榆樹市保護性耕作技術(shù)的推廣與應(yīng)用

王春梅

(榆樹市環(huán)城鄉(xiāng)綜合服務(wù)中心農(nóng)業(yè)服務(wù)科，吉林 榆樹 130400)

0 引言

2009年榆樹市作為全國產(chǎn)糧大縣，從零起步，開始保護性耕作技術(shù)試驗。十年間，榆樹市玉米保護性耕作技術(shù)的推廣應(yīng)用實現(xiàn)了飛躍發(fā)展，通過引進先進的保護性耕作作業(yè)機具，探索適應(yīng)本地的保護性耕作作業(yè)模式，不斷開展技術(shù)創(chuàng)新和科技創(chuàng)新，使保護性耕作技術(shù)推廣應(yīng)用水平不斷攀升。截至2020年，榆樹市的玉米保護性耕作技術(shù)的推廣應(yīng)用為榆樹市耕地質(zhì)量提升、改善生態(tài)環(huán)境、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)。

1 保護性耕作技術(shù)的推廣情況

(1)從2009年開始連續(xù)五年通過申請農(nóng)業(yè)部農(nóng)機化推廣補助專項資金項目，立項推廣玉米保護性耕作技術(shù)，建設(shè)內(nèi)容主要是引進玉米保護性耕作必備的農(nóng)機具，包括免耕播種機、深松機和深松追肥機，作業(yè)模式主要是寬窄行留高茬免耕播種種植模式。通過建立保護性耕作技術(shù)示范田，開展保護性耕作技術(shù)研究，篩選適應(yīng)本地的保護性耕作技術(shù)。

(2)2010—2011年，榆樹市承擔(dān)了農(nóng)業(yè)部保護性耕作工程建設(shè)項目，共投資475萬元，其中國家投入400萬元，省級配套投入75萬元。為3個示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)的6個村建造農(nóng)機庫1800 m2、農(nóng)機具棚2400 m2，投入各類農(nóng)機具144臺(套)。

(3)2015年是我市保護性耕作由試驗示范進入大面積推廣應(yīng)用階段，由于政策的拉動(國家、省、長春市對保護性耕作作業(yè)實行補貼)，當(dāng)年完成保護性耕作作業(yè)面積5.12萬hm2;2016年完成保護性耕作作業(yè)面積6.15萬hm2;2017年完成保護性耕作作業(yè)面積6.33萬hm2，其中秸稈全量還田免耕播種面積0.16萬hm2;2018年完成保護性耕作作業(yè)面積8.4萬hm2，其中秸稈全量還田免耕播種面積0.347萬hm2。

2 保護性耕作技術(shù)應(yīng)用情況

2009—2018的十年間，榆樹市在保護性耕作技術(shù)應(yīng)用上，交替采取四種技術(shù)模式。

(1)第一階段(2009—2011年)。主推玉米寬窄行種植模式。這一階段的技術(shù)特點是玉米寬窄行種植。第一年玉米種植選擇寬窄行種植，寬行90 cm，窄行40 cm。第二年在上一年的寬行進行玉米窄行種植。上一年的玉米根茬不滅，留在地表，實現(xiàn)防風(fēng)固土。

(2)第二階段(2012—2014年)。主推玉米留茬播種技術(shù)模式。這一階段主要是使用重型免耕播種機在留茬地塊直接免耕播種，將常規(guī)壟距改播成寬窄行，玉米根茬留在地表，實現(xiàn)防風(fēng)固土。

(3)第三階段(2015年)。主推玉米部分秸稈覆蓋技術(shù)模式。這一階段主要是將一部分玉米秸稈清理出田間，然后用免耕播種機播種。

(4)第四階段(2016年至今)。主要開展玉米秸稈全量還田免耕播種技術(shù)模式。在這一階段玉米秸稈經(jīng)過秸稈歸行處理實現(xiàn)全量還田免耕播種。玉米秸稈歸行處理解決了五項技術(shù)問題。

第一，解決了秸稈在全覆蓋條件下，不燒、不離田，直接播種的問題。秸稈經(jīng)過歸行機進行歸行處理后，寬行用于存放秸桿，在裸露的窄行用免耕播種機播寬窄行。

第二，解決了秸稈全覆蓋條件下，免耕播種機作業(yè)秸稈堵塞的問題。在全省，我市玉米產(chǎn)量相對較高，秸稈量相對較大，如果秸稈不經(jīng)過歸行處理，免耕播種作業(yè)易產(chǎn)生拖堆、堵塞等問題，直接影響播種質(zhì)量。

第三，解決了秸稈全覆蓋條件下，播種帶地溫回升慢的問題。在秸稈覆蓋的地塊，春季時陽光照射在秸稈上，影響地表地溫回升。秸稈進行歸行處理后，播種帶裸露，陽光直射在地表，地溫回升相對提高了。

第四，解決了秸稈全覆蓋的條件下，藥劑除草效果不佳的問題。秸稈全覆蓋，如果不進行秸稈處理，施除草劑需要使用風(fēng)幕式噴藥機進行作業(yè)，或者需噴施兩次除草劑，即:播種后和苗期(三葉一芯)各噴施一次除草劑，作業(yè)成本高。秸稈歸行處理后，一次噴施除草劑就可達(dá)到理想的除草效果。因為除草劑藥液可直接噴施在播種帶地表上，除草效果與經(jīng)過整地的地表除草效果相同。

第五，解決了拖拉機播種時壓地的問題。拖拉機播種時輪胎壓地問題一直是難以解決的技術(shù)問題。秸稈經(jīng)過歸行處理后，拖拉機配帶兩行免耕機播種時行走在鋪放的秸稈上，對地表的壓強相對較輕。另外，免耕播種機播的是寬窄行，苗帶距離拖拉機輪胎中心線相對均勻壟更遠(yuǎn)。綜合這兩點因素，基本解決了拖拉機播種時壓地的問題。

3 保護性耕作技術(shù)應(yīng)用效果

3.1 培肥土壤

秸稈覆蓋還田可提高土壤有機質(zhì)含量，培肥地力，實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。連年大量的秸稈腐爛還田，土壤有機質(zhì)含量呈遞增趨勢；土壤中的全氮、全磷、速效氮、速效磷增加。據(jù)統(tǒng)計，秸稈還田后有機質(zhì)含量每年可增加0.01～0.03個百分點。表層0～5 cm形成有機質(zhì)積累，秸稈全履蓋5年后，土壤有機質(zhì)可以增加20%左右，減少化肥使用量35%左右。

3.2 降低土壤侵蝕

秸稈覆蓋減輕土壤風(fēng)蝕、水蝕，減少水土流失。據(jù)監(jiān)測表明，保護性耕作可以減少地表徑流50%～60%。減少士壤流失80%左右。少耕、免耕等保護性耕作減少了對土壤的擾動，對作物根系起到固土作用，加上地表常年有殘茬和作物覆蓋，大大減少了降水對表土的沖刷，起到低風(fēng)蝕水蝕的效果。

3.3 改善土壤生物性狀

秸稈還田促進了土壤微生物活動，增加土壤的孔隙度和通透性，有利于團粒結(jié)構(gòu)形成。傳統(tǒng)耕作方式使土壤板結(jié)，犁底層加厚，不利于作物根系的生長發(fā)育。秸稈覆蓋技術(shù)增加0～10 cm土壤孔隙度，土壤容重比對照降低0.090～0.103 g·cm-1，連續(xù)兩年秸稈覆蓋后土壤孔隙度比常規(guī)耕作增加了8.37%～13.10%。不同的保護性耕作模式能降低土壤容重，增加土壤孔隙度，調(diào)節(jié)土壤固、液、氣三相比進而改善土壤結(jié)構(gòu)，為作物的根系生長發(fā)育提供良好的土壤環(huán)境。

3.4 蓄水保墑提升

秸稈覆蓋的蓄水保墑作用，一是減少地表水分蒸發(fā)，二是下雨時延緩地表水分飽和時間，最大限度地接納雨水，減少地面徑流。傳統(tǒng)耕作的地表裸露面積大，秋耕或耙地很容易造成土表水分蒸發(fā)而遭受風(fēng)蝕。測試結(jié)果表明，保護性耕作春季土壤耕層含水量(0～20 cm)較常規(guī)種植增加了12.39%;保護性耕作平均出苗率為97%，常規(guī)種植平均出苗率為92%，保苗率提高了6%左右。特別是2009年，伏旱嚴(yán)重襲擊了我國東北地區(qū)，玉米生產(chǎn)受到了很大影響，而保護性耕作由于地表蓄水多，水分蒸發(fā)少，相當(dāng)于增加了50 mm降雨量，旱情遠(yuǎn)小于常規(guī)種植?？梢?，免耕、少耕、秸稈覆蓋等保護性耕作明顯增加土壤含水量，起到了蓄水保墑作用。秸稈覆蓋的地表，土壤濕潤、抗旱保墑效果明顯。

3.5 保護環(huán)境

秸稈直接還田，避免秸稈肆意焚燒造成的生態(tài)環(huán)境破壞。

3.6 節(jié)本增效

實施保護性耕作，可減少農(nóng)機作業(yè)次數(shù)30%～50%，降低作業(yè)成本50～100 元·(667m2)-1。連續(xù)多年的秸稈還田，土壤有機質(zhì)含量增加，可以減少35%化肥使用量。

3.7 穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)

保護性耕作，提升了耕地質(zhì)量、提高了土壤抗旱保水能力，最終實現(xiàn)糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

使用免耕播種機播種一次作業(yè)可完成苗帶秸稈清理、開溝器開溝單粒播種、施肥開溝器開溝深施化肥、擠壓覆土、重鎮(zhèn)壓五項作業(yè);傳統(tǒng)耕作播種需四次完成四項作業(yè):秸稈離田處理、機械旋耕整地、機械播種、機械鎮(zhèn)壓。

免耕播種費用:500 元·hm-2。

傳統(tǒng)耕作播種：秸稈離田(或焚燒)150 元·hm-2、機械旋耕整地450 元·hm-2、機械播種350元·hm-2、機械鎮(zhèn)壓150 元·hm-2。

每公頃節(jié)省作業(yè)費用：150+450+350+150-500=600 元。

每公頃玉米秸稈還田產(chǎn)生尿素73 kg、過磷酸鈣76 kg、硫酸鉀160 kg。節(jié)約化肥成本約670元。其中尿素130 元、過磷酸鈣220 元、硫酸鉀320 元。

如果玉米每公頃平均產(chǎn)量按10 000 kg計算，每公頃作業(yè)節(jié)支600 元，相當(dāng)于降低每公斤玉米糧成本0.06元。

如果連續(xù)十年實施秸稈全量還田保護性耕作技術(shù)，可以減少化肥的使用量35%以上，相當(dāng)于降低每公斤玉米糧成本0.17元。

因此，推廣玉米秸稈全量還田免耕播種是推廣玉米保護性耕作的高級階段，是實現(xiàn)黑土地保護最有效的技術(shù)措施。