保护性耕作技术及配套机具的研究与应用

常玉强

2019年8月，胡春华副总理在吉林长春主持召开东北四省保护性耕作座谈会，把保护性耕作作为黑土地保护和推进农业可持续发展的重大农业技术措施，在东北四省区进行全面推广。

2020年7月，习近平总书记考察东北时指出要保护好耕地中的大熊猫黑土地。农业部及辽宁省农业农村厅下发文件要求加强推进保护性耕作推广实施，保护性耕作技术项目已纳入省政府重点强抓考核内容，要求各级农业部门做好保护性耕作推广工作，绥中县农业发展服务中心作为服务农村农业的基层农业部门，与各农机科研部门及相关生产企业密切合作，对保护性耕作技术及配套机具进行了广泛的探索研究，建立了保护性耕作示范区，将保护性耕作技术在农业生产中不断示范推广应用。

1 适宜辽宁地区保护性耕作的四种技术模式

经过多年的试验示范和摸索，适宜辽宁农业生产实际，更好保护土壤的保护性耕作技术模式总结为四种：即高留根茬秸秆覆盖还田免耕播种技术模式、秸秆均匀覆盖还田免耕播种技术模式、秸秆集行覆盖还田免耕播种技术模式、秸秆集行覆盖还田条带旋耕播种技术模式。按耕种方式可分为秸秆覆盖还田免耕播种和秸秆覆盖还田少耕播种两种类型。其中，秸秆覆盖还田免耕播种类型，主要包括高留根茬秸秆覆盖还田免耕播种、秸秆均匀覆盖还田免耕播种、秸秆集行覆盖还田免耕播种等三种技术，属高标准保护性耕作；秸秆覆盖还田少耕播种类型，主要包括秸秆集行覆盖还田条带旋耕播种技术，属过渡技术，应加快向免耕播种技术方向发展转变。具体四种作业模式流程如下：

（1）高留根茬秸秆覆盖还田免耕播种技术模式。上茬作物收获时，采取高留根茬秸秆还田，仅中上部秸秆覆盖地表，在上年的行间进行错茬免耕播种作业；高留秸秆根茬形成了“防风带”，重点解决风蚀水蚀严重和有效积温不足等问题。

（2）秸秆均匀覆盖还田免耕播种技术模式。上茬作物收获时，秸秆直接还田均匀覆盖地表，留茬高度10厘米左右，秸秆长度30～40厘米，春季直接进行免耕播种作业；秸秆覆盖减少了地表的裸露面积，可以防止大风带走土壤水分和表土，重点解决春季风沙大、墒情不足等问题。

（3）秸秆集行覆盖还田免耕播种技术模式。上茬作物收获时，秸秆覆盖地表，春季播种前秸秆归行，集中在播种行之间，在无秸秆覆盖的播种行上进行免耕播種作业，如秸秆量大，可采用宽窄行种植模式，在宽行集中秸秆；秸秆集行露出播种带，重点解决春季地温提升慢和秸秆量大易拖堆、架种等问题。

（4）秸秆集行覆盖还田条带旋耕播种技术模式。上茬作物收获时，秸秆覆盖地表，春季播种前秸秆归行，集中在播种行之间，在播种行上旋耕后进行免耕播种作业；旋耕建立了良好种床，后点解决地温低土壤粘重等问题。由于在农机作业过程中，机手会考虑到机具投资，农民要考虑到投入的多少，第三种模式机具投入及作业成本比适中，省时省力，较受农民欢迎。

2019年以来，我们认真研究省内保护性耕作技术发展模式，结合省农业农村厅保护性耕作和黑土地保护工作确定了保护性耕作技术模式，在各项目乡镇进行试验推广、示范作业，通过几年的试验研究，总结及研究开发改进，创新并形成了适合当前农村发展需要的保护性耕作技术模式。每种模式三次重复。

（1）垄作保护性耕作，设计原垄扶垄、扣半、隔垄破茬，条带双行四种模式，正常株行距。

试验设计：毗邻ck（ck是否是原垄种植），原垄免耕播种4垄（结合中耕扶垄作业），扣半种植4垄，隔垄破茬种植4垄、条田双行免耕种植2带4垄（条田化改造就是将目前普遍采用的60厘米垄改成120厘米条田（大垄）种植。山区、坡岗地、漫岗地，小垄改成120厘米条田（大垄），垄沟要窄要浅，不要起成高垄，既要防止春旱春风大跑墒、又要防止夏季水土流失。

平原地区排水良好的地块，条田可以起的高一些，垄沟深一些，既防旱又要防内涝。要注意的是，二洼地或排水条件差易形成内涝的地块不适宜改成条田，也不适宜保护性耕作。有条件的最好彻底改变垄距，采取140厘米条田种植，将条田行距缩小到50厘米，将条田之间行距扩大到90厘米，这种种植方法通风透光性最好，边际效应最好，产量最高，适应现实机械化收割作业，是今后玉米高产种植发展方向。

实施条田化种植有以下优势：①采取条田原垄卡播种，春季不动土或少动土不跑墒，播种时则可以将种子播在湿乎土上，出苗整齐，有利于一次播种保全苗。②将2垄改成高标准的条田后，可保持数年不变，不再需要年年重新改垄起垄，尤其是山区、坡岗地、水土流失严重的干旱地区，可保持数年不变。如果垄形在某项作业中遭到破坏，可进行扶垄作业，但动土率不能超过50%。保持条田长期稳定不变，大幅度降低农机作业成本。③可以减少耕地50%的垄沟，相当于减少50%的水土流失面积，同时使耕地增加蓄水量一倍以上，防御春旱连夏旱的能力提高2～3倍，既减少水土流失又培肥了地力。④可避免保护性耕作时免耕播种低洼苗带被雨水浸泡。⑤比完全平播能提高地温。

（2）玉米2比空种植模式，分正常株数（玉米原来清种株距1尺，每亩保苗3500株左右，比空种植株距21厘米，每亩保苗仍是3500株左右，机器下肥量是传统的1.5倍）和密植两种模式（株距15厘米，每亩保苗4800株，肥料用量相应增加，单株用量与清种单株用量相同，机器下肥量是传统的2倍。品种、管理等其它方面相同，注意肥料一定要增加）。每种模式三次重复。

（3）条带2比空种植模式（或2比空垄作保护性耕作模式），分正常株数（玉米原来清种株距1尺，每亩保苗3500株左右，比空种植株距21厘米，每亩保苗仍是3500株左右，机器下肥量是传统的1.5倍）和密植两种模式（株距15厘米，每亩保苗4800株，肥料用量相应增加，单株用量与清种用量相同，机器下肥量是传统的2倍，品种、管理等其它方面相同，注意肥料一定要增加）。

（4）玉米大豆2∶4套种模式：套种大豆正常播种，玉米按株距0.21厘米，每亩保苗1750株（机器下肥量是传统1.5倍）和株距0.10厘米，每亩保苗3600株（机器下肥量是传统3倍），单株肥料用量与清种单株用量相同，品种、管理等其它方面相同。

（5）玉米大豆2∶3套种模式：套种大豆正常播种，玉米按株距0.21厘米，每亩保苗2100株（机器下肥量是传统1.5倍）和株距0.12厘米，每亩保苗3600株（机器下肥量是传统2.6倍），单株肥料用量与清种单株用量相同，品种、管理等其它方面相同。

（6）玉米大豆2∶2套种模式：套种大豆正常播种，玉米按株距0.21厘米，每亩保苗2600株（机器下肥量是传统的1.5倍）和株距0.15厘米，每亩保苗3600株（机器下肥量是传统的2倍），保证单株肥料用量与清种单株用量相同，品种、管理等其它方面相同。

试验设计：2组大豆里面夹2组玉米播种带，每个播种带靠近一头留出50米长度作密植试验。

（7）粘玉米毛豆2∶3套种模式：套种毛豆正常播种，玉米按株距0.21厘米，每亩保苗2100株（机器下肥量是传统的1.5倍）和株距0.12厘米，每亩保苗3600株（机器下肥量是传统的2.6倍），单株肥料用量与清种单株用量相同，品种、管理等其它方面相同。

（8）粘玉米毛豆2∶2套种模式：套种毛豆正常播种，玉米按株距0.21厘米，每亩保苗2600株（机器下肥量是传统的1.5倍）和株距0.15厘米，每亩保苗3600株（机器下肥量是传统的2倍），保证单株肥料用量与清种单株用量相同，品种、管理等方面相同。

2 保护性耕作配套机具研制与创新

与有关生产企业合作，改进了免耕播种机：①改进免耕播种机传动装置。解决了机具存在牵引阻力大、动力与行进速度不匹配，作业效率低等缺点，使作业稳定省力快速。②改进了免耕播种机播种装置，通过在搅拌板自由端设置清粒刷清粒刷随旋转轴的转动刷过储粒箱内表面，达到对储粒箱内部药种搅拌清扫的目的。储粒箱对应多个出粒口，可根据需要选择开启封口板个数，节约种子肥料。③改进了免耕播种机掩土装置，通过碾轮装配作用，可以在掩土结束后将土面压实，同时支座为可拆卸结构，方便更换不同规格碾轮。通过联动结構以及活杆带动刮块，保证刮块间歇性刮去泥土，避免影响推板掩土工作。④改进免耕播种机主传动离合器，操作简单，不用停车，可利用液压油缸系统使地轮随时升降，在地轮升降同时实现动力传递的分离与结合。

该机的改进填补了山区播种机的空白，即适合与我省当前农村农民普遍拥有机具机型配套，又适用于东北地区垄作免耕播种作业，尤其适合山区秸秆根茬还田免耕播种作业。

3 保护性耕作存在问题及建议

3.1 农民认识不足。农民对保护性耕作这种新的耕作模式认识不够，对出苗率、除草效果、产量存在顾虑，接受程度有待提高。传统耕作理念是精耕细作，在没有看到免耕少耕播种的明显效果，很难改变传统的耕作习惯。应加大宣传力度，大力开展科技培训，搞好技术服务：①培训县农机推广技术骨干；②培训农机合作社技术骨干、农机手；③培训种粮大户及实施该技术的农民。培训内容为秸秆根茬还田保水、保土、提高土壤肥力基本原理，玉米联合收获机、根茬粉碎还田机及联合整地机调整、使用和维护保养等。

培训形式：结合多媒体教学，请专家进行课堂讲解；在秋季召开玉米收获秸秆根茬粉碎还田现场演示会；组织各项目县的农机管理和技术推广人员及农机合作社、农机大户、农机手等人到典型户学习，结合实地考察观摩，进行现场教学，现场指导用户掌握相关机具的调整、使用保养和故障排除等，确保项目顺利实施。

3.2 秸秆根茬还田配套技术不完善。保护性耕作技术模式涉及到旋耕、深耕、精少量播种等多个后续作业环节，不但要考虑到机具配套、农艺配套，而且还要考虑到组织、政策支持。不少地方只是迫于行政压力，单纯抓还田作业环节，对后续作业环节不重视。

建议将保护性耕作技术培训纳入政府工作日程，以乡镇政府为依托共同完成培训，同时要做好机具选型配套工作，积极争取各级相关部门支持，多渠道多方面筹措资金，以农民自筹为主，国家农机直补为辅解决购机款项。要充分利用国家机具直补、保护性耕作及深松补助资金，鼓励农民和农机合作社购置玉米联合收获机、秸秆还田机、联合整地机、根茬粉碎还田机等机具，将玉米机收、保护性耕作、深松等技术整合，发挥保护性耕作最大效应。

3.3 基层服务组织不健全。保护性耕作技术模式涉及到系列化作业，要保证后续作业环节的实现，需要有健全的农机基层服务组织做保障。高性能免耕播种机价格一般在4～5万元，大量购置高性能免耕播种机比较困难。我省有的县区甚至没有1台免耕播种机，作业面积和作业机具都无法落实，应加大力度推动适配机具推广应用示范及农机购置补贴宣传，提高各地区机具保有量。

3.4 秋季作业成本高，投入大，影响农民还田积极性。从秸秆根茬还田工艺经济分析可知，虽然春季播种作业环节减少，但秋季还田每亩需投入40元左右，同时还需补氮施肥，秋季投入不断加大，农民相对文化程度较低，对眼前投入及收益比看得更重，不得不考虑大幅度增加的成本。对作业机具实行补贴的同时，是否也要考虑对还田农户予以补贴，减轻农民负担，刺激还田积极性。

3.5 农机农艺融合不到位，给项目更好实施带来影响。建议推进玉米标准化种植，建立农机农艺融合示范区，扶持并依托农机专业合作社，实行“五统一”（即统一种子、统一农药、统一化肥、统一行距、统一机械作业），提高机械化作业效率。