榆树市保护性耕作技术的推广与应用

王春梅

(榆树市环城乡综合服务中心农业服务科，吉林 榆树 130400)

0 引言

2009年榆树市作为全国产粮大县，从零起步，开始保护性耕作技术试验。十年间，榆树市玉米保护性耕作技术的推广应用实现了飞跃发展，通过引进先进的保护性耕作作业机具，探索适应本地的保护性耕作作业模式，不断开展技术创新和科技创新，使保护性耕作技术推广应用水平不断攀升。截至2020年，榆树市的玉米保护性耕作技术的推广应用为榆树市耕地质量提升、改善生态环境、促进农业可持续发展、实现粮食稳产高产奠定了坚实基础。

1 保护性耕作技术的推广情况

(1)从2009年开始连续五年通过申请农业部农机化推广补助专项资金项目，立项推广玉米保护性耕作技术，建设内容主要是引进玉米保护性耕作必备的农机具，包括免耕播种机、深松机和深松追肥机，作业模式主要是宽窄行留高茬免耕播种种植模式。通过建立保护性耕作技术示范田，开展保护性耕作技术研究，筛选适应本地的保护性耕作技术。

(2)2010—2011年，榆树市承担了农业部保护性耕作工程建设项目，共投资475万元，其中国家投入400万元，省级配套投入75万元。为3个示范乡镇的6个村建造农机库1800 m2、农机具棚2400 m2，投入各类农机具144台(套)。

(3)2015年是我市保护性耕作由试验示范进入大面积推广应用阶段，由于政策的拉动(国家、省、长春市对保护性耕作作业实行补贴)，当年完成保护性耕作作业面积5.12万hm2;2016年完成保护性耕作作业面积6.15万hm2;2017年完成保护性耕作作业面积6.33万hm2，其中秸秆全量还田免耕播种面积0.16万hm2;2018年完成保护性耕作作业面积8.4万hm2，其中秸秆全量还田免耕播种面积0.347万hm2。

2 保护性耕作技术应用情况

2009—2018的十年间，榆树市在保护性耕作技术应用上，交替采取四种技术模式。

(1)第一阶段(2009—2011年)。主推玉米宽窄行种植模式。这一阶段的技术特点是玉米宽窄行种植。第一年玉米种植选择宽窄行种植，宽行90 cm，窄行40 cm。第二年在上一年的宽行进行玉米窄行种植。上一年的玉米根茬不灭，留在地表，实现防风固土。

(2)第二阶段(2012—2014年)。主推玉米留茬播种技术模式。这一阶段主要是使用重型免耕播种机在留茬地块直接免耕播种，将常规垄距改播成宽窄行，玉米根茬留在地表，实现防风固土。

(3)第三阶段(2015年)。主推玉米部分秸秆覆盖技术模式。这一阶段主要是将一部分玉米秸秆清理出田间，然后用免耕播种机播种。

(4)第四阶段(2016年至今)。主要开展玉米秸秆全量还田免耕播种技术模式。在这一阶段玉米秸秆经过秸秆归行处理实现全量还田免耕播种。玉米秸秆归行处理解决了五项技术问题。

第一，解决了秸秆在全覆盖条件下，不烧、不离田，直接播种的问题。秸秆经过归行机进行归行处理后，宽行用于存放秸杆，在裸露的窄行用免耕播种机播宽窄行。

第二，解决了秸秆全覆盖条件下，免耕播种机作业秸秆堵塞的问题。在全省，我市玉米产量相对较高，秸秆量相对较大，如果秸秆不经过归行处理，免耕播种作业易产生拖堆、堵塞等问题，直接影响播种质量。

第三，解决了秸秆全覆盖条件下，播种带地温回升慢的问题。在秸秆覆盖的地块，春季时阳光照射在秸秆上，影响地表地温回升。秸秆进行归行处理后，播种带裸露，阳光直射在地表，地温回升相对提高了。

第四，解决了秸秆全覆盖的条件下，药剂除草效果不佳的问题。秸秆全覆盖，如果不进行秸秆处理，施除草剂需要使用风幕式喷药机进行作业，或者需喷施两次除草剂，即:播种后和苗期(三叶一芯)各喷施一次除草剂，作业成本高。秸秆归行处理后，一次喷施除草剂就可达到理想的除草效果。因为除草剂药液可直接喷施在播种带地表上，除草效果与经过整地的地表除草效果相同。

第五，解决了拖拉机播种时压地的问题。拖拉机播种时轮胎压地问题一直是难以解决的技术问题。秸秆经过归行处理后，拖拉机配带两行免耕机播种时行走在铺放的秸秆上，对地表的压强相对较轻。另外，免耕播种机播的是宽窄行，苗带距离拖拉机轮胎中心线相对均匀垄更远。综合这两点因素，基本解决了拖拉机播种时压地的问题。

3 保护性耕作技术应用效果

3.1 培肥土壤

秸秆覆盖还田可提高土壤有机质含量，培肥地力，实现土地资源的可持续利用。连年大量的秸秆腐烂还田，土壤有机质含量呈递增趋势；土壤中的全氮、全磷、速效氮、速效磷增加。据统计，秸秆还田后有机质含量每年可增加0.01～0.03个百分点。表层0～5 cm形成有机质积累，秸秆全履盖5年后，土壤有机质可以增加20%左右，减少化肥使用量35%左右。

3.2 降低土壤侵蚀

秸秆覆盖减轻土壤风蚀、水蚀，减少水土流失。据监测表明，保护性耕作可以减少地表径流50%～60%。减少士壤流失80%左右。少耕、免耕等保护性耕作减少了对土壤的扰动，对作物根系起到固土作用，加上地表常年有残茬和作物覆盖，大大减少了降水对表土的冲刷，起到低风蚀水蚀的效果。

3.3 改善土壤生物性状

秸秆还田促进了土壤微生物活动，增加土壤的孔隙度和通透性，有利于团粒结构形成。传统耕作方式使土壤板结，犁底层加厚，不利于作物根系的生长发育。秸秆覆盖技术增加0～10 cm土壤孔隙度，土壤容重比对照降低0.090～0.103 g·cm-1，连续两年秸秆覆盖后土壤孔隙度比常规耕作增加了8.37%～13.10%。不同的保护性耕作模式能降低土壤容重，增加土壤孔隙度，调节土壤固、液、气三相比进而改善土壤结构，为作物的根系生长发育提供良好的土壤环境。

3.4 蓄水保墒提升

秸秆覆盖的蓄水保墒作用，一是减少地表水分蒸发，二是下雨时延缓地表水分饱和时间，最大限度地接纳雨水，减少地面径流。传统耕作的地表裸露面积大，秋耕或耙地很容易造成土表水分蒸发而遭受风蚀。测试结果表明，保护性耕作春季土壤耕层含水量(0～20 cm)较常规种植增加了12.39%;保护性耕作平均出苗率为97%，常规种植平均出苗率为92%，保苗率提高了6%左右。特别是2009年，伏旱严重袭击了我国东北地区，玉米生产受到了很大影响，而保护性耕作由于地表蓄水多，水分蒸发少，相当于增加了50 mm降雨量，旱情远小于常规种植。可见，免耕、少耕、秸秆覆盖等保护性耕作明显增加土壤含水量，起到了蓄水保墒作用。秸秆覆盖的地表，土壤湿润、抗旱保墒效果明显。

3.5 保护环境

秸秆直接还田，避免秸秆肆意焚烧造成的生态环境破坏。

3.6 节本增效

实施保护性耕作，可减少农机作业次数30%～50%，降低作业成本50～100 元·(667m2)-1。连续多年的秸秆还田，土壤有机质含量增加，可以减少35%化肥使用量。

3.7 稳产高产

保护性耕作，提升了耕地质量、提高了土壤抗旱保水能力，最终实现粮食稳产高产，实现农业可持续发展。

使用免耕播种机播种一次作业可完成苗带秸秆清理、开沟器开沟单粒播种、施肥开沟器开沟深施化肥、挤压覆土、重镇压五项作业;传统耕作播种需四次完成四项作业:秸秆离田处理、机械旋耕整地、机械播种、机械镇压。

免耕播种费用:500 元·hm-2。

传统耕作播种：秸秆离田(或焚烧)150 元·hm-2、机械旋耕整地450 元·hm-2、机械播种350元·hm-2、机械镇压150 元·hm-2。

每公顷节省作业费用：150+450+350+150-500=600 元。

每公顷玉米秸秆还田产生尿素73 kg、过磷酸钙76 kg、硫酸钾160 kg。节约化肥成本约670元。其中尿素130 元、过磷酸钙220 元、硫酸钾320 元。

如果玉米每公顷平均产量按10 000 kg计算，每公顷作业节支600 元，相当于降低每公斤玉米粮成本0.06元。

如果连续十年实施秸秆全量还田保护性耕作技术，可以减少化肥的使用量35%以上，相当于降低每公斤玉米粮成本0.17元。

因此，推广玉米秸秆全量还田免耕播种是推广玉米保护性耕作的高级阶段，是实现黑土地保护最有效的技术措施。