玉米不同栽培技術(shù)模式的綜合效益分析

田峰

摘要 對在寧夏中部干旱帶灌溉農(nóng)田已形成種植規(guī)模的一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式與之相對應(yīng)的傳統(tǒng)模式進(jìn)行了綜合效益研究。結(jié)果表明，一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式光能利用率達(dá)1.03%，較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式提高0.04%，少耗水450 m3/hm2，有機(jī)質(zhì)利用率提高34.66%，純收益提高4.88%。

關(guān)鍵詞 玉米；栽培模式；效益分析

中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）17-0062-02

寧夏中部干旱帶，位于東經(jīng)104°17′～104°41′，北緯36°06′～39°05′，范圍包括鄂爾多斯臺地南緣、黃土高原北緣和騰格里沙漠的東南邊緣地區(qū)。多年年均降水量為180～400 mm，且多集中在7—9月，由東向西遞減，年變率大（荒漠草原區(qū)-70%～90%，干旱草原區(qū)-38%～60%），年蒸發(fā)量2 000 mm以上，干燥度在2.17～3.78之間，呈現(xiàn)出干旱半干旱的氣候特征，造成作物需水與自然降水的不同步。該區(qū)域光熱資源豐富，≥10 ℃有效積溫2 500～3 100 ℃，無霜期128～156 d，適合農(nóng)作物的生長和干物質(zhì)的積累。農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)是“非灌不植”，被劃分為西北綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)[1]。該區(qū)域采取的保護(hù)性耕作技術(shù)模式[2-3]以保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境為首要目標(biāo)，有效降低土壤蒸發(fā)強(qiáng)度和機(jī)具能耗，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高水資源利用效率和農(nóng)業(yè)比較效益，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 技術(shù)模式、工藝路線與技術(shù)特點(diǎn)

1.1 一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式

工藝路線：玉米收獲留高茬（≥30 cm）→秸稈運(yùn)出→根茬固土越冬→少耕施肥播種并鋪設(shè)滴管帶→化學(xué)除草→生育期雜草和病蟲害防治、補(bǔ)灌（水肥一體化）→玉米收獲留高茬（≥30 cm）。

該模式的特點(diǎn)：一是采取70 cm、30 cm寬窄行播種；二是機(jī)器作業(yè)工序相對較少，2行一帶，節(jié)約了人工與生產(chǎn)成本；三是根茬的大量還田有利于農(nóng)田干物質(zhì)平衡和培肥地力；四是通風(fēng)透光好，改善穗部性狀、增加穗粒數(shù)、提高百粒重、易發(fā)揮土壤肥力和邊行效應(yīng)而獲得高產(chǎn)[4]。

1.2 一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式

工藝路線：玉米收獲留高茬（≤5 cm）→秸稈運(yùn)出→人工撒施農(nóng)家肥并深翻（≥25 cm）→旋耕施肥播種→人工鋪設(shè)滴管帶→人工除草→生育期雜草和病蟲害防治、補(bǔ)灌（水肥一體化）→玉米收獲。

該模式的特點(diǎn)：一是利用當(dāng)?shù)厣纵喪接衩撞シN機(jī)多的機(jī)具優(yōu)勢，采取50 cm等行距播種；二是應(yīng)用面積大，是當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的種植模式；三是結(jié)合秋深翻深施農(nóng)家肥，容易獲得高產(chǎn)；四是由于機(jī)深翻，雜草與病蟲害危害程度相對較低；五是人工與機(jī)器作業(yè)成本較高；六是一行一帶人工與物質(zhì)投入相對較高。

2 效益分析

2.1 生態(tài)效益

2.1.1 光熱利用率。試驗(yàn)表明，一方面，由于實(shí)行寬窄行播種，邊行拔節(jié)期冠層、中部、基部光強(qiáng)分別占自然光強(qiáng)的89.7%、51.3%、33.2%，葉溫分別達(dá)到21.3、19.7、22.6 ℃，播行間地表5 cm土層溫度分別為27.8、24.7 ℃，光強(qiáng)分別高于對照8.6%、4.7%、3.8%，葉溫高于對照1.1、0.6、0.4 ℃，播行間地表5 cm土層溫度分別高于對照3.3、1.2 ℃，光、熱條件的改善對邊行玉米生長發(fā)育十分有利，而等行距相互遮蔭，劣勢明顯；另一方面，少耕播種由于地表秸稈高茬覆蓋，減少了鏵式犁翻耕與播前的旋耕整地作業(yè)，0～25 cm土壤含水量與5 cm處地溫分別達(dá)到15.3%和8.6 ℃，可提前10～20 d搶墑?chuàng)寽夭シN，為西蒙6號、屯玉1號等中晚熟品種爭得 ≥10 ℃積溫118.3 ℃，在玉米生長期積溫不足的區(qū)域，保證了中晚熟玉米從播種至成熟2 500～2 700 ℃熱量條件[5]，光能利用率達(dá)1.03%，較對照提高0.04%。

2.1.2 水分利用率。對土壤水分劇變的0～40 cm土層含水量多次測定結(jié)果表明，一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式在播期由于秸稈的高茬覆蓋和取消了鏵式犁的翻耕作業(yè)，加之茬樁積聚雨雪的作用，使播期0～20 cm土壤含水量較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式高2.83個百分點(diǎn)；在50 mm/h的雨強(qiáng)作用下，地表徑流較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式減少46.8%；在玉米抽雄期至灌漿期的需水臨界期[6]測定，0～200 cm土層總蓄水量較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式低34.3 mm，說明一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式的有效耗水即蒸騰用水增大；從各土層看，一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式在0～40 cm少耗水4.52 mm，在40～120 cm和120～230 cm則較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式分別多耗水25.6 mm和11.7 mm，說明一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式有利于玉米對深層水分的吸收。全生育期一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式少耗水450 m3/hm2，表明一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式能夠提高玉米的抗干旱能力。

2.1.3 肥料利用率。寧夏中部干旱帶又屬于農(nóng)牧交錯區(qū)，其莖、葉多作飼料用。據(jù)測算，10 500 kg/hm2產(chǎn)量的玉米留茬30 cm，等同于2 887.5 kg/hm2的秸稈還田，并且隨年限的增加，其養(yǎng)分呈逐年提高的趨勢。據(jù)播種前測定，經(jīng)過10年秸稈留高茬覆蓋，一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式的有機(jī)質(zhì)為1.236%，一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式為1.013%；而收獲期的測定，全生育期一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式的有機(jī)質(zhì)下降了76.36%、水解氮和速效磷分別下降了11.3%和18.6%，一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式僅降低了41.70%、5.78%和6.32%，說明一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式的有機(jī)質(zhì)礦化和養(yǎng)分分解速率較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式高。一方面要求一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式應(yīng)進(jìn)一步加大肥料投入，以更多的莖葉還田以培肥地力而維持土壤肥力不致衰減；另一方面，一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式因農(nóng)家肥的施用雖然分解慢，但彌補(bǔ)了部分養(yǎng)分，一定程度上緩解了其養(yǎng)分的消耗。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

2.2.1 產(chǎn)量效應(yīng)。一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式因采取寬窄行播種，強(qiáng)化透光，改善田間通風(fēng)和CO2供給，調(diào)節(jié)溫濕度，容易發(fā)揮邊行效應(yīng)。在產(chǎn)量三要素中，其穗數(shù)較對照少12 600穗/hm2，穗粒數(shù)多61粒，百粒重高3.1 g，產(chǎn)量低1 095 kg/hm2。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。經(jīng)測算，一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式因減少機(jī)器作業(yè)費(fèi)、人工鋪設(shè)滴灌帶勞務(wù)用工費(fèi)、節(jié)約管帶費(fèi)，因而前期投入較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式低18.9%，雖產(chǎn)量較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式低11%，但純收入較一年一作春玉米常規(guī)機(jī)械化翻耕播種技術(shù)模式增加4.88%。

2.3 社會效益

對農(nóng)田實(shí)施保護(hù)性耕作、節(jié)水灌溉、秸稈還田等機(jī)械化技術(shù)的推廣應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)“一控兩減三基本”的重要內(nèi)容。一年一作寬窄行春玉米留高茬覆蓋少耕播種技術(shù)模式的大面積推廣應(yīng)用，有利于環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的建設(shè)，有利于剩余勞動力的轉(zhuǎn)移從事二、三產(chǎn)業(yè)增加收入，同時對土地集約經(jīng)營和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有巨大的推動作用。

3 參考文獻(xiàn)

[1] 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理司.中國保護(hù)性耕作[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[2] 王旭紅，吳興.鹽池縣玉米保護(hù)性耕作的技術(shù)模式與生態(tài)效應(yīng)[J].寧夏農(nóng)林科技，2011，52（8）：5-6.

[3] 陶維華.玉米機(jī)械化少耕播種的生態(tài)與產(chǎn)量效應(yīng)[J].農(nóng)機(jī)科技推廣，2016（3）：30-31.

[4] 于健.玉米留高茬覆蓋免耕施肥播種技術(shù)的綜合效應(yīng)研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（24）：20.

[5] 杜守宇，田恩平，溫敏，等.胡麻套種玉米的理論基礎(chǔ)與栽培實(shí)踐[J].玉米科學(xué)，1993，1（4）：35-38.

[6] 白莉萍，隋方功，孫朝暉.土壤水分脅迫對玉米形態(tài)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（7）：1556-1560.