玉米保护性耕作种植模式的效益分析

○内蒙古自治区农牧业技术推广中心 乌云塔娜

通辽市科尔沁区是优质玉米产区，年玉米种植面积在120 万亩，年产量达180 万吨。传统玉米种植采用犁耕翻地、耙耱镇压、施肥播种、人工铲地（1—2 遍）、中耕追肥、田间管理、收获模式。由于长期的翻耕和气候的变化，耕地大面积风蚀沙化，严重地影响了玉米种植和生产。从2000年开始，内蒙古自治区和通辽市科尔沁区农机部门在莫力庙苏木进行保护性耕作试验，主要是按照农机与农艺相融合、生物措施与工程技术相结合的原则，对玉米的传统耕作、保护性耕作种植进行了试验对比。

一、玉米保护性耕作种植的农艺要求

试验地土壤为沙壤土，肥力中等，地势比较平坦，该地区春秋季节风力较大且持续时间长，年有效积温2900℃—3100℃、有效降水280mm 左右，无霜期145 天。科尔沁区玉米保护性耕作种植的技术工艺是：秋季收获留高茬→春季直接播种→化学灭草→苗间深松→中耕培土。因此，需要选配拖拉机、免耕播种机、喷雾机、深松机、中耕机和收获机，其中最主要的是免耕播种机。

1．玉米保护性耕作种植模型。

1）秋季，使用玉米收获机进行留高茬收获作业，留茬高度在25—30cm ，覆盖过冬。

2）春季，用免耕播种施肥机进行播种施肥作业，播深6cm，每亩播种量2—2.5kg。

4）苗间深松、中耕培土，使用深松机作业，行距间隔55—60cm，深度25—30cm。

2．配套作业机具。

动力机械：JDT-654 型拖拉机。

免耕播种机：2BQM-6 型气吸式精量免耕播种机。

深松机：1SND-140 型、1SZF-3 型苗间（中耕）深松机。

喷雾机械：自制悬挂式喷雾机。

收获机械：4YZP-2A 两行自走式玉米收获机。

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二、玉米保护性耕作种植模式的技术效果分析

玉米保护性耕作种植系统的技术效果，主要取决于土壤理化性状，作物生长情况，病虫害与杂草三个对系统构成的约束条件。

1．土壤理化性状。保护性耕作种植取消了对土壤的耕作，其土壤的理化性状就成为玉米生产的重要约束条件。土壤的理化性状主要包括土壤硬度（坚实度、容重和孔隙度），播层地温，土壤含水率，土壤有机质等四项指标。

（1）土壤硬度。根据试验结果说明，土壤坚实度、容重和孔隙度三个指标，保护性耕作种植低于传统种植，但幅度很小，不影响玉米正常生育。

（2）播层地温。对播前10 天，播后10 天0—15cm 土层地温进行连续实测，除2018年以外，平均地温差异不明显， 保护性耕作种植平均地温略高于传统种植（见表1）。

表1 播层地温情况

（3）土层含水率。对播种前、雨后对0—30cm土层含水率进行了测试，几年来土壤含水率测定结果表明， 保护性耕作种植的土壤含水率明显高于传统种植（见表2），为玉米生长创造了条件。

表2 土壤含水率变化情况 单位：%

（4）土壤有机质。根据观察， 根茬当年可腐烂70%—80%，增加了土壤中的有机质含量，使土质变得疏松，增加了土壤活性，培肥了地力。通过对土壤的测定结果显示（表3），保护性耕作种植的土壤有机质每年都在增加，而传统耕作的土壤有机质每年都在减少。

表3 土壤有机质变化情况 单位：g/kg

通过对播层地温、土壤含水率、土壤有机质等三项指标的长期监测可以看出，对作物生长有影响的土壤含水率和土壤有机质两个重要指标，保护性耕作种植明显优于传统种植。因此， 保护性耕作种植的土壤的理化性状能够满足春玉米的生长需求。

2．玉米生长情况。由于保护性耕作的土壤坚实度比传统耕作地高一些，保护性耕作种植玉米在拔节期以前长势并不明显，个别年度长势较弱；但随着生长期的延长，到抽穗时，保护性耕作种植玉米的长势明显优于传统种植，且后来一直长势较旺。收获前保护性耕作种植与传统种植比较，株高增加13.3cm、茎粗增加0.2cm、穗位高出4.05cm、果穗长出0.4cm、果穗粗增加0.17cm（见表4）。

表4 玉 米 生 长 情 况 单位：cm

3．杂草与病虫害情况。玉米采用保护性耕作种植后，虽然杂草发生较传统种植有所增加，但能够控制和杀灭；病虫害的发生与传统种植没有明显的增加趋势。

综上所述，通过对土壤理化性状、玉米生长情况和病虫害与杂草的发生情况监测，结果说明玉米保护性耕作种植的模型在技术上是可行的。

三、玉米保护性耕作种植模式的生态效果分析

玉米保护性耕作种植模式的生态效果主要考核土地在地表覆盖下冬春季的土壤风蚀情况和夏秋季的土壤水蚀情况。

1．土壤风蚀情况。2017年至2020年，连续四年采用飞扬尘土收集法监测土壤风蚀情况（见表5）。由于秸秆根茬覆盖地表，增加了雨水入渗，减少了水分蒸发，使土壤湿润，再加上根茬固土，有效地阻止了土粒的运移和飞扬，保护性耕作种植比传统种植减少风蚀31%—46%。

表5 土 壤 风 蚀 情 况 单位：g

2．土壤水蚀情况。连续几年对水蚀情况的观察发现，由于地表有秸秆覆盖，下雨时地表没有结壳，不易产生径流，同时覆盖秸秆的地表比较粗糙，也有效地阻挡了径流，增加了水分入渗，减少了地表积水，减少了蒸发。减少径流50%-60%，减少土壤流失80%。

通过以上对土壤风蚀情况和水蚀情况的监测以及观察，说明采用保护性耕作种植后的土壤风蚀和水蚀得到了明显的改善，有利于地力恢复、培肥和作物生长，因此玉米保护性耕作种植模型在生态上是可行的。

四、玉米保护性耕作种植模式的经济效果分析

玉米保护性耕作种植的经济效果主要考核单位面积产量、单位面积增收节支两个指标。

1．单位面积产量。从2017年至2020年连续四年的产量测定情况看，保护性耕作种植的单位面积产量均高于传统种植的产量（见表6） 。

表6 单 位 面 积 产 量 情 况 单位：亩

影响作物产量的主要因素有种、水、肥、光。在种子和光照相同的情况下，主要影响因素就是水和肥。而实施保护性耕作种植可以提高土壤含水率，增加肥力，因而提高了作物单位面积产量。连续保护性耕作种植的年度越长，增产幅度会越明显（见表7）。

表7 玉米产量构成及经济性状比较 单位：cm、g、kg/亩

2．单位面积增收节支。玉米实行保护性耕作种植较传统耕作相比较，种子、肥料、灌溉、机收和运输的支出是相同的，保护性耕作种植增加了化学灭草费用，但免去了传统耕作的翻、耙、筑，减少作业工序，降低作业成本，增加农民收入。实践表明，保护性耕作种植较传统耕作减少2—3 道工序，每亩可降低作业成本23.66 元，每亩节约生产投入15.03 元，每亩增收节支可达46.08元。按照四年的单位面积产量、玉米销售价格和单位面积作业成本平均数，经计算后的增收节支效果见表8。

表8 单位面积生产成本情况

通过对单位面积产量、单位面积增收节支两个指标的分析可知，玉米采用保护性耕作种植后的产量增加，成本降低，增收节支效果明显，说明玉米保护性耕作种植模型在经济上是可行的。

五、结论

1）保护性耕作种植下的土壤条件，能够保证玉米植株的正常生长发育，玉米植株性状表现为株高、茎粗、穗长、穗大、穗粒数多、籽粒重等特点。

2）保护性耕作种植的玉米产量高于传统种植的产量，而且连续保护性耕作种植的年限越长增产越明显，是一种高效、环保、经济、节能、节支的耕作方法。

3）经过几年的试验研究证明，选择的技术工艺和配套机具符合当地玉米种植要求，能够在通辽地区和同类地区示范推广。