保護性耕作技術(shù)及配套機具的研究與應用

常玉強

2019年8月，胡春華副總理在吉林長春主持召開東北四省保護性耕作座談會，把保護性耕作作為黑土地保護和推進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，在東北四省區(qū)進行全面推廣。

2020年7月，習近平總書記考察東北時指出要保護好耕地中的大熊貓黑土地。農(nóng)業(yè)部及遼寧省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳下發(fā)文件要求加強推進保護性耕作推廣實施，保護性耕作技術(shù)項目已納入省政府重點強抓考核內(nèi)容，要求各級農(nóng)業(yè)部門做好保護性耕作推廣工作，綏中縣農(nóng)業(yè)發(fā)展服務中心作為服務農(nóng)村農(nóng)業(yè)的基層農(nóng)業(yè)部門，與各農(nóng)機科研部門及相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)密切合作，對保護性耕作技術(shù)及配套機具進行了廣泛的探索研究，建立了保護性耕作示范區(qū)，將保護性耕作技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不斷示范推廣應用。

1 適宜遼寧地區(qū)保護性耕作的四種技術(shù)模式

經(jīng)過多年的試驗示范和摸索，適宜遼寧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，更好保護土壤的保護性耕作技術(shù)模式總結(jié)為四種：即高留根茬秸稈覆蓋還田免耕播種技術(shù)模式、秸稈均勻覆蓋還田免耕播種技術(shù)模式、秸稈集行覆蓋還田免耕播種技術(shù)模式、秸稈集行覆蓋還田條帶旋耕播種技術(shù)模式。按耕種方式可分為秸稈覆蓋還田免耕播種和秸稈覆蓋還田少耕播種兩種類型。其中，秸稈覆蓋還田免耕播種類型，主要包括高留根茬秸稈覆蓋還田免耕播種、秸稈均勻覆蓋還田免耕播種、秸稈集行覆蓋還田免耕播種等三種技術(shù)，屬高標準保護性耕作；秸稈覆蓋還田少耕播種類型，主要包括秸稈集行覆蓋還田條帶旋耕播種技術(shù)，屬過渡技術(shù)，應加快向免耕播種技術(shù)方向發(fā)展轉(zhuǎn)變。具體四種作業(yè)模式流程如下：

（1）高留根茬秸稈覆蓋還田免耕播種技術(shù)模式。上茬作物收獲時，采取高留根茬秸稈還田，僅中上部秸稈覆蓋地表，在上年的行間進行錯茬免耕播種作業(yè)；高留秸稈根茬形成了“防風帶”，重點解決風蝕水蝕嚴重和有效積溫不足等問題。

（2）秸稈均勻覆蓋還田免耕播種技術(shù)模式。上茬作物收獲時，秸稈直接還田均勻覆蓋地表，留茬高度10厘米左右，秸稈長度30～40厘米，春季直接進行免耕播種作業(yè)；秸稈覆蓋減少了地表的裸露面積，可以防止大風帶走土壤水分和表土，重點解決春季風沙大、墑情不足等問題。

（3）秸稈集行覆蓋還田免耕播種技術(shù)模式。上茬作物收獲時，秸稈覆蓋地表，春季播種前秸稈歸行，集中在播種行之間，在無秸稈覆蓋的播種行上進行免耕播種作業(yè)，如秸稈量大，可采用寬窄行種植模式，在寬行集中秸稈；秸稈集行露出播種帶，重點解決春季地溫提升慢和秸稈量大易拖堆、架種等問題。

（4）秸稈集行覆蓋還田條帶旋耕播種技術(shù)模式。上茬作物收獲時，秸稈覆蓋地表，春季播種前秸稈歸行，集中在播種行之間，在播種行上旋耕后進行免耕播種作業(yè)；旋耕建立了良好種床，后點解決地溫低土壤粘重等問題。由于在農(nóng)機作業(yè)過程中，機手會考慮到機具投資，農(nóng)民要考慮到投入的多少，第三種模式機具投入及作業(yè)成本比適中，省時省力，較受農(nóng)民歡迎。

2019年以來，我們認真研究省內(nèi)保護性耕作技術(shù)發(fā)展模式，結(jié)合省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳保護性耕作和黑土地保護工作確定了保護性耕作技術(shù)模式，在各項目鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行試驗推廣、示范作業(yè)，通過幾年的試驗研究，總結(jié)及研究開發(fā)改進，創(chuàng)新并形成了適合當前農(nóng)村發(fā)展需要的保護性耕作技術(shù)模式。每種模式三次重復。

（1）壟作保護性耕作，設(shè)計原壟扶壟、扣半、隔壟破茬，條帶雙行四種模式，正常株行距。

試驗設(shè)計：毗鄰ck（ck是否是原壟種植），原壟免耕播種4壟（結(jié)合中耕扶壟作業(yè)），扣半種植4壟，隔壟破茬種植4壟、條田雙行免耕種植2帶4壟（條田化改造就是將目前普遍采用的60厘米壟改成120厘米條田（大壟）種植。山區(qū)、坡崗地、漫崗地，小壟改成120厘米條田（大壟），壟溝要窄要淺，不要起成高壟，既要防止春旱春風大跑墑、又要防止夏季水土流失。

平原地區(qū)排水良好的地塊，條田可以起的高一些，壟溝深一些，既防旱又要防內(nèi)澇。要注意的是，二洼地或排水條件差易形成內(nèi)澇的地塊不適宜改成條田，也不適宜保護性耕作。有條件的最好徹底改變壟距，采取140厘米條田種植，將條田行距縮小到50厘米，將條田之間行距擴大到90厘米，這種種植方法通風透光性最好，邊際效應最好，產(chǎn)量最高，適應現(xiàn)實機械化收割作業(yè)，是今后玉米高產(chǎn)種植發(fā)展方向。

實施條田化種植有以下優(yōu)勢：①采取條田原壟卡播種，春季不動土或少動土不跑墑，播種時則可以將種子播在濕乎土上，出苗整齊，有利于一次播種保全苗。②將2壟改成高標準的條田后，可保持數(shù)年不變，不再需要年年重新改壟起壟，尤其是山區(qū)、坡崗地、水土流失嚴重的干旱地區(qū)，可保持數(shù)年不變。如果壟形在某項作業(yè)中遭到破壞，可進行扶壟作業(yè)，但動土率不能超過50%。保持條田長期穩(wěn)定不變，大幅度降低農(nóng)機作業(yè)成本。③可以減少耕地50%的壟溝，相當于減少50%的水土流失面積，同時使耕地增加蓄水量一倍以上，防御春旱連夏旱的能力提高2～3倍，既減少水土流失又培肥了地力。④可避免保護性耕作時免耕播種低洼苗帶被雨水浸泡。⑤比完全平播能提高地溫。

（2）玉米2比空種植模式，分正常株數(shù)（玉米原來清種株距1尺，每畝保苗3500株左右，比空種植株距21厘米，每畝保苗仍是3500株左右，機器下肥量是傳統(tǒng)的1.5倍）和密植兩種模式（株距15厘米，每畝保苗4800株，肥料用量相應增加，單株用量與清種單株用量相同，機器下肥量是傳統(tǒng)的2倍。品種、管理等其它方面相同，注意肥料一定要增加）。每種模式三次重復。

（3）條帶2比空種植模式（或2比空壟作保護性耕作模式），分正常株數(shù)（玉米原來清種株距1尺，每畝保苗3500株左右，比空種植株距21厘米，每畝保苗仍是3500株左右，機器下肥量是傳統(tǒng)的1.5倍）和密植兩種模式（株距15厘米，每畝保苗4800株，肥料用量相應增加，單株用量與清種用量相同，機器下肥量是傳統(tǒng)的2倍，品種、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套種模式：套種大豆正常播種，玉米按株距0.21厘米，每畝保苗1750株（機器下肥量是傳統(tǒng)1.5倍）和株距0.10厘米，每畝保苗3600株（機器下肥量是傳統(tǒng)3倍），單株肥料用量與清種單株用量相同，品種、管理等其它方面相同。

（5）玉米大豆2∶3套種模式：套種大豆正常播種，玉米按株距0.21厘米，每畝保苗2100株（機器下肥量是傳統(tǒng)1.5倍）和株距0.12厘米，每畝保苗3600株（機器下肥量是傳統(tǒng)2.6倍），單株肥料用量與清種單株用量相同，品種、管理等其它方面相同。

（6）玉米大豆2∶2套種模式：套種大豆正常播種，玉米按株距0.21厘米，每畝保苗2600株（機器下肥量是傳統(tǒng)的1.5倍）和株距0.15厘米，每畝保苗3600株（機器下肥量是傳統(tǒng)的2倍），保證單株肥料用量與清種單株用量相同，品種、管理等其它方面相同。

試驗設(shè)計：2組大豆里面夾2組玉米播種帶，每個播種帶靠近一頭留出50米長度作密植試驗。

（7）粘玉米毛豆2∶3套種模式：套種毛豆正常播種，玉米按株距0.21厘米，每畝保苗2100株（機器下肥量是傳統(tǒng)的1.5倍）和株距0.12厘米，每畝保苗3600株（機器下肥量是傳統(tǒng)的2.6倍），單株肥料用量與清種單株用量相同，品種、管理等其它方面相同。

（8）粘玉米毛豆2∶2套種模式：套種毛豆正常播種，玉米按株距0.21厘米，每畝保苗2600株（機器下肥量是傳統(tǒng)的1.5倍）和株距0.15厘米，每畝保苗3600株（機器下肥量是傳統(tǒng)的2倍），保證單株肥料用量與清種單株用量相同，品種、管理等方面相同。

2 保護性耕作配套機具研制與創(chuàng)新

與有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)合作，改進了免耕播種機：①改進免耕播種機傳動裝置。解決了機具存在牽引阻力大、動力與行進速度不匹配，作業(yè)效率低等缺點，使作業(yè)穩(wěn)定省力快速。②改進了免耕播種機播種裝置，通過在攪拌板自由端設(shè)置清粒刷清粒刷隨旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動刷過儲粒箱內(nèi)表面，達到對儲粒箱內(nèi)部藥種攪拌清掃的目的。儲粒箱對應多個出粒口，可根據(jù)需要選擇開啟封口板個數(shù)，節(jié)約種子肥料。③改進了免耕播種機掩土裝置，通過碾輪裝配作用，可以在掩土結(jié)束后將土面壓實，同時支座為可拆卸結(jié)構(gòu)，方便更換不同規(guī)格碾輪。通過聯(lián)動結(jié)構(gòu)以及活桿帶動刮塊，保證刮塊間歇性刮去泥土，避免影響推板掩土工作。④改進免耕播種機主傳動離合器，操作簡單，不用停車，可利用液壓油缸系統(tǒng)使地輪隨時升降，在地輪升降同時實現(xiàn)動力傳遞的分離與結(jié)合。

該機的改進填補了山區(qū)播種機的空白，即適合與我省當前農(nóng)村農(nóng)民普遍擁有機具機型配套，又適用于東北地區(qū)壟作免耕播種作業(yè)，尤其適合山區(qū)秸稈根茬還田免耕播種作業(yè)。

3 保護性耕作存在問題及建議

3.1 農(nóng)民認識不足。農(nóng)民對保護性耕作這種新的耕作模式認識不夠，對出苗率、除草效果、產(chǎn)量存在顧慮，接受程度有待提高。傳統(tǒng)耕作理念是精耕細作，在沒有看到免耕少耕播種的明顯效果，很難改變傳統(tǒng)的耕作習慣。應加大宣傳力度，大力開展科技培訓，搞好技術(shù)服務：①培訓縣農(nóng)機推廣技術(shù)骨干；②培訓農(nóng)機合作社技術(shù)骨干、農(nóng)機手；③培訓種糧大戶及實施該技術(shù)的農(nóng)民。培訓內(nèi)容為秸稈根茬還田保水、保土、提高土壤肥力基本原理，玉米聯(lián)合收獲機、根茬粉碎還田機及聯(lián)合整地機調(diào)整、使用和維護保養(yǎng)等。

培訓形式：結(jié)合多媒體教學，請專家進行課堂講解；在秋季召開玉米收獲秸稈根茬粉碎還田現(xiàn)場演示會；組織各項目縣的農(nóng)機管理和技術(shù)推廣人員及農(nóng)機合作社、農(nóng)機大戶、農(nóng)機手等人到典型戶學習，結(jié)合實地考察觀摩，進行現(xiàn)場教學，現(xiàn)場指導用戶掌握相關(guān)機具的調(diào)整、使用保養(yǎng)和故障排除等，確保項目順利實施。

3.2 秸稈根茬還田配套技術(shù)不完善。保護性耕作技術(shù)模式涉及到旋耕、深耕、精少量播種等多個后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)，不但要考慮到機具配套、農(nóng)藝配套，而且還要考慮到組織、政策支持。不少地方只是迫于行政壓力，單純抓還田作業(yè)環(huán)節(jié)，對后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)不重視。

建議將保護性耕作技術(shù)培訓納入政府工作日程，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府為依托共同完成培訓，同時要做好機具選型配套工作，積極爭取各級相關(guān)部門支持，多渠道多方面籌措資金，以農(nóng)民自籌為主，國家農(nóng)機直補為輔解決購機款項。要充分利用國家機具直補、保護性耕作及深松補助資金，鼓勵農(nóng)民和農(nóng)機合作社購置玉米聯(lián)合收獲機、秸稈還田機、聯(lián)合整地機、根茬粉碎還田機等機具，將玉米機收、保護性耕作、深松等技術(shù)整合，發(fā)揮保護性耕作最大效應。

3.3 基層服務組織不健全。保護性耕作技術(shù)模式涉及到系列化作業(yè)，要保證后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)的實現(xiàn)，需要有健全的農(nóng)機基層服務組織做保障。高性能免耕播種機價格一般在4～5萬元，大量購置高性能免耕播種機比較困難。我省有的縣區(qū)甚至沒有1臺免耕播種機，作業(yè)面積和作業(yè)機具都無法落實，應加大力度推動適配機具推廣應用示范及農(nóng)機購置補貼宣傳，提高各地區(qū)機具保有量。

3.4 秋季作業(yè)成本高，投入大，影響農(nóng)民還田積極性。從秸稈根茬還田工藝經(jīng)濟分析可知，雖然春季播種作業(yè)環(huán)節(jié)減少，但秋季還田每畝需投入40元左右，同時還需補氮施肥，秋季投入不斷加大，農(nóng)民相對文化程度較低，對眼前投入及收益比看得更重，不得不考慮大幅度增加的成本。對作業(yè)機具實行補貼的同時，是否也要考慮對還田農(nóng)戶予以補貼，減輕農(nóng)民負擔，刺激還田積極性。

3.5 農(nóng)機農(nóng)藝融合不到位，給項目更好實施帶來影響。建議推進玉米標準化種植，建立農(nóng)機農(nóng)藝融合示范區(qū)，扶持并依托農(nóng)機專業(yè)合作社，實行“五統(tǒng)一”（即統(tǒng)一種子、統(tǒng)一農(nóng)藥、統(tǒng)一化肥、統(tǒng)一行距、統(tǒng)一機械作業(yè)），提高機械化作業(yè)效率。