谈谈垂直耕作之秸秆碎混全量还田模式

美国大平原制造公司中国代表处

□ 章世妍

美国在经历了上个世纪三十年代的黑色大风暴后终于意识到常年的翻耕让土壤裸露是造成水土流失最主要的原因。政府开始制定并颁布一系列法律法规以保护国土资源并对采取保护性耕作技术的农场进行补贴大力发展可持续农业。 目前美国运用最广的保护性耕作模式主要有完全免耕、条带耕作和垂直耕作三种模式，全部是秸秆全量还田。全美小麦、玉米和大豆60%以上的农田采用了保护性耕作技术，而且这个比例还在不断加大。

作为美国保护性耕作技术的领先企业，美国大平原制造公司（以下简称“大平原”）从90年代中期开始研发用于保护性耕作的耕整地设备，垂直耕作技术是其主推的具有农机农艺融合的保护性耕作技术，在美国推广得非常成功，特别是在美国玉米带地区，其受欢迎的程度越来越高。

大平原对于垂直耕作系统的定义为：作为一系列耕作指导原则，旨在通过垂直深松、秸秆还田以及土壤表面垂直耕整方式提高土壤吸纳和储存水分的能力，增加土壤有机质含量，促进作物根系发育和营养元素吸收，最终实现种植收益最大化。垂直耕作系统有别于其它传统耕作模式的最大特点就是所有设备垂直于土壤水平面方向运动，其目标是为打破板结层并且防止新板结层产生。利用垂直耕作模式创建均匀的土壤密度，修复被破坏的土壤结构，通过秸秆还田，切碎秸秆平整苗床，为作物生长创造理想的土壤条件。

垂直深松机可全方位消除土壤板结层，彻底打破土壤板结层。在作业过程中，不打乱耕作层，不扰动地表，不翻动土壤，实现全方位垂直深松。自动防过载的深松铲在土壤中通过时形成持续波浪效应，使得整个工作深度上的板结层形成开裂，但在土壤表面不留深刻痕迹，坚硬的板结层被全方位破碎。深松后地表平整，保持植被完整性，最大限度减少土壤跑墒。在大量秸秆地里作业完全不堵塞，一旦深层的板结层被消除，健康的土壤耕层每年都要进行维护，避免或减缓板结层的产生。比如在涝的季节进行收割或播种都很容易形成新的板结层。

大平原的垂直深松联合整地机主要运用于一些气候寒冷、土壤粘重地区，例如，美国玉米带北部高寒地区、乌克兰和俄罗斯的黑土带，这些地区因为气候寒冷，农民们希望能够在打破板结的同时将部分秸秆混拌到地里，露出更多一些黑土，春季地温升温就会更快一些，这时垂直深松联合整地机就能满足需求。

任何切进土壤的机具都会造成土壤密度变化层。这些机具切土部件在作业时，其下方土壤被压密；上方土壤被抬起翻动。联轴式和凹面圆盘机具也因造成密度加大的板结层被越来越多专业农场放弃使用。垂直涡轮圆盘的作业原理是垂直进入离开土壤，不会对土壤造成浅层板结。春季播种前进行垂直涡轮圆盘耙进行一遍秸秆浅层碎混作业，这种做法在美国农场比较普遍被采纳。播种前进行垂直耙作业有诸多好处，其中最重要的作用就是，平整出苗床、切碎秸秆、提升免耕播种机的播种质量。其它作用，例如如果地温低，通过一遍浅层垂直耕作，可以提高地温，提早几天播种。

大平原2016年开始在中国推广垂直耕作模式，坚持不懈用微薄之力一点一滴地推广保护性耕作，也找到了真正认可这种先进模式的合作社。如黑龙江省龙江县的超越合作社从2018年秋收后大面积采用大平原垂直耕作模式，取得了惊人效果，不仅不需要将秸秆离田，还实现了秸秆碎混处理作业与深松作业一体化完成，实现了整地作业与深松作业有效衔接，发挥了深松技术优势，减少了农机进地作业次数，降低了生产作业成本。

推广试验表明，通过秸秆碎混作业，使其与表层土壤充分混匀，并在土壤中分解腐烂，达到改善土壤结构、增加有机质含量、促进玉米等作物增产效果。秸秆碎混只发生在土壤表层，表层秸秆覆盖且覆盖量可调节，蓄水防风效果好。以前合作社都要通过翻埋将秸秆翻入地里，黑土裸露风沙大的时候地里扬尘非常严重，而且春季播种前需要做水种植。而且，翻地彻底破坏植被根系，将底层土壤翻至地表，无植被覆盖，导致水分大量散失，降水后地表径流冲刷土壤，水土流失现象严重。

超越合作社算了一笔账，与传统翻地模式比较，2018秋季和2019春季采用垂直耕作种植了7000亩玉米。结果每亩增产干粮85斤，也就是有59.9万斤额外增收，按0.8元/斤，约为47.9万元的收入。另外，垂直耕作也节约了亩作业费。按每公顷节省1000元计算，总计有46万元。一增一减就有接近100万元的收益。所以，垂直耕作不仅实现了秸秆全量还田，更重要的是促进了作物出苗增产，并降低了水土流失。

垂直耕作秸秆全量还田模式不但解决了秸秆处理问题，并且在作业中应用了世界上最为先进的垂直耕作技术，克服了其他模式耕作后耕层内凸凹不平、苗长势不齐的问题，一般不出现 “三类苗”，有利于提高产量，一举多赢。垂直耕作模式实现蓄水保墒，作业费用比秸秆翻埋模式低，并且保墒效果好，有利于出苗。优化水资源利用，是水土肥三要素综合优化的一项生态型技术。垂直耕作为农业生产者创造了双赢局面，同时又保护生态环境，实现农业绿色可持续发展。Θ