机械化秸秆粉碎直接还田技术，就是用秸秆粉碎机将摘穗后的玉米及高粱、小麦等农作物秸秆就地粉碎，均匀地抛洒在地表，随即翻耕入土，使之腐烂分解，达到大面积配肥地力的目的。
1．原理和效果
机械化秸秆粉碎直接还田技术对改善土壤的项化性能，培养地力，促进农作物持续增产增收具有重要的意义。
(1)培肥地力，改善土壤团粒结构和理化性状，提高产量。作物秸秆中含有氮、磷、钾、钙、硫等农作物必需的主要营养元素，是丰富的肥料资源。此外，农作物秸秆粉碎还田翻耕后，在分解过程中进行矿质化，释放养分，同时进行腐殖质化，使一些有机质化合物缩合脱水，形成更复杂的腐殖质，从而改善土壤的结构及保水、肥、温、气的能力，土壤有机质含量增加，养分结构趋于合理。据资料，秸秆还田后的土壤因还田年数不同，有机质可增加0．025％一0．15％：土壤容重降低0．057％一0．167％，孔隙度增加2％一6％，土质疏松，通气性提高，犁耕比阻减少，贮存水分、养分能力增强。
(2)有明显的社会效益和经济效益。秸秆粉碎还田改良了土壤，增加了有机质含量，消灭病虫害，缓解了目前化肥不足的矛盾，增强了农业的发展后劲。机械化直接粉碎还田使手工作业的挖、摘、捆、运、铡、撒、翻等工序一次完成，生产效率提高40～120倍，争抢农时，减少工序，节省劳力，减轻劳动强度，同时防止了焚烧秸秆而引起的严重空气污染。秸秆粉碎还田增产效果明显，机械还田的成本仅为人工还田成本的 l／4。
2．机械化作业工艺
秸秆粉碎还田能促进粮食增产，但只有依照—定的工艺程序来作业，才能达到预期的目的。
(1)小麦秸秆粉碎还田工艺。实践中，小麦秸秆粉碎还田机械化工艺有两种：①小型收割机收割时留高茬、秸秆粉碎→还田机粉碎、抛撒→播种；②联合收割→ 秸秆粉碎还田机粉碎、抛撒→ 播种。
(2)玉米秸秆粉碎还田工艺。玉米秸秆粉碎还田机械化工艺：①摘穗→ 秸秆粉碎还田机粉碎，抛撒→ 施肥→ 旋耕(或耕茬)→ 深耕→ 压盖→ 播种；②玉米收获机(配粉碎还田机)收获、秸秆粉碎抛撒→ 施肥→ 旋耕(或耙茬)→ 深耕→ 压盖→ 播种。
3．机械化作业实施要点
下面主要介绍玉米秸秆粉碎还田作业实施要点。
(1)玉米的摘穗。在不影响产量的情况下，趁秸秆青绿，及早摘穗，并连苞叶一起摘下。
(2)秸秆粉碎。玉米摘完穗后，用秸秆粉碎还田机及时粉碎。作业时要注意选择拖拉机作业档位和调整留茬高度，粉碎长度不宜超过10厘米，严防漏切。玉米秸秆不能在撞倒后再粉碎，否则不仅不能把大部分秸秆粉碎，还会因粉碎还田机工作部件位置过低，刀片打击地面而增加负荷，甚至使传动部件损坏。工作部件的地隙宜控制在5厘米以上。此外，要做到适时粉碎，玉米秸秆最佳粉碎期是在玉米成熟后，秸秆呈绿色，含水率在30％以上。此时秸秆本身含糖分、水分大，易被粉碎，对加快腐解，增加土壤养分大为有益。
(3)施肥。玉米秸秆在土壤中腐解时，要吸收土壤中原有的氮、磷和水分，因此，当底肥不足时，就会出现秸秆腐解与作物争水、争肥现象，影响作物生产发育。为此应施加一定量的氮、磷化肥，一般每公顷还田秸秆7500干克，需施67.5千克氮和22.5干克纯磷(或施300—750千克速效氮肥或150—225千克尿素)，以便加快秸秆腐解，尽快变成有效养分，还可防止与麦苗争氦。
(4)旋耕或耙地灭茬。玉米秸秆粉碎还田加施化肥后，要立即旋耕或耙地灭茬，使秸秆均匀分布于0一10厘米的土层中，在与土壤混合过程中把玉米根茬切开，并再次切碎较长的茎秆，以利充分腐解。
(5)深耕。耕深要求在20—25厘米，通过翻耕、压、盖。消除因秸秆造成的土壤架空，为播种创造条件。可用大、中型拖拉机配套的深耕犁，环形镇压器、木器一次完成耕翻、镇压、耢等作业。或用小型拖拉机配单锌犁深耕覆盖，耕深不小于23厘米。
(6)播种。小麦播种前要浇足塌墒水、以消除土壤架空，促进秸秆腐解。要精细整地，使用耪耙，消灭明暗坷垃，达到土碎地平，并进一步解决土壤架空问题，使土壤上虚下实。播种最好使用带圆盘式开沟器的播种机，以免勾挂根茬或秸秆造成壅土，影响播种质量。
(7)浇水。玉米秸秆在土壤中腐解时需水量较大，如不及时补水，则不仅腐解缓慢，还会与麦苗争水。因此要浇好封冻水，这对当季秸秆还田的冬小麦尤为重要。来年春季要适时早浇返青水，促进秸秆腐解，保证麦苗正常生长发育所需的水分。
4．秸秆粉碎还田机械
目前，我国生产的各种秸秆粉碎还田机的构造和工作原理大致相同。主要由机架、刀轴、护罩、传动装置、悬挂升降机构、行走支撑轮等部件组成。常见的几种秸秆粉碎还田机机型：
(1)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。石家庄市农机厂生产，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(1.5，2，1.5A，2A型)秸秆粉碎还田机。河北省石家庄市第二农机厂生产。与50、55、60、75型配套(半悬挂、悬挂)，主要用于田间直立或铺放的玉米、高粱、稻麦等秸秆及蔬菜茎蔓的粉碎，碎秸秆自然均匀撤布。4F1。5A型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) XFP型系列(1200，1300型)。黑龙江省八五四机械厂生产，是与自走式谷物联合收割机配套的茎秆粉碎还田装置。它直接与联合收割机尾部连接，利用联合收割机的动力驱动其工作部件，在联合收割的同时，将作物茎杆粉碎抛撒还田。
5．秸秆粉碎还田机械的使用
(1)机具作业前的准备。秸秆粉碎还田机械在作业前必须仔细检查机具各连接件是否可靠，各紧固件是否有松动，转动部件是否灵活。若有松动或转动因难，则要及时排除。按说明书要求加注润滑油。
逐个检查刀片、刀轴等的质量和安装质量，刀轴变形和刀片损坏应及时修理或更换。 检查完毕后，进行空载试运转，确认各部件运转状态良好，方可进行作业。
(2)机具作业。机具启动时要空负荷低速启动，待发动机达到额定转速后，方可进行作业，否则会因突然接合，冲击负苛过大而造成动力输出轴和花键套的损坏，并且容易造成堵塞。
作业中要及时清除缠草，不准拆除传动带防护罩作业，清除缠草或排除故障必须停机进行。
机具作业时，严禁带负荷转弯或倒退，严禁机具运转时近距离前、后站人或跟踪，以免抛出的硬杂物伤人。
机具的升降不宜过快，也不宜过高或过低，以免损伤机车和机具。
作业时应注意清除、避开土埂、树桩等障碍物，地头留3—5米的机组回转地带。转移地块时，必须停止刀轴旋转。
作业中，应随时检查皮带的张紧程度，以免刀轴转速降低而影响粉碎质量或加速皮带磨损。
