保護(hù)性耕作技術(shù)及配套機(jī)具的研究與應(yīng)用

常玉強(qiáng)

2019年8月，胡春華副總理在吉林長(zhǎng)春主持召開東北四省保護(hù)性耕作座談會(huì)，把保護(hù)性耕作作為黑土地保護(hù)和推進(jìn)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(jìn)行全面推廣。

2020年7月，習(xí)近平總書記考察東北時(shí)指出要保護(hù)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(qiáng)推進(jìn)保護(hù)性耕作推廣實(shí)施，保護(hù)性耕作技術(shù)項(xiàng)目已納入省政府重點(diǎn)強(qiáng)抓考核內(nèi)容，要求各級(jí)農(nóng)業(yè)部門做好保護(hù)性耕作推廣工作，綏中縣農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心作為服務(wù)農(nóng)村農(nóng)業(yè)的基層農(nóng)業(yè)部門，與各農(nóng)機(jī)科研部門及相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)密切合作，對(duì)保護(hù)性耕作技術(shù)及配套機(jī)具進(jìn)行了廣泛的探索研究，建立了保護(hù)性耕作示范區(qū)，將保護(hù)性耕作技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不斷示范推廣應(yīng)用。

1 適宜遼寧地區(qū)保護(hù)性耕作的四種技術(shù)模式

經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)示范和摸索，適宜遼寧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，更好保護(hù)土壤的保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)保護(hù)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(guò)渡技術(shù)，應(yīng)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(shí)，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(jìn)行錯(cuò)茬免耕播種作業(yè)；高留秸稈根茬形成了“防風(fēng)帶”，重點(diǎn)解決風(fēng)蝕水蝕嚴(yán)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(shí)，秸稈直接還田均勻覆蓋地表，留茬高度10厘米左右，秸稈長(zhǎng)度30～40厘米，春季直接進(jìn)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(fēng)帶走土壤水分和表土，重點(diǎn)解決春季風(fēng)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(shí)，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(wú)秸稈覆蓋的播種行上進(jìn)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(diǎn)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(shí)，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(jìn)行免耕播種作業(yè)；旋耕建立了良好種床，后點(diǎn)解決地溫低土壤粘重等問題。由于在農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中，機(jī)手會(huì)考慮到機(jī)具投資，農(nóng)民要考慮到投入的多少，第三種模式機(jī)具投入及作業(yè)成本比適中，省時(shí)省力，較受農(nóng)民歡迎。

2019年以來(lái)，我們認(rèn)真研究省內(nèi)保護(hù)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(hù)性耕作和黑土地保護(hù)工作確定了保護(hù)性耕作技術(shù)模式，在各項(xiàng)目鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行試驗(yàn)推廣、示范作業(yè)，通過(guò)幾年的試驗(yàn)研究，總結(jié)及研究開發(fā)改進(jìn)，創(chuàng)新并形成了適合當(dāng)前農(nóng)村發(fā)展需要的保護(hù)性耕作技術(shù)模式。每種模式三次重復(fù)。

（1）壟作保護(hù)性耕作，設(shè)計(jì)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(yàn)設(shè)計(jì)：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(fēng)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(hù)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(kuò)大到90厘米，這種種植方法通風(fēng)透光性最好，邊際效應(yīng)最好，產(chǎn)量最高，適應(yīng)現(xiàn)實(shí)機(jī)械化收割作業(yè)，是今后玉米高產(chǎn)種植發(fā)展方向。

實(shí)施條田化種植有以下優(yōu)勢(shì)：①采取條田原壟卡播種，春季不動(dòng)土或少動(dòng)土不跑墑，播種時(shí)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(biāo)準(zhǔn)的條田后，可保持?jǐn)?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(yán)重的干旱地區(qū)，可保持?jǐn)?shù)年不變。如果壟形在某項(xiàng)作業(yè)中遭到破壞，可進(jìn)行扶壟作業(yè)，但動(dòng)土率不能超過(guò)50%。保持條田長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，大幅度降低農(nóng)機(jī)作業(yè)成本。③可以減少耕地50%的壟溝，相當(dāng)于減少50%的水土流失面積，同時(shí)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(hù)性耕作時(shí)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(lái)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(jī)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(yīng)增加，單株用量與清種單株用量相同，機(jī)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(fù)。

（3）條帶2比空種植模式（或2比空壟作保護(hù)性耕作模式），分正常株數(shù)（玉米原來(lái)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(jī)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(yīng)增加，單株用量與清種用量相同，機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(yàn)設(shè)計(jì)：2組大豆里面夾2組玉米播種帶，每個(gè)播種帶靠近一頭留出50米長(zhǎng)度作密植試驗(yàn)。

（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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(hù)性耕作配套機(jī)具研制與創(chuàng)新

與有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)合作，改進(jìn)了免耕播種機(jī)：①改進(jìn)免耕播種機(jī)傳動(dòng)裝置。解決了機(jī)具存在牽引阻力大、動(dòng)力與行進(jìn)速度不匹配，作業(yè)效率低等缺點(diǎn)，使作業(yè)穩(wěn)定省力快速。②改進(jìn)了免耕播種機(jī)播種裝置，通過(guò)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(dòng)刷過(guò)儲(chǔ)粒箱內(nèi)表面，達(dá)到對(duì)儲(chǔ)粒箱內(nèi)部藥種攪拌清掃的目的。儲(chǔ)粒箱對(duì)應(yīng)多個(gè)出粒口，可根據(jù)需要選擇開啟封口板個(gè)數(shù)，節(jié)約種子肥料。③改進(jìn)了免耕播種機(jī)掩土裝置，通過(guò)碾輪裝配作用，可以在掩土結(jié)束后將土面壓實(shí)，同時(shí)支座為可拆卸結(jié)構(gòu)，方便更換不同規(guī)格碾輪。通過(guò)聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)以及活桿帶動(dòng)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(jìn)免耕播種機(jī)主傳動(dòng)離合器，操作簡(jiǎn)單，不用停車，可利用液壓油缸系統(tǒng)使地輪隨時(shí)升降，在地輪升降同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的分離與結(jié)合。

該機(jī)的改進(jìn)填補(bǔ)了山區(qū)播種機(jī)的空白，即適合與我省當(dāng)前農(nóng)村農(nóng)民普遍擁有機(jī)具機(jī)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(hù)性耕作存在問題及建議

3.1 農(nóng)民認(rèn)識(shí)不足。農(nóng)民對(duì)保護(hù)性耕作這種新的耕作模式認(rèn)識(shí)不夠，對(duì)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(xì)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(xí)慣。應(yīng)加大宣傳力度，大力開展科技培訓(xùn)，搞好技術(shù)服務(wù)：①培訓(xùn)縣農(nóng)機(jī)推廣技術(shù)骨干；②培訓(xùn)農(nóng)機(jī)合作社技術(shù)骨干、農(nóng)機(jī)手；③培訓(xùn)種糧大戶及實(shí)施該技術(shù)的農(nóng)民。培訓(xùn)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(jī)、根茬粉碎還田機(jī)及聯(lián)合整地機(jī)調(diào)整、使用和維護(hù)保養(yǎng)等。

培訓(xùn)形式：結(jié)合多媒體教學(xué)，請(qǐng)專家進(jìn)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(chǎng)演示會(huì)；組織各項(xiàng)目縣的農(nóng)機(jī)管理和技術(shù)推廣人員及農(nóng)機(jī)合作社、農(nóng)機(jī)大戶、農(nóng)機(jī)手等人到典型戶學(xué)習(xí)，結(jié)合實(shí)地考察觀摩，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)用戶掌握相關(guān)機(jī)具的調(diào)整、使用保養(yǎng)和故障排除等，確保項(xiàng)目順利實(shí)施。

3.2 秸稈根茬還田配套技術(shù)不完善。保護(hù)性耕作技術(shù)模式涉及到旋耕、深耕、精少量播種等多個(gè)后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)，不但要考慮到機(jī)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(duì)后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)不重視。

建議將保護(hù)性耕作技術(shù)培訓(xùn)納入政府工作日程，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府為依托共同完成培訓(xùn)，同時(shí)要做好機(jī)具選型配套工作，積極爭(zhēng)取各級(jí)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(guó)家農(nóng)機(jī)直補(bǔ)為輔解決購(gòu)機(jī)款項(xiàng)。要充分利用國(guó)家機(jī)具直補(bǔ)、保護(hù)性耕作及深松補(bǔ)助資金，鼓勵(lì)農(nóng)民和農(nóng)機(jī)合作社購(gòu)置玉米聯(lián)合收獲機(jī)、秸稈還田機(jī)、聯(lián)合整地機(jī)、根茬粉碎還田機(jī)等機(jī)具，將玉米機(jī)收、保護(hù)性耕作、深松等技術(shù)整合，發(fā)揮保護(hù)性耕作最大效應(yīng)。

3.3 基層服務(wù)組織不健全。保護(hù)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(shí)現(xiàn)，需要有健全的農(nóng)機(jī)基層服務(wù)組織做保障。高性能免耕播種機(jī)價(jià)格一般在4～5萬(wàn)元，大量購(gòu)置高性能免耕播種機(jī)比較困難。我省有的縣區(qū)甚至沒有1臺(tái)免耕播種機(jī)，作業(yè)面積和作業(yè)機(jī)具都無(wú)法落實(shí)，應(yīng)加大力度推動(dòng)適配機(jī)具推廣應(yīng)用示范及農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼宣傳，提高各地區(qū)機(jī)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(jì)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(shí)還需補(bǔ)氮施肥，秋季投入不斷加大，農(nóng)民相對(duì)文化程度較低，對(duì)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(duì)作業(yè)機(jī)具實(shí)行補(bǔ)貼的同時(shí)，是否也要考慮對(duì)還田農(nóng)戶予以補(bǔ)貼，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，刺激還田積極性。

3.5 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合不到位，給項(xiàng)目更好實(shí)施帶來(lái)影響。建議推進(jìn)玉米標(biāo)準(zhǔn)化種植，建立農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合示范區(qū)，扶持并依托農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社，實(shí)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(jī)械作業(yè)），提高機(jī)械化作業(yè)效率。