辽西北地区保护性耕作关键技术试验研究

崔昕

摘要：针对辽西北地区垄作栽培模式，结合保护性耕作技术要求，通过几年的试验研究，探索出适合辽宁垄作区特别是辽西北地区的保护性耕作技术模式，为辽宁大面积实施保护性耕作提供科学依据和技术、设备保证。

关键词：保护性耕作；技术模式；少耕覆盖；免耕播种机

中图分类号：S34 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）04-0007-04

辽宁及东北地区的玉米种植模式是一年一作垄作。垄作会给保护性耕作的核心技术——免耕播种的实施带来极大的困难，如原垄免耕播种时机具容易掉垄、侧深施肥开沟深度不易保证及覆土不均匀等。为此，借鉴国内外成功经验，结合东北农村的农业生产条件，在满足辽西北地区旱作农业农艺要求的基础上，为当地的垄作保护性耕作配套合适的免耕播种机，探索、总结适合当地的保护性耕作技术模式。

1 辽西北地区保护性耕作技术模式试验

1.1 辽西北地区自然情况

辽西北地区包括阜新、朝阳、铁岭3个地级市，沈阳市康平县、法库县，锦州市义县、北镇市、黑山县，以及葫芦岛市建昌县，共有28个县（市、区），404个乡镇。该区属温带季风大陆性气候区，年平均气温7～8 ℃，10 ℃以上积温为2 900～3 400 ℃，无霜期为135～165 d，5—9月份日照时数为1 200～1 300 h，全区土地面积约为5.8万km2，耕地面积约为197.1万hm2，玉米是该区主要农作物。辽西北地区土地和光热资源十分丰富，年降水量为300～700 mm，区域内年降水量的总分布趋势为从东部到西部逐渐递减，铁岭地区年降水量为700 mm，东部的康平、法库年降水量为450～500 mm，中部的阜新周边地区为350～500 mm，而西部的朝阳地区仅为300～400 mm。

1.2 试验内容及技术路线

辽宁省农机推广站与中国农业大学、沈阳农业大学、辽宁省农科院等部门的有关专家，深入示范区进行调查研究，在认真研究辽西北垄作区农业生产特点、种植方式及种植习惯的基础上，借鉴国内外保护性耕作的成功经验，利用秸秆残茬处理技术、少（免）耕播种施肥技术、深松机技术和杂草及病虫害控制技术，对辽西北地区及东北旱作农业的主要作物——玉米进行多种技术模式的保护性耕作试验，并分析各种模式对土壤温度、含水率、理化性状、肥力、粮食产量的影响及经济效益等。

试验耕作模式技术路线：1） 碎秆少耕覆盖技术模式。玉米收获—秸秆粉碎还田—春季苗带破茬播种（破茬深度5～7 cm）—药剂或人工除草—垄作（人工除草的需中耕一次）。2） 整秆少耕覆盖技术模式。玉米成熟人工收穗—立秆越冬—春季秸秆处理（用直刀灭茬机或圆盘耙）—免耕播种深施肥（或处理秸秆、播种联合作业）—药剂或人工除草—垄作（人工除草的需中耕一次）。3） 传统垄作模式。玉米成熟人工收穗—拉运秸秆—春季灭茬起垄—播种施肥—药剂或人工除草—中耕一次。

1.3 试验设计与方法

针对辽西北区域的气候特点，选取具有代表性的阜蒙县，于2007—2009年连续3 a开展了保护性耕作关键技术集成研究。试验以当地主栽作物玉米（铁研24）为研究对象，采取大区处理，设整秆少耕覆盖、碎秆少耕覆盖和常规种植（对照）3个处理。调查土壤水分、土壤肥力、风蚀、玉米农艺性状和产量情况。试验区基本理化性状见表1。

2 辽西北地区保护性耕作技术模式应用效果

2.1 保护性耕作对土壤水分的影响

2007—2009年连续3 a保护性耕作和常规种植模式的土壤水分变化情况如图1所示。

由图1可以看出：采用保护性耕作处理的土壤水分含量明显高于常规种植，而且有逐年增加的趋势，在2009年辽西北地区遭受特大旱灾的情况下，保护性耕作处理的土壤含水量依然表现很稳定。保护性耕作处理中以碎秆少耕覆盖处理效果最好，2007年作物生育不同关键期土壤含水量分别为10.01%，12.51%和14.85%，比常规种植（CK）高出8.33%，32.52%和20.25%；2008年分别为10.501%，12.87%和14.75%，比常规种植（CK）高出17.42%，36.33%和19.43%；2009年分别为10.12%，11.52%和13.51%，比常规种植（CK）高出9.52%，22.03%和9.39%。可见，保护性耕作技术在辽西北地区具有很好的保墒作用，其中以碎秆少耕覆盖处理的效果最好。

2.2 保护性耕作对出苗率的影响

保苗一直是辽西北地区玉米种植的重点，2007—2009年连续3 a保护性耕作和常规种植模式的玉米出苗率情况见表2。

由表2可以看出：保护性耕作处理的玉米出苗率与常规种植相比均有提高。其中碎秆少耕覆盖的出苗率最好，在2007—2009年分别为91.6%，91.8%和93.6%，较常规种植提高了7.0%，5.0%和9.0%，提高幅度较大。可见，保护性耕作技术对辽西北地区玉米的保苗作用显著，其中以碎秆少耕覆盖效果最好。

2.3 保护性耕作对土壤肥力的影响

保护性耕作的另一个重要作用是提高土壤有机质及微量元素含量，培肥地力。2007—2009年连续3 a保护性耕作和常规种植模式土壤肥力情况见表3。

由表3可以看出：保护性耕作与常规种植相比明显提高了土壤的有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量。其中以碎秆少耕覆盖效果最好，2007—2009年土壤机质含量分别为1.54%，1.58%和1.59%，比对照提高了10.00%，12.86%和13.57%；速效氮含量分别为134.35，178.35和178.02 mg/kg，比对照提高了9.47%，158.40%和158.00%；速效磷含量分别为12.67，12.92和13.40 mg/kg，比对照提高了23.01%，25.44%和30.10%；速效钾含量分别为69.47，68.77和72.43 mg/kg，比对照提高了53.15%，51.61%和59.68%。可见，保护性耕作对辽西北地区土壤肥力增强作用显著。

2.4 保护性耕作对风蚀的影响

保护性耕作对降低风蚀作用显著。采用BSNE采样器观测保护性耕作（碎秆少耕覆盖）和传统耕作条件下的农田土壤风蚀情况，结果见表4。

由表4可以看出：在风蚀过程中，土壤颗粒主要集中在近地表层运动，悬浮在空气中的土壤颗粒随着高度的增加逐渐减少，且与高度之间符合幂函数关系；风蚀土壤颗粒粒度组成随高度增加，砂粒级颗粒含量减少，而粉砂及粘土含量增加；保护性耕作比传统翻耕减少风蚀量31.8%～87.1%，保护性耕作可明显地减少农田土壤损失。因此，保护性耕作技术对辽西北地区的生态环境有显著的保护作用。

2.5 保护性耕作对玉米产量的影响

保护性耕作不仅可以提高土壤含水量、土壤养分含量，增加出苗率，降低土壤风蚀，还可以明显增加作物产量。2007—2009年连续3 a保护性耕作和常规种植模式的玉米产量情况见图2。

由图2可以看出：2007年整秆少耕覆盖、碎秆少耕覆盖的玉米产量分别为8 550和8 700 kg/hm2，比常规种植对照（CK）7 800 kg/hm2增产9.6%和11.5%；2008年整秆少耕覆盖、碎秆少耕覆盖的产量分别为9 150和9 968 kg/hm2，比对照（CK）8 800

kg/hm2增产3.9%和13.3%。2009年整秆少耕覆盖、碎秆少耕覆盖的产量分别为7 200和7 800 kg/hm2，比对照（CK）6 800 kg/hm2增产5.9%和14.7%。3 a来保护性耕作比常规种植均表现为增产，特别是在2009年辽西北地区遭受罕见的特大干旱的极端气候条件下，保护性耕作发挥了极大的作用。可见，在辽西北地区推行保护性耕作尤其是碎秆少耕覆盖技术，具有重要意义。

3 结论

辽宁省在国内首次实施垄作保护性耕作，通过多年的试验研究和应用实践，创新并形成了碎秆少耕覆盖技术模式、整秆少耕覆盖技术模式这2种垄作保护性耕作技术体系。其中，碎秆少耕覆盖是较为适宜辽西北地区的玉米保护性耕作技术，其优势为：将全部玉米秸秆粉碎还田覆盖，保水、保土效果良好；耙地或浅旋作业能使粉碎后的秸秆与土壤混合，减少冬、春季大风刮走秸秆和集堆；配合深松（非必要作业），能打破原有犁底层，有利于雪水入渗和作物根系下扎；还田秸秆量大，土壤肥力和结构改善快。

Abstract： According to the ridge cultivation mode in the northwest of Liaoning， through many years tests and researches， it combined the technology requests of conservation tillage to discuss the technique mode of conservation tillage which is suitable for the ridge area in Liaoning， specially for the northwest area of Liaoning， in order to provide a scientific reference and a technique and equipment guarantee for the implementation of conservation tillage in large area in Liaoning.

Key words： conservation tillage； technique mode； reduced tillage covering； no-till seeder