機械化秸稈粉碎直接還田技術，就是用秸稈粉碎機將摘穗后的玉米及高粱、小麥等農作物秸稈就地粉碎，均勻地拋灑在地表，隨即翻耕入土，使之腐爛分解，達到大面積配肥地力的目的。
1．原理和效果
機械化秸稈粉碎直接還田技術對改善土壤的項化性能，培養地力，促進農作物持續增產增收具有重要的意義。
(1)培肥地力，改善土壤團粒結構和理化性狀，提高產量。作物秸稈中含有氮、磷、鉀、鈣、硫等農作物必需的主要營養元素，是豐富的肥料資源。此外，農作物秸稈粉碎還田翻耕后，在分解過程中進行礦質化，釋放養分，同時進行腐殖質化，使一些有機質化合物縮合脫水，形成更復雜的腐殖質，從而改善土壤的結構及保水、肥、溫、氣的能力，土壤有機質含量增加，養分結構趨于合理。據資料，秸稈還田后的土壤因還田年數不同，有機質可增加0．025％一0．15％：土壤容重降低0．057％一0．167％，孔隙度增加2％一6％，土質疏松，通氣性提高，犁耕比阻減少，貯存水分、養分能力增強。
(2)有明顯的社會效益和經濟效益。秸稈粉碎還田改良了土壤，增加了有機質含量，消滅病蟲害，緩解了目前化肥不足的矛盾，增強了農業的發展后勁。機械化直接粉碎還田使手工作業的挖、摘、捆、運、鍘、撒、翻等工序一次完成，生產效率提高40～120倍，爭搶農時，減少工序，節省勞力，減輕勞動強度，同時防止了焚燒秸稈而引起的嚴重空氣污染。秸稈粉碎還田增產效果明顯，機械還田的成本僅為人工還田成本的 l／4。
2．機械化作業工藝
秸稈粉碎還田能促進糧食增產，但只有依照—定的工藝程序來作業，才能達到預期的目的。
(1)小麥秸稈粉碎還田工藝。實踐中，小麥秸稈粉碎還田機械化工藝有兩種：①小型收割機收割時留高茬、秸稈粉碎→還田機粉碎、拋撒→播種；②聯合收割→ 秸稈粉碎還田機粉碎、拋撒→ 播種。
(2)玉米秸稈粉碎還田工藝。玉米秸稈粉碎還田機械化工藝：①摘穗→ 秸稈粉碎還田機粉碎，拋撒→ 施肥→ 旋耕(或耕茬)→ 深耕→ 壓蓋→ 播種；②玉米收獲機(配粉碎還田機)收獲、秸稈粉碎拋撒→ 施肥→ 旋耕(或耙茬)→ 深耕→ 壓蓋→ 播種。
3．機械化作業實施要點
下面主要介紹玉米秸稈粉碎還田作業實施要點。
(1)玉米的摘穗。在不影響產量的情況下，趁秸稈青綠，及早摘穗，并連苞葉一起摘下。
(2)秸稈粉碎。玉米摘完穗后，用秸稈粉碎還田機及時粉碎。作業時要注意選擇拖拉機作業檔位和調整留茬高度，粉碎長度不宜超過10厘米，嚴防漏切。玉米秸稈不能在撞倒后再粉碎，否則不僅不能把大部分秸稈粉碎，還會因粉碎還田機工作部件位置過低，刀片打擊地面而增加負荷，甚至使傳動部件損壞。工作部件的地隙宜控制在5厘米以上。此外，要做到適時粉碎，玉米秸稈最佳粉碎期是在玉米成熟后，秸稈呈綠色，含水率在30％以上。此時秸稈本身含糖分、水分大，易被粉碎，對加快腐解，增加土壤養分大為有益。
(3)施肥。玉米秸稈在土壤中腐解時，要吸收土壤中原有的氮、磷和水分，因此，當底肥不足時，就會出現秸稈腐解與作物爭水、爭肥現象，影響作物生產發育。為此應施加一定量的氮、磷化肥，一般每公頃還田秸稈7500干克，需施67.5千克氮和22.5干克純磷(或施300—750千克速效氮肥或150—225千克尿素)，以便加快秸稈腐解，盡快變成有效養分，還可防止與麥苗爭氦。
(4)旋耕或耙地滅茬。玉米秸稈粉碎還田加施化肥后，要立即旋耕或耙地滅茬，使秸稈均勻分布于0一10厘米的土層中，在與土壤混合過程中把玉米根茬切開，并再次切碎較長的莖稈，以利充分腐解。
(5)深耕。耕深要求在20—25厘米，通過翻耕、壓、蓋。消除因秸稈造成的土壤架空，為播種創造條件。可用大、中型拖拉機配套的深耕犁，環形鎮壓器、木器一次完成耕翻、鎮壓、耢等作業。或用小型拖拉機配單鋅犁深耕覆蓋，耕深不小于23厘米。
(6)播種。小麥播種前要澆足塌墑水、以消除土壤架空，促進秸稈腐解。要精細整地，使用耪耙，消滅明暗坷垃，達到土碎地平，并進一步解決土壤架空問題，使土壤上虛下實。播種最好使用帶圓盤式開溝器的播種機，以免勾掛根茬或秸稈造成壅土，影響播種質量。
(7)澆水。玉米秸稈在土壤中腐解時需水量較大，如不及時補水，則不僅腐解緩慢，還會與麥苗爭水。因此要澆好封凍水，這對當季秸稈還田的冬小麥尤為重要。來年春季要適時早澆返青水，促進秸稈腐解，保證麥苗正常生長發育所需的水分。
4．秸稈粉碎還田機械
目前，我國生產的各種秸稈粉碎還田機的構造和工作原理大致相同。主要由機架、刀軸、護罩、傳動裝置、懸掛升降機構、行走支撐輪等部件組成。常見的幾種秸稈粉碎還田機機型：
(1)4JF—40型秸稈粉碎還田機。河北省趙縣農機修造廠生產，與120、150型小四輪拖拉機配套(前置式全懸掛)，可將收獲果穗后的農作物莖稈(玉米、麥類)直接粉碎還田。
(2)4Q系列(1.5，2型)秸稈切碎機。石家莊市農機廠生產，與上海—50型、鐵牛—55型拖拉機配套，工作部件為錘爪式。該機型對稻麥類軟秸稈和玉米、高梁、棉花等硬秸稈均具有良好的切碎性能。
(3)4F系列(1.5，2，1.5A，2A型)秸稈粉碎還田機。河北省石家莊市第二農機廠生產。與50、55、60、75型配套(半懸掛、懸掛)，主要用于田間直立或鋪放的玉米、高粱、稻麥等秸稈及蔬菜莖蔓的粉碎，碎秸稈自然均勻撤布。4F1。5A型尾部設有可調式擴散裝置及全面限深裝置，適應性更廣泛。
(4) XFP型系列(1200，1300型)。黑龍江省八五四機械廠生產，是與自走式谷物聯合收割機配套的莖稈粉碎還田裝置。它直接與聯合收割機尾部連接，利用聯合收割機的動力驅動其工作部件，在聯合收割的同時，將作物莖桿粉碎拋撒還田。
5．秸稈粉碎還田機械的使用
(1)機具作業前的準備。秸稈粉碎還田機械在作業前必須仔細檢查機具各連接件是否可靠，各緊固件是否有松動，轉動部件是否靈活。若有松動或轉動因難，則要及時排除。按說明書要求加注潤滑油。
逐個檢查刀片、刀軸等的質量和安裝質量，刀軸變形和刀片損壞應及時修理或更換。 檢查完畢后，進行空載試運轉，確認各部件運轉狀態良好，方可進行作業。
(2)機具作業。機具啟動時要空負荷低速啟動，待發動機達到額定轉速后，方可進行作業，否則會因突然接合，沖擊負苛過大而造成動力輸出軸和花鍵套的損壞，并且容易造成堵塞。
作業中要及時清除纏草，不準拆除傳動帶防護罩作業，清除纏草或排除故障必須停機進行。
機具作業時，嚴禁帶負荷轉彎或倒退，嚴禁機具運轉時近距離前、后站人或跟蹤，以免拋出的硬雜物傷人。
機具的升降不宜過快，也不宜過高或過低，以免損傷機車和機具。
作業時應注意清除、避開土埂、樹樁等障礙物，地頭留3—5米的機組回轉地帶。轉移地塊時，必須停止刀軸旋轉。
作業中，應隨時檢查皮帶的張緊程度，以免刀軸轉速降低而影響粉碎質量或加速皮帶磨損。
