玉米精量免耕播种技术试验示范项目结果分析

2021-04-14农业农村部农机鉴定总站程胜男张树阁

农机科技推广 2021年2期

○农业农村部农机鉴定总站徐峰张健程胜男张树阁

农业农村部农机推广总站

为配合《东北黑土地保护性耕作行动计划（2020-2025年）》，完善保护性耕作生产模式，加快关键技术和装备普及应用，2020年，农业农村部农业机械试验鉴定总站、农业机械化技术开发推广总站，在辽宁、吉林、黑龙江三省开展了秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术试验示范项目，在省、县农机推广机构以及农机合作社等实施主体的共同努力下，考核了技术的经济性、适用性、可靠性、先进性，探索形成了适宜的区域性秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术模式、技术路线、机具配套方案等。

一、试验设计

1.试验目的探索形成适宜的区域性秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术模式。

2.试验方法开展秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术与传统耕整地播种技术、秸秆全量覆盖还田不同保护性耕作模式之间对比试验，考核秸秆全量覆盖还田玉米精量播种保护性耕作技术的经济性、适用性、可靠性、先进性。

3.试验面积在辽宁省、吉林省、黑龙江省各确定1个试验示范点，面积500亩左右。

4.播种模式采用田间集中连片试验方式，每个试验点设4种播种类型试验。以吉林省为例，保护性耕作作业方式设置了宽窄行免耕播种、归行免耕播种以及归行条耕播种，具体见表1。

5.选择机具免耕播种机选择质量较好，保有量较多的某品牌牵引式高性能免耕播种机以及两行普通玉米精量播种机各1台进行试验示范。同时配备了拖拉机、归行机、条耕机、植保机、玉米籽粒收获机等各1台。

表1 播种作业模式

6.对比内容

（1）生育进程调查分别记录四种不同播种模式播种期、出苗期、拔节期、抽雄期、抽丝期、灌浆期的日期。

（2）产量情况分别记录四种不同播种模式的每亩棒数、每棒总粒、每棒实粒、千粒重、理论产量、实产、产量增减等。

（3）播种作业成本分别统计四种不同播种模式的施肥费、人工费、燃油费、机具折旧费等成本。其中人工费包括机手、辅工，用工等费用，其他费用包括整地成本等，机具按五年折旧，不算残值。传统播种模式还包括耕整地的人工费、燃油费、机具折旧费等。

（4）生产试验分别记录记录四种不同播种模式的作业面积、纯作业时间、故障排除时间、故障次数、有效度、作业效率、机具通过性、动土率、晾籽率的等。

（5）土壤监测分别监测四种不同播种模式玉米收获后的土壤坚实度、土壤含水率、土壤有机质含量（理化指标）、每平方米土壤蚯蚓数量等指标。

（6）综合经济效益分别统计四种不同播种模式的节本情况、增效情况以及综合效益。

二、试验分析

以下以吉林省试验示范项目的数据为参考，对秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术和传统耕整地播种技术在苗期长势、经济效益、生态效益、社会效益进行分析。

1.苗期长势分析秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术地块，由于不动土（少动土）导致地温较传统种植地块相对偏低，苗期和拔节期的玉米株高、茎粗略低于传统种植，但由于免耕播种机通过性好，一定程度上提高了播种质量，实现了苗全、苗齐、苗壮，抽雄、吐丝期、灌浆期作物后期长势不受影响，实现反超，这也充分体现了覆盖免耕保护性耕作“先慢后快、先弱后强”的技术优势，玉米生育期长势情况见表2。通过科学的田间管理，保护性耕作农田病虫草害防控效果与传统田无明显差异。

表2 玉米生育期长势情况表

2.经济效益分析

（1）减少机具投入秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术，只要购买一台免耕播种机就可以进行作业精准播种、精量施肥，减少耕作、施肥机具投入。

（2）减少生产成本从试验数据来看，同传统耕种方式相比，实施秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种减少了春季清理秸秆、机械耕整地等作业环节，可减少作业次数、人工成本、燃油成本，降低作业成本27%～66%。平均每亩可节约支出90元左右。

（3）提高作物产量用秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种机械化技术，持续应用还有稳产增产的优势。经过试验地块实际收获计算的产量可以得出，保护性耕作技术3种模式的平均产量高于常规播种，高出5～67kg/亩，最高增产幅度达7.4%，其中宽窄行归行播种（T3）最高。在适宜地区应用东北玉米秸秆全量还田覆盖免耕保护性耕作生产模式，每亩最高可实现节支增收达146.8元。

3.生态效益分析在东北地区推进秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种机械化技术，可有效保护黑土地，实现耕地可持续利用。一是减轻风蚀水蚀。该技术实现作物生产全过程不动土，秸秆留茬覆盖，既有挡风固土的作用，也可以减轻风蚀水蚀造成的土层变薄、黑土退化等问题，同时有效促进“沙尘暴”防治。二是增加土壤有机质。通过检测结果可以得出（见表7～8），保护性耕作地块土壤坚实度较低，土壤含水率较高，土壤有机质含量较高，土壤氮、磷、钾元素相应增加。土壤肥力和蓄水保墒能力明显提高。长期应用可使大量碳元素以固态形式留在土壤中，显著提升土壤有机质含量，促进蚯蚓等有益生物生长，保护性耕作地块每平方米土壤蚯蚓数量是传统地块的5倍多，改善土壤团粒结构，培植了土壤肥力，实现农田生态系统良性循环。

表3 产量情况表

表4 作业成本统计合表单位：元/亩

表5 生产收益统计表

表6 综合经济效益汇总表单位：元/亩

4.社会效益分析一是解决秸秆焚烧。秸秆直接还田是解决秸秆露天焚烧问题最经济、最便捷、最可持续的一种方式；是促进秸秆转化利用的有效途径，进一步解决部分地区秸秆禁烧的难题。二是增强防灾减灾能力。可有效减少表土水分蒸发，促进玉米苗期发根，增强植株抗旱能力；同时，表土不松散，根系更发达，可有效应对植株倒伏问题，2020年受多场台风影响在周边地块大面积倒伏的情况下，应用秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种机械化技术的地块基本未发生倒伏。

表7 土壤含水率监测表

表8 土壤有机质检测报告

三、优化技术模式

1.凝练主推技术通过对比试验以及东北不同地区不同农艺情况，凝练了三种典型的保护性耕作播种技术模式。

（1）秸秆全量覆盖还田免耕播种技术模式秋季玉米秸秆粉碎均匀抛撒覆盖地表越冬（或高留茬），翌年春季不动土、不处理秸秆（部分地区可视情况归行机对播种行（带）的秸秆进行归行处理），在有秸秆覆盖的耕地上适时直接进行免耕精量播种，播后及时进行药剂封闭除草；适时进行病虫害防治。可以选择等行距、宽窄行等种植方式，配套苗期深松、田间管理。

适用区域：鼓励所有东北黑土地玉米种植地区使用，特别是风沙干旱区。

技术路线：秸秆粉碎覆盖还田（或高留茬）→春季秸秆归行（可选）→免耕播种→药剂灭草→深松追肥→机械收获。

（2）秸秆部分覆盖还田免耕播种技术模式秋季玉米秸秆粉碎，部分秸秆打捆离田用于畜牧养殖等，秸秆或残茬覆盖地表至少30%以上。春季不动土、不处理秸秆，在有秸秆覆盖的耕地上适时直接进行免耕精量播种，播后及时进行药剂封闭除草；适时进行病虫害防治。可以选择等行距、宽窄行以及垄作、平作等种植方式，配套苗期深松、田间管理。

适用区域：秸秆量大、农牧交错带等秸秆饲用需求大的区域。

技术路线：秸秆粉碎还田→秸秆部分打捆离田→免耕播种→药剂灭草→深松追肥→机械收获。

（3）秸秆全量覆盖还田少耕播种技术模式秋季玉米秸秆粉碎均匀抛撒覆盖地表越冬，春季播种前进行秸秆归行、苗带条耕，动土率不高于50%，动土深度不能超过10cm，耕作后的秸秆覆盖率至少30%以上，使用免耕播种机播种，播后及时进行药剂封闭除草；适时进行病虫害防治。可以选择等行距、宽窄行以及垄作、平作等种植方式，配套苗期深松、田间管理。

适用区域：秸秆量大、玉米产量高，高纬度冷凉地区、粘重土区和丘陵半山区域。

技术路线：秸秆粉碎全量还田→春季秸秆归行→苗带条耕→免耕播种→药剂灭草→深松追肥→机械收获。

2.完善技术要点

（1）秸秆粉碎覆盖采用配带秸秆粉碎装置玉米联合收获机或秸秆粉碎还田机作业，粉碎秸秆作业的质量要求是割茬高度≤8cm，秸秆切碎长度≤10cm，粉碎长度合格率＞85%，抛撒不均匀率＜20%。秸秆产量小或有放牧条件的风沙干旱、积温较高地区，玉米机械收获时秸秆粉碎还田机落地，将秸秆粉成细碎状后覆盖地表越冬。

（2）秸秆归行处理使用秸秆归行机归行作业，将待播种行（带）上的大部分秸秆归集到非播种行（带），形成一个基本洁净的播种行（带），免耕播种时不会出现秸秆拖堆、机具通过性差等问题，有利于保证播种和深松作业质量，有利于播种带地温回升和玉米苗前期的生长和发育。

归行要把握好作业时期，对秸秆覆盖量大的地块、相对地洼地，可以在秋季深松前进行归行作业。对易出现春旱的地块或者覆盖下土壤墒情一般，可在播种前几天，或者归行后立即进行免耕播种；秸秆覆盖量比较少的地块，可以在免耕播种机上配置前置秸秆归行机，在播种同时进行归行处理。

（3）条带耕作采用带有深松、灭茬、碎土、条耕功能的条耕机，在秋季或春季进行原垄条耕作业，垄体条耕带宽20～30cm，及时镇压条耕带。

（4）免耕播种使用免耕播种机在有秸秆残茬覆盖的原垄上一次性完成种床清理、破茬开沟、施肥播种、覆土镇压等项作业。播深为镇压后3～5cm，施肥深度8～10cm，作业速度8～10km/h。春播季节，当表层10cm土壤平均地温稳定在12℃以上，土壤含水率在10%～25%时可进行免耕播种。

（5）病虫草害防治病虫草害防治方法参照常规种植方式并遵循当地植保防治要求。为防止覆盖免耕播种后引发的病虫草害，一般在播后苗前及时喷施高效除草药剂进行土壤封闭处理。对少量未封闭住的杂草可在苗后3～5片叶时进行苗后除草；病虫害防控或植株化控须用自走式高地隙喷杆喷雾机或无人植保机进行高效药剂喷施，确保施药效果。

（6）深松追肥根据条件，特别是雨养农业区，优先选择苗期深松作业，以提高播种带地温，促进玉米苗期生长，减少夏季雨季水蚀和地面径流，增加土壤耕层蓄水量。采用高地隙中耕施肥机在玉米拔节前后结合深松进行追肥作业，施肥后覆土严密，深松深度22～25cm，施肥深度8～10cm。

（7）机械收获玉米完熟后，采用自走式玉米收获机（配备秸秆粉碎还田装置）进行收获作业，在秋季收获果穗或籽粒的同时，将粉碎后的秸秆全量均匀覆盖地表，不进行任何整地作业。玉米籽粒水分降到25%以下时，可采用自走式玉米籽粒联合收获机进行直接脱粒收获。

3.遴选配套机具免耕播种机是秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种应用最关键、也是最核心的作业工具，应选用配有拨草装置、缺口圆盘切草装置、双圆盘种肥开沟装置和双圆盘高强度种位镇压装置的牵引式免耕播种机，确保实现窄开沟、少动土、肥位准、种位精、镇压实、通过强、效率高的免耕播种作业质量，进而保证高出苗率、高齐苗率和高保苗率。因市场上免耕播种机具品牌繁杂，性能差异较大，故须选用保有量大和知名企业生产的大品牌机具，以保证作业性能、质量稳定性和可靠性。保护性耕作推荐机具配套方案见表9。

表9 推荐机具配套方案

四、结论与建议

1.结论秸秆全量覆盖还田玉米精量免耕播种技术比传统耕整地播种技术更为先进、适用，具有节约生产成本、增加粮食产量、提高土壤有机质含量、保地温、抗干旱、抗倒伏等优势，经济效益、社会效益、生态效益显著。通过对东北地区玉米不同秸秆还田模式试验对比数据（见表10）进行分析，采用秸秆集行方式覆盖还田，产量最高，效果最好。