吉林省玉米保護性耕作技術新思路、新方向
——條帶耕作技術模式應用與前景分析

王利斌，王文強，于 猛，董永鷺，初小兵

（長春市農業(yè)機械研究院，吉林長春 130052）

0 引言

吉林省從2007年開始推廣保護性耕作，至2020年推廣面積已經達到120萬hm2，取得了豐碩成果。實踐證明：保護性耕作是一項經濟效益和生態(tài)效益同步，當前利益與長遠利益兼顧，利國利民的革命性農業(yè)耕作技術，具有保護土壤、減少風蝕水蝕、抗旱節(jié)水、培肥地力、降低成本等多種作用。2020年4月，國家“東北黑土地保護性耕作行動推進計劃”提出吉林省保護性耕作在2025年達到266.67萬hm2的目標。應該看到，這是一項緊迫的任務，如何高質量的去完成上述工作，要求我們必須進行認真思考。針對保護性耕作快速推廣的難點和焦點問題，從技術上創(chuàng)新出路，探討吉林保護性耕作發(fā)展的新思路和新方向。

1 保護性耕作推廣面臨的問題

1.1 傳統(tǒng)耕作習慣的阻礙

一方面是廣大農民群眾受幾千年傳統(tǒng)耕作模式影響很深，主要是秸稈離田壟作，地表干凈整潔，而秸稈還田保護性耕作，地表有秸稈覆蓋，耕作后地表很亂，出苗在秸稈間，一定程度受到秸稈的影響。另一方面是基層領導干部對推行秸稈覆蓋還田保護性耕作認識也不到位，沒有認識到這是一場耕作技術和耕作模式的革命，是建立起保護土壤、保護黑土地的健康耕作體系。

1.2 病蟲草害增多的擔憂

部分農民認為，實施保護性耕作，大量的秸稈還田可能會加劇病蟲草害的危害。經過美國、巴西的數(shù)據(jù)，以及我國科研工作者的實踐，都表明實施保護性耕作病蟲草害病沒有明顯的增加，只是更好的恢復了土壤的田間生物多樣性，而且秸稈覆蓋會增加蚯等，它們通過取食消化把秸稈轉化成有機肥使土壤增加肥力。

1.3 保護性耕作技術自身存在的問題

吉林省保護性耕作在推廣過程中逐步發(fā)現(xiàn)一些問題，保護性耕作有大量秸稈覆蓋地表，造成地溫較低，影響出苗質量和苗期生長，冷涼低洼地保護性耕作無法實施。保護性耕作雖然保墑及抗風蝕和水蝕性好，但是連續(xù)多年免耕，土壤密度逐漸增大，已經影響到免耕播種機入土，大型機車作業(yè)或者深松后形成的溝等造成的土壤不平整，影響播種和出苗質量等問題長期存在，這些問題成為合作社、農機大戶推廣保護性耕作過程中所遭遇最大的痛點、難點，極大的阻礙了保護性耕作的推廣。

2 玉米保護性耕作新思路、新方向：條帶耕作技術模式

2.1 美國保護性耕作條耕技術發(fā)展情況

美國玉米保護性條耕技術起步研究于20世紀90年代。近十幾年，條耕技術在農場中得到加快推廣應用。據(jù)2017年全美調查統(tǒng)計，條耕技術已占全美保護性耕作應用面積的40%左右，有的農場甚至超過50%。同時保護性耕作條耕技術模式充分顯示出高產的優(yōu)勢。2019年創(chuàng)造了產量達2 576.48 kg/667m2的成績，遠高于我國2019年創(chuàng)造的1 517 kg/667m2的全國最高產紀錄。

2.2 我國保護性條帶耕整技術發(fā)展情況

美國農業(yè)機械廠商，如約翰迪爾等，生產有條耕機，但是美國的產品不能簡單的拿到中國使用，主要原因是中美耕作農藝有較大差距，一是玉米種植行距不同，美國為76 cm，中國為55～65 cm，中國的壟距小；二是玉米品種差異較大，美國玉米更適應機械化生產，秸稈產量較中國少1/3。這兩點導致美國機具和技術在中國不能完全適應，不能簡單的拿來主義。

2018年以來，長春市農機研究院經過深入研究，借鑒國內外先進經驗，提出玉米秸稈覆蓋還田歸行條耕技術，已經率先研發(fā)出適應本地應用的條耕機。該技術破解了相當一部分農民對保護性耕作的擔擾與疑慮，適合吉林省秸稈還田量大等特點。該技術的研發(fā)及推廣必將帶來保護性耕作技術的提升，推動保護性耕作技術的再一次快速發(fā)展。

2.3 玉米保護性條帶耕整技術內容

第一，“條帶耕作”是針對地表覆蓋秸稈量過大、種植行距偏小、播種時易產生拖堆現(xiàn)象而影響播種質量，或土壤濕度過大、需要加速散墑、提高地溫而開發(fā)出來的一種保護性耕作秸稈處理方式。它通過犧牲部分土壤抗風蝕和保墑能力為代價，達到換取播種帶秸稈覆蓋量減少、進而實現(xiàn)正常播種的目的。

受現(xiàn)階段機具開發(fā)和現(xiàn)有機具產品的性能限制，條耕作業(yè)暫時存在條帶“耙松式”和“旋松式”兩種耕作形式。耙松式條耕是美國的模式，目前所用機具價格高。旋松式條耕屬依據(jù)國外產品思路開發(fā)出的適應國內需要的新技術，一方面旋松解決現(xiàn)有耕作中存在的問題，但另一方面對土壤及微生物環(huán)境有一定的破壞。

第二，兩種技術模式。一種是采用 “耙松切”條帶耕整技術路線（見圖1），適宜65cm以上均勻行平作。另一種是采用“旋松式”條帶耕整技術路線（見圖2），適宜寬窄行平作（40×90模式；50×80模式）。

圖1 “耙松切”條帶耕整技術路線

圖2 “旋松式”條帶耕整技術路線

2.4 條帶耕整技術優(yōu)缺點分析

2.4.1 優(yōu)點分析

1）與傳統(tǒng)保護性耕作免耕技術比較，該技術模式能夠很好的適用低洼地塊，具有提升地溫和改善土壤墑情的優(yōu)點，不僅動土量少，還能形成干凈平整的待播種苗帶，為免耕播種機的后續(xù)播種作業(yè)提供了便利的條件。同時，該模式有增加土壤有機質，防止土壤板結與退化的作用。條帶耕整技術模式既有傳統(tǒng)保護性耕作免耕的優(yōu)點，又解決了傳統(tǒng)免耕種植存在的種床不平整的問題，更利于高產，各種地況的適應性更好。

2）與傳統(tǒng)旋耕起壟相比，可實現(xiàn)秸稈全量還田，減少一半的動土面積，降低作業(yè)功耗，提高作業(yè)效率。條耕后形成的良好種床有利于出苗和生長，即實現(xiàn)了玉米保護性耕作的全程機械化，又滿足了農業(yè)生產對高質量種床的需求，玉米產量可以提升5%以上。更重要的一點是條耕后形成的秸稈帶與耕作帶互相間隔的狀態(tài)，解決秸稈還田后易連片焚燒等問題，同時耕作帶給高質量播種提供了良好的解決方案。

2.4.2 缺點分析

1）受傳統(tǒng)思想的制約，一些農民和基層領導干部對于這種新的玉米保護性耕作技術模式的認識不到位，擔心該技術還不成熟，同時掌握新技術的能力不足，給新技術的推廣帶來了一定障礙。

2）采用本項新技術，還需要投入額外的資金購買新機具。吉林康達生產的“耙松式”4行機具價格達到3.8萬元，而榆樹劉臣等廠家生產“旋松式”4行機具需要2.3萬元左右。

3）與純免耕和寬窄行歸行后直接種植相比，都多一次進地，作業(yè)成本有所增加，農民本身對于新技術本就有所疑慮，還要農民增加一些作業(yè)成本，農民接受起來會有一點阻礙，因此在推廣該項技術時，只有先得到農機大戶的認可，讓農民看到實際的作業(yè)和增產效果，才利于全面推廣。

4）該技術模式不適宜用于風沙嚴重和易失墑的地塊，即使采用也要注意條帶旋松的作業(yè)深度不超過6～8 cm，以消除地表少量殘留秸稈和根茬為目的，同時也要嚴格把握好免耕播種作業(yè)的時機，減少土壤風蝕和水蝕帶來的影響，防止失墑嚴重，影響出苗率。

2.5 關鍵配套機具

2.5.1 “耙松式”條耕機

是一種針對秸稈全覆蓋后直接對第二年播種帶進行松耙作業(yè)的專用機具，適用于65 cm以上行距，以及秸稈量不是特別大的地區(qū)使用。一次作業(yè)可完成深松、苗帶秸稈分離、土壤耙混、鎮(zhèn)壓等功能。最終形成20～30 cm寬的、表面沒有秸稈的、略微高于地表的播種帶與秸稈覆蓋帶相互間隔的地表模式。

2.5.2 “旋松式”條耕機

是一種針對秸稈全覆蓋歸行后待播種苗帶進行松旋作業(yè)的專用機具，適用于寬窄行作業(yè)，可滿足最大量的秸稈還田地區(qū)使用，一次作業(yè)可完成秸稈分離、旋耕、深松、苗帶整形、鎮(zhèn)壓等功能。最終形成50～60 cm寬的、沒有秸稈且干凈平整略高于地面的苗帶。

2.6 條帶耕整作業(yè)效果

2019—2021年，我們在長春市九臺、榆樹、農安等地設立條帶耕整技術監(jiān)測點，開展條帶耕整模式、旋耕起壟模式、歸行免耕模式等全生長期技術監(jiān)測和對比。

2.6.1 出苗對比

監(jiān)測點4月26日播種的地塊，播種期土地墑情良好，因此三種地塊出苗率都較高，出苗整齊。其中傳統(tǒng)旋耕模式出苗率85%～96%、免耕模式93%～94%、秸稈全量還田條帶旋耕模式94%～95%左右。整體來看，旋耕起壟在土壤墑情好的年份有較好的出苗率，但是受地塊和種植條件限制出苗率波動相對較高，而免耕播種在出苗率相對較穩(wěn)定，即便墑情不好，也能保持加好的出苗率，而今年條耕地塊較好，優(yōu)于直接免耕。

2.6.2 生長對比

監(jiān)測點4月26日播種，旋耕模式、條耕模式截止至5月25日苗已經達到5葉1芯，平均苗高為9 cm。而免耕地塊，苗達到3葉1芯，平均苗高為7 cm。5月1日播種，5月25日出苗長勢看，苗最高的依然是傳統(tǒng)旋耕起壟種植模式，達到8 cm，依次是條耕7 cm、免耕5 cm。條耕技術苗生長基本接近旋耕起壟，農民接受程度較高，條耕無大小苗，苗齊苗高基本一致，這點好于免耕，免耕存在1.2%～3%左右的小苗。

2.6.3 蓄水保墑對比

各監(jiān)測點在7—8月，較為干旱的氣候條件下土壤墑情檢測中，均發(fā)現(xiàn)采用條帶耕整技術模式的地塊蓄水保墑能力與免耕地塊類似，均好于旋耕起壟地塊，相當于平均增加10至15 cm的降水量，對于作物抵御旱情有明顯的幫助。

2.6.4 抗災性、產量對比

2020年，吉林省遭受旱災和風災的雙重考驗，免耕、條耕與傳統(tǒng)的旋耕起壟比較，都表現(xiàn)出明顯的抗災性，不僅是旱災表現(xiàn)良好，同樣在風災中也明顯的具有抗倒伏性，倒伏較輕，玉米品質明顯較好。產量經過多組數(shù)據(jù)對比后，在同等的條件下條耕比免耕產量約增加4%左右。條耕基本接近旋耕起壟的產量。

2.6.5 生態(tài)效益對比

從土壤有機質含量，土壤有益生物數(shù)量，防止水土流失的效果，土壤蓄水保墑的能力，土壤風蝕水蝕情況等可以看出條帶耕整技術模式對于傳統(tǒng)旋耕起壟的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)旋耕起壟地塊相比，條帶耕整地塊水土流失情況比較弱，相對減少徑流量40%左右，減少土壤風蝕和水蝕50%左右。

通過以上對比分析，我們可以看出，條帶耕作技術不論從出苗質量、苗期生長、蓄水保墑、抗災性、產量以及生態(tài)環(huán)保等全方面超越旋耕起壟模式，比直接免耕技術模式更好，這些優(yōu)點受到農戶的歡迎，正是大規(guī)模推廣的技術優(yōu)勢。

3 玉米保護性條帶耕整技術模式前景分析

3.1 農民的認可度明顯提高

對于東北適宜實施保護性耕地的區(qū)域和地塊來講，推廣條耕模式既堅持了保護性耕作技術的核心秸稈覆蓋，又達到了農民常規(guī)精耕細作的要求，能創(chuàng)造出一個比較潔凈的待播種床，有利于提高播種質量、有利于提高地溫、有利于出苗生長。如果采用條耕，農民就愿意采用保護性耕作，否則，有相當一部人就會拒絕采用保護性耕作，仍然要處理秸稈，找到這樣一個結合點，保護性耕作推廣就會比較快，否則僅靠免耕技術，很難高質量的完成國家下達給吉林的保護性耕作任務。2021年，條耕技術模式作業(yè)面積超過10.67萬hm2，示范效果顯著，輻射范圍涵蓋了整個吉林省以及遼寧北部、黑龍江南部地區(qū)，受到普遍的認可，極大的推動了玉米保護性耕作技術的發(fā)展，

3.2 市場前景預期非常良好

在東北實施黑土地保護性耕作行動中，玉米保護性條帶耕整技術必將會成為保護性耕作技術中一個不可或缺的技術模式，條耕機已經列為吉林農機新產品目錄，必將成為農機耕整地機具中一個新的系列機型，可以預見這個機型以其獨有的技術優(yōu)勢將大量取代旋耕起壟機具。國家下達東北四省區(qū)保護性耕作面積2025年達到0.093億hm2，按照美國的保護性耕作技術比例，以及農民農戶對新模式的需求，預計有超過40%即373.33萬hm2需采用條耕技術模式。因此，條耕技術模式對實現(xiàn)玉米保護性耕作全程機械化和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，未來將為吉林乃至整個東北地區(qū)的黑土地保護作出重大貢獻。

4 加快推廣玉米保護性條帶耕作技術的建議

4.1 從機具研究和試驗上加大投入

機具是作業(yè)模式的關鍵和核心，沒有好的機具是無法實施相關模式。而作為新模式、新機具的持續(xù)性研究，作業(yè)增產機理的研究等都是關鍵技術，對于新的模式發(fā)展非常關鍵，應加大資金投入，每年要保證有專項資金，推進模式的發(fā)展，推進機具的改型換代和升級。

4.2 加大宣傳，提高農民的認知程度

玉米保護性耕作條帶耕作技術是一種新的耕作方式，既不同于傳統(tǒng)旋耕起壟模式，也不同于保護性耕作免耕模式，是對保護性耕作免耕模式的進一步技術升級，以滿足保護性耕作的多樣性，而新的技術模式必然面對農民認識上的差異。要提高農民的認識，必須加大宣傳引導力度，充分利用廣播、電視、報紙、互聯(lián)網等新聞媒介開展宣傳。同時，采取現(xiàn)場觀摩、技術培訓、講解授課等方式，大力宣傳和推廣玉米保護性耕作條帶耕整技術。

4.3 搞好技術服務，做好技術監(jiān)測

以農機推、農業(yè)、土肥等相關農業(yè)技術人員，組建技術服務組，深入生產一線做好玉米保護性耕作條帶耕整技術技術服務，同時要科學合理建立監(jiān)測點，對實施玉米保護性耕作條帶耕整技術地塊進行長期的，不間斷的、多因素的跟蹤監(jiān)測，最后得出一個完整科學的技術結論。

4.4 實施示范引領工程

玉米保護性耕作條帶耕作技術，在國內還是一項比較新的技術，建議規(guī)劃3—5年時間，依靠農機合作組織，連續(xù)實施玉米保護性耕作條帶耕作技術“示范引領工程”。同時，在重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村屯，我們建議以玉米保護性耕作歸行免耕模式和玉米保護性耕作條帶耕整模式兩種為核心，推進鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯保護性耕作整鄉(xiāng)或者整村的全覆蓋推進模式。