何实现秸秆经济有效资源化利用而不焚烧污染环境，是个备受关注但又尚未得到有效破解的大事、要事和难事。
面向重大需求，迎难而上
多年来，为破解这一难题，尽管高校科研院所和企业从技术与装备层面做了大量研发，各级政府亦不断斥巨资从政策层面进行引导扶持与严加管控，但秸秆焚烧问题依然禁而不止，在一些地方还呈现愈演愈烈态势，每到收获季节，全国各地各级政府都在如履薄冰、严阵以待打一场“秸秆禁烧战争”。有些地方从去年一把火罚30万、首把火罚50万的禁令，到今年春耕春播时期变相放宽禁烧，体现了政府的万般无奈。
农作物秸秆实现资源化利用在当下中国到底难在哪？其资源化利用的出路到底在哪？秸秆焚烧在当下中国为何会比任何国家和以往任何时期都要如此突出？
仔细分析其原因主要有，首先是我国秸秆量大，耕地仅占全球7%，而秸秆产量则为全球秸秆近 20%（多熟制，且品种多为高杆品种）；
二是由于我国多为小田块分散种植，种植标准化程度低，前茬作物收获模式复杂多样，秸秆收、运、储难度大、成本高；
三是尤其2007年“西气东输”全线贯通和近十年农机化快速发展后，农作物秸秆燃料化和饲料化的传统需求（烧饭和喂牛）锐减；
四是像发达国家那样的规模化、种养业一体化（尤其是养牛业）尚未形成，探索出真正经济有效适推的秸秆移出资源化利用产业化模式不多,新的需求尚未构建成功。
因此，秸秆不收集移出、就地还田成为当下中国广大农民普遍的自觉选择，前茬作物收获后，不做任何秸秆收集移出和耕整地处理的“全秸硬茬地”在当下中国已成为耕种新常态。
复杂多样的“全秸硬茬地”作业工况
面对复杂多样的“全秸硬茬地”，无论是抢农时、节约成本、提高复种指数，还是耕地提质保育、秸秆禁烧、保护生态，均迫切需要有一种装备能一次下田即可完成后茬作物高质顺畅播种。
破解重大难题，发明3种全秸硬茬地机械化播种技术
1.探明症结所在，力求对症施策
在农作物秸秆“五料化利用”中，秸秆还田肥料化利用在美欧及日韩其占比均在2/3以上，秸秆还田肥料化利用也是我国最行之有效的秸秆综合利用方式和未来秸秆资源化利用的主体方向。目前我国已相继研发出了多种秸秆还田技术装备，并以技术装备为载体，探索出了多种秸秆还田作业模式，但依然普遍存在着投入成本高、生产效率低、作业质量差等问题。
国内外现有播种设备在全秸硬茬地播种时均存在着：
1. 因秸秆阻滞缠绕作业部件，造成挂秸壅堵，作业顺畅性无法保障；
2. 因秸秆阻隔使种子无法有效着床和覆土，造成架种和晾种，影响水肥传导，出现缺苗和弱苗；
3. 因秸秆过量覆盖而阻碍作物出苗和正常生长。
实现全秸硬茬地高质顺畅机械化播种，关键是如何有效消除秸秆的阻滞、阻隔、阻碍三大障碍；要破解中国特色的全秸硬茬地难题，没有现成技术可以借鉴，只能立足自主创新；而且在技术创新和设备创制中，还必须要突破传统思维，着力重大思路突破。
2.突破传统，着力重大思路突破，发明核心技术
为破解传统免耕播种设备在全秸硬茬地作业时，存在的入土部件挂秸壅堵和架种、晾种难题，创新团队突破传统仅在局部和点上消除秸秆障碍的技术思路，实施整体消除秸秆障碍思路，通过多轮方案论证，发明了全秸硬茬地“碎秸整体均覆”、全秸硬茬地“碎秸覆还调控”、全秸硬茬地“碎秸行间集覆”3种高质顺畅机播技术，创造了全秸硬茬地播种新途径。
同时发明了碎秸气力离心组配均匀抛撒与分流调控技术，破解了因过量秸秆不均匀覆盖造成的缺苗弱苗问题，确保苗齐苗壮；发明了秸秆拾输过载自动监控和压滑组配防堵滞技术，解决了输秸卡滞与碎秸组件侧边挂秸阻滞难题。
并集成上述发明，融合农艺技术，采用柔性组配技术，以经济、有效为双控目标，创制出全秸硬茬地小麦、玉米、花生高质顺畅播种多功能一体化技术装备。
发明3种全秸硬茬地机播技术，为秸秆禁烧出实招
成果技术实现了一台设备一次下田在全秸硬茬地完成小麦、玉米、花生高质顺畅播种作业。
机具作业有效度99.5%以上，架种率和晾种率控制为0，较采用不同机具分别完成秸秆粉碎、犁翻、旋耕、播种的传统作业方式减少下田3-4次，有利于抢农时、节本增效，降低作业成本50%以上。
1.全秸硬茬地“碎秸整体均覆”机播技术
一次完成“秸秆粉碎、拾起输送、破茬浅旋、施肥播种、均匀抛秸”作业。
即将秸秆粉碎拾起、向上向后跨越抛撒，在秸秆拾起又未落下形成的无秸秆障碍区域内进行破茬浅旋、播种施肥，再将全量碎秸沿种带方向均匀抛撒于播后地表。突破传统免耕播种技术思路，整体消除秸秆障碍，彻底破解了挂秸壅堵、架种、晾种技术难题。
（左）麦茬碎秸整体均覆花生播种
（右）麦茬碎秸整体均覆玉米免耕播种
2.全秸硬茬地“碎秸覆还调控”机播技术
一次完成“秸秆粉碎、碎秸分流、破茬浅旋、施肥播种、均匀抛秸”作业。
即秸秆粉碎后，部分碎秸经破茬浅旋入土还田，部分碎秸向上向后跨越施肥播种组件沿种带方向均匀抛撒于播后地表。既整体消除秸秆障碍，彻底破解了挂秸壅堵、架种、晾种技术难题，又解决稻麦轮作区因水稻秸秆量过量覆盖引起的缺苗弱苗问题。
水稻茬碎秸覆还调控小麦播种
3.全秸硬茬地“碎秸行间集覆”机播技术
一次完成“秸秆粉碎、种带清秸、行间覆秸、施肥播种”作业。
即在整体粉碎作业幅宽内秸秆的同时，将碎秸按种植农艺需求有序规整铺放于行间，在“洁净”的无秸秆障碍的（宽幅）种带上完成施肥播种。既整体消除秸秆障碍，彻底破解了挂秸壅堵、架种、晾种技术难题；又解决稻麦轮作区因水稻秸秆量过量覆盖与寒冷地区苗带覆秸地温回升慢而引起的缺苗弱苗问题。
水稻茬碎秸行间集覆小麦播种
玉米茬碎秸行间集覆小麦播种
成果经包括5名院士的专家组科学评价认为：成果整体技术处于国际领先水平。
三种技术的应用和推广情况如何呢？
前景广阔
创造全秸硬茬地播种新途径
成果核心技术已在河南农有王农业装备科技股份有限公司、常州汉森机械制造股份有限公司等多家企业实现有效转化，连续多年被农业农村部列为主推技术，相关技术产品已在冀、鲁、豫、晋、陕、新、苏、皖、鄂、津、辽、黑等地获得推广应用，并在俄罗斯远东地区获得示范应用。成果创造了全秸硬茬地播种新途径，有力推动我国机械化播种技术进步和发展，为秸秆禁烧、保护生态环境和促进农业绿色生产行动提供了有力技术与装备支撑，亦为农机工业转型升级提供了新的重要增长点，经济、社会与生态效益显著，应用前景广阔。
中国农业科学院传媒与传播研究中心
专家及团队介绍
专家介绍
农业农村部主要农作物生产全程机械化推进行动花生机械化专业组组长、农业农村部南方种子加工工程技术中心主任兼学委会主任、中国农业机械化学会常务理事、中国农业工程学会常务理事、江苏省发明协会副会长。
胡志超研究员长期从事农业工程技术装备研发，在花生机械化收获、种子机械化加工、全秸硬茬地机械化播种三大领域实现原创性突破并取得多项重大科技成果。负责完成国家和省部级重大科研项目20余项，获国家级与省部级科技奖励10多项，其中2项成果整体技术水平处于国际领先，1项达到国际先进，获国家技术发明二等奖1项（排名第一）、省部级一等奖3项（均排名第一）、二等奖7项（5项排名第一、2项排名第二）；获国家发明专利62件；出版专著2部，发表论文276篇。为“江苏省中青年首席科学家”、“江苏省十大杰出专利发明人”、“江苏省突贡专家”、“南京市十大科技之星”、“中国农业机械化发展60周年杰出人物”、“国务院特贴专家”、“全国五一劳动奖章”获得者。
团队介绍
团队名称：江苏省示范性劳模创新工作室
所属单位：农业农村部南京农业机械化研究所
现有在职科研人员30人，35岁以下20人，中共正式党员26人。团队目前拥有“全国五一劳动奖章”1人、“江苏省青年五四奖章”1人；“国务院特贴专家”2人、“江苏省突贡专家”2人、“江苏省中青年首席科学家”1人、“江苏省中青年科技领军人才”2人，“江苏省中青年科学技术带头人”4人。团队多次被中国农科院评为先进集体和先进基层党组织，先后荣获“全国工人先锋号”称号和“中华农业科技奖优秀创新团队奖”，以胡志超命名的劳模工作室被评为江苏省首批示范性劳模创新工作室。
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