吉林省玉米保护性耕作技术新思路、新方向——条带耕作技术模式应用与前景分析

王利斌，王文强，于 猛，董永鹭，初小兵

（长春市农业机械研究院，吉林长春 130052）

0 引言

吉林省从2007年开始推广保护性耕作，至2020年推广面积已经达到120万hm2，取得了丰硕成果。实践证明：保护性耕作是一项经济效益和生态效益同步，当前利益与长远利益兼顾，利国利民的革命性农业耕作技术，具有保护土壤、减少风蚀水蚀、抗旱节水、培肥地力、降低成本等多种作用。2020年4月，国家“东北黑土地保护性耕作行动推进计划”提出吉林省保护性耕作在2025年达到266.67万hm2的目标。应该看到，这是一项紧迫的任务，如何高质量的去完成上述工作，要求我们必须进行认真思考。针对保护性耕作快速推广的难点和焦点问题，从技术上创新出路，探讨吉林保护性耕作发展的新思路和新方向。

1 保护性耕作推广面临的问题

1.1 传统耕作习惯的阻碍

一方面是广大农民群众受几千年传统耕作模式影响很深，主要是秸秆离田垄作，地表干净整洁，而秸秆还田保护性耕作，地表有秸秆覆盖，耕作后地表很乱，出苗在秸秆间，一定程度受到秸秆的影响。另一方面是基层领导干部对推行秸秆覆盖还田保护性耕作认识也不到位，没有认识到这是一场耕作技术和耕作模式的革命，是建立起保护土壤、保护黑土地的健康耕作体系。

1.2 病虫草害增多的担忧

部分农民认为，实施保护性耕作，大量的秸秆还田可能会加剧病虫草害的危害。经过美国、巴西的数据，以及我国科研工作者的实践，都表明实施保护性耕作病虫草害病没有明显的增加，只是更好的恢复了土壤的田间生物多样性，而且秸秆覆盖会增加蚯等，它们通过取食消化把秸秆转化成有机肥使土壤增加肥力。

1.3 保护性耕作技术自身存在的问题

吉林省保护性耕作在推广过程中逐步发现一些问题，保护性耕作有大量秸秆覆盖地表，造成地温较低，影响出苗质量和苗期生长，冷凉低洼地保护性耕作无法实施。保护性耕作虽然保墒及抗风蚀和水蚀性好，但是连续多年免耕，土壤密度逐渐增大，已经影响到免耕播种机入土，大型机车作业或者深松后形成的沟等造成的土壤不平整，影响播种和出苗质量等问题长期存在，这些问题成为合作社、农机大户推广保护性耕作过程中所遭遇最大的痛点、难点，极大的阻碍了保护性耕作的推广。

2 玉米保护性耕作新思路、新方向：条带耕作技术模式

2.1 美国保护性耕作条耕技术发展情况

美国玉米保护性条耕技术起步研究于20世纪90年代。近十几年，条耕技术在农场中得到加快推广应用。据2017年全美调查统计，条耕技术已占全美保护性耕作应用面积的40%左右，有的农场甚至超过50%。同时保护性耕作条耕技术模式充分显示出高产的优势。2019年创造了产量达2 576.48 kg/667m2的成绩，远高于我国2019年创造的1 517 kg/667m2的全国最高产纪录。

2.2 我国保护性条带耕整技术发展情况

美国农业机械厂商，如约翰迪尔等，生产有条耕机，但是美国的产品不能简单的拿到中国使用，主要原因是中美耕作农艺有较大差距，一是玉米种植行距不同，美国为76 cm，中国为55～65 cm，中国的垄距小；二是玉米品种差异较大，美国玉米更适应机械化生产，秸秆产量较中国少1/3。这两点导致美国机具和技术在中国不能完全适应，不能简单的拿来主义。

2018年以来，长春市农机研究院经过深入研究，借鉴国内外先进经验，提出玉米秸秆覆盖还田归行条耕技术，已经率先研发出适应本地应用的条耕机。该技术破解了相当一部分农民对保护性耕作的担扰与疑虑，适合吉林省秸秆还田量大等特点。该技术的研发及推广必将带来保护性耕作技术的提升，推动保护性耕作技术的再一次快速发展。

2.3 玉米保护性条带耕整技术内容

第一，“条带耕作”是针对地表覆盖秸秆量过大、种植行距偏小、播种时易产生拖堆现象而影响播种质量，或土壤湿度过大、需要加速散墒、提高地温而开发出来的一种保护性耕作秸秆处理方式。它通过牺牲部分土壤抗风蚀和保墒能力为代价，达到换取播种带秸秆覆盖量减少、进而实现正常播种的目的。

受现阶段机具开发和现有机具产品的性能限制，条耕作业暂时存在条带“耙松式”和“旋松式”两种耕作形式。耙松式条耕是美国的模式，目前所用机具价格高。旋松式条耕属依据国外产品思路开发出的适应国内需要的新技术，一方面旋松解决现有耕作中存在的问题，但另一方面对土壤及微生物环境有一定的破坏。

第二，两种技术模式。一种是采用 “耙松切”条带耕整技术路线（见图1），适宜65cm以上均匀行平作。另一种是采用“旋松式”条带耕整技术路线（见图2），适宜宽窄行平作（40×90模式；50×80模式）。

图1 “耙松切”条带耕整技术路线

图2 “旋松式”条带耕整技术路线

2.4 条带耕整技术优缺点分析

2.4.1 优点分析

1）与传统保护性耕作免耕技术比较，该技术模式能够很好的适用低洼地块，具有提升地温和改善土壤墒情的优点，不仅动土量少，还能形成干净平整的待播种苗带，为免耕播种机的后续播种作业提供了便利的条件。同时，该模式有增加土壤有机质，防止土壤板结与退化的作用。条带耕整技术模式既有传统保护性耕作免耕的优点，又解决了传统免耕种植存在的种床不平整的问题，更利于高产，各种地况的适应性更好。

2）与传统旋耕起垄相比，可实现秸秆全量还田，减少一半的动土面积，降低作业功耗，提高作业效率。条耕后形成的良好种床有利于出苗和生长，即实现了玉米保护性耕作的全程机械化，又满足了农业生产对高质量种床的需求，玉米产量可以提升5%以上。更重要的一点是条耕后形成的秸秆带与耕作带互相间隔的状态，解决秸秆还田后易连片焚烧等问题，同时耕作带给高质量播种提供了良好的解决方案。

2.4.2 缺点分析

1）受传统思想的制约，一些农民和基层领导干部对于这种新的玉米保护性耕作技术模式的认识不到位，担心该技术还不成熟，同时掌握新技术的能力不足，给新技术的推广带来了一定障碍。

2）采用本项新技术，还需要投入额外的资金购买新机具。吉林康达生产的“耙松式”4行机具价格达到3.8万元，而榆树刘臣等厂家生产“旋松式”4行机具需要2.3万元左右。

3）与纯免耕和宽窄行归行后直接种植相比，都多一次进地，作业成本有所增加，农民本身对于新技术本就有所疑虑，还要农民增加一些作业成本，农民接受起来会有一点阻碍，因此在推广该项技术时，只有先得到农机大户的认可，让农民看到实际的作业和增产效果，才利于全面推广。

4）该技术模式不适宜用于风沙严重和易失墒的地块，即使采用也要注意条带旋松的作业深度不超过6～8 cm，以消除地表少量残留秸秆和根茬为目的，同时也要严格把握好免耕播种作业的时机，减少土壤风蚀和水蚀带来的影响，防止失墒严重，影响出苗率。

2.5 关键配套机具

2.5.1 “耙松式”条耕机

是一种针对秸秆全覆盖后直接对第二年播种带进行松耙作业的专用机具，适用于65 cm以上行距，以及秸秆量不是特别大的地区使用。一次作业可完成深松、苗带秸秆分离、土壤耙混、镇压等功能。最终形成20～30 cm宽的、表面没有秸秆的、略微高于地表的播种带与秸秆覆盖带相互间隔的地表模式。

2.5.2 “旋松式”条耕机

是一种针对秸秆全覆盖归行后待播种苗带进行松旋作业的专用机具，适用于宽窄行作业，可满足最大量的秸秆还田地区使用，一次作业可完成秸秆分离、旋耕、深松、苗带整形、镇压等功能。最终形成50～60 cm宽的、没有秸秆且干净平整略高于地面的苗带。

2.6 条带耕整作业效果

2019—2021年，我们在长春市九台、榆树、农安等地设立条带耕整技术监测点，开展条带耕整模式、旋耕起垄模式、归行免耕模式等全生长期技术监测和对比。

2.6.1 出苗对比

监测点4月26日播种的地块，播种期土地墒情良好，因此三种地块出苗率都较高，出苗整齐。其中传统旋耕模式出苗率85%～96%、免耕模式93%～94%、秸秆全量还田条带旋耕模式94%～95%左右。整体来看，旋耕起垄在土壤墒情好的年份有较好的出苗率，但是受地块和种植条件限制出苗率波动相对较高，而免耕播种在出苗率相对较稳定，即便墒情不好，也能保持加好的出苗率，而今年条耕地块较好，优于直接免耕。

2.6.2 生长对比

监测点4月26日播种，旋耕模式、条耕模式截止至5月25日苗已经达到5叶1芯，平均苗高为9 cm。而免耕地块，苗达到3叶1芯，平均苗高为7 cm。5月1日播种，5月25日出苗长势看，苗最高的依然是传统旋耕起垄种植模式，达到8 cm，依次是条耕7 cm、免耕5 cm。条耕技术苗生长基本接近旋耕起垄，农民接受程度较高，条耕无大小苗，苗齐苗高基本一致，这点好于免耕，免耕存在1.2%～3%左右的小苗。

2.6.3 蓄水保墒对比

各监测点在7—8月，较为干旱的气候条件下土壤墒情检测中，均发现采用条带耕整技术模式的地块蓄水保墒能力与免耕地块类似，均好于旋耕起垄地块，相当于平均增加10至15 cm的降水量，对于作物抵御旱情有明显的帮助。

2.6.4 抗灾性、产量对比

2020年，吉林省遭受旱灾和风灾的双重考验，免耕、条耕与传统的旋耕起垄比较，都表现出明显的抗灾性，不仅是旱灾表现良好，同样在风灾中也明显的具有抗倒伏性，倒伏较轻，玉米品质明显较好。产量经过多组数据对比后，在同等的条件下条耕比免耕产量约增加4%左右。条耕基本接近旋耕起垄的产量。

2.6.5 生态效益对比

从土壤有机质含量，土壤有益生物数量，防止水土流失的效果，土壤蓄水保墒的能力，土壤风蚀水蚀情况等可以看出条带耕整技术模式对于传统旋耕起垄的优势。与传统旋耕起垄地块相比，条带耕整地块水土流失情况比较弱，相对减少径流量40%左右，减少土壤风蚀和水蚀50%左右。

通过以上对比分析，我们可以看出，条带耕作技术不论从出苗质量、苗期生长、蓄水保墒、抗灾性、产量以及生态环保等全方面超越旋耕起垄模式，比直接免耕技术模式更好，这些优点受到农户的欢迎，正是大规模推广的技术优势。

3 玉米保护性条带耕整技术模式前景分析

3.1 农民的认可度明显提高

对于东北适宜实施保护性耕地的区域和地块来讲，推广条耕模式既坚持了保护性耕作技术的核心秸秆覆盖，又达到了农民常规精耕细作的要求，能创造出一个比较洁净的待播种床，有利于提高播种质量、有利于提高地温、有利于出苗生长。如果采用条耕，农民就愿意采用保护性耕作，否则，有相当一部人就会拒绝采用保护性耕作，仍然要处理秸秆，找到这样一个结合点，保护性耕作推广就会比较快，否则仅靠免耕技术，很难高质量的完成国家下达给吉林的保护性耕作任务。2021年，条耕技术模式作业面积超过10.67万hm2，示范效果显著，辐射范围涵盖了整个吉林省以及辽宁北部、黑龙江南部地区，受到普遍的认可，极大的推动了玉米保护性耕作技术的发展，

3.2 市场前景预期非常良好

在东北实施黑土地保护性耕作行动中，玉米保护性条带耕整技术必将会成为保护性耕作技术中一个不可或缺的技术模式，条耕机已经列为吉林农机新产品目录，必将成为农机耕整地机具中一个新的系列机型，可以预见这个机型以其独有的技术优势将大量取代旋耕起垄机具。国家下达东北四省区保护性耕作面积2025年达到0.093亿hm2，按照美国的保护性耕作技术比例，以及农民农户对新模式的需求，预计有超过40%即373.33万hm2需采用条耕技术模式。因此，条耕技术模式对实现玉米保护性耕作全程机械化和农业可持续发展具有重要意义，未来将为吉林乃至整个东北地区的黑土地保护作出重大贡献。

4 加快推广玉米保护性条带耕作技术的建议

4.1 从机具研究和试验上加大投入

机具是作业模式的关键和核心，没有好的机具是无法实施相关模式。而作为新模式、新机具的持续性研究，作业增产机理的研究等都是关键技术，对于新的模式发展非常关键，应加大资金投入，每年要保证有专项资金，推进模式的发展，推进机具的改型换代和升级。

4.2 加大宣传，提高农民的认知程度

玉米保护性耕作条带耕作技术是一种新的耕作方式，既不同于传统旋耕起垄模式，也不同于保护性耕作免耕模式，是对保护性耕作免耕模式的进一步技术升级，以满足保护性耕作的多样性，而新的技术模式必然面对农民认识上的差异。要提高农民的认识，必须加大宣传引导力度，充分利用广播、电视、报纸、互联网等新闻媒介开展宣传。同时，采取现场观摩、技术培训、讲解授课等方式，大力宣传和推广玉米保护性耕作条带耕整技术。

4.3 搞好技术服务，做好技术监测

以农机推、农业、土肥等相关农业技术人员，组建技术服务组，深入生产一线做好玉米保护性耕作条带耕整技术技术服务，同时要科学合理建立监测点，对实施玉米保护性耕作条带耕整技术地块进行长期的，不间断的、多因素的跟踪监测，最后得出一个完整科学的技术结论。

4.4 实施示范引领工程

玉米保护性耕作条带耕作技术，在国内还是一项比较新的技术，建议规划3—5年时间，依靠农机合作组织，连续实施玉米保护性耕作条带耕作技术“示范引领工程”。同时，在重点乡镇和村屯，我们建议以玉米保护性耕作归行免耕模式和玉米保护性耕作条带耕整模式两种为核心，推进乡镇村屯保护性耕作整乡或者整村的全覆盖推进模式。