伊犁州直玉米免耕播種技術(shù)的推廣與應(yīng)用

楊建國(guó),俞 涌,阿不力克木·托合提

(伊犁哈薩克自治州農(nóng)牧機(jī)械化技術(shù)推廣總站,新疆 伊犁 835000)

0 引言

玉米免耕播種技術(shù)是目前我國(guó)推廣最為廣泛、輻射面積最大的保護(hù)性耕作技術(shù)之一,已在我國(guó)大面積推廣應(yīng)用[1-2]。該技術(shù)實(shí)施可實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)節(jié)本增效、提質(zhì)增產(chǎn)的目的,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。常規(guī)玉米機(jī)械播種作業(yè)都是在土地翻耕作業(yè)后進(jìn)行,固然翻耕作業(yè)能除去土壤表面殘茬、疏松耕地土壤,有利于播種,但同時(shí)也破壞了對(duì)耕地的保護(hù)。翻耕后在風(fēng)蝕、水蝕作用下加劇土壤N、P、K及有機(jī)質(zhì)等流失,削弱土壤保水保肥能力,使土壤慢慢失去生物活性,嚴(yán)重影響農(nóng)作物提質(zhì)增產(chǎn)[3-4]。

免耕播種技術(shù)是實(shí)現(xiàn)保護(hù)性耕作的有效途徑,是利用免耕播種機(jī)實(shí)現(xiàn)在前茬作物秸稈與根茬不經(jīng)處理狀態(tài)下,直接在未翻耕的耕地上一次完成苗帶處理、開(kāi)下種溝、播種播肥、覆土鎮(zhèn)壓等作業(yè)的一項(xiàng)技術(shù),長(zhǎng)期應(yīng)用免耕播種技術(shù)在生產(chǎn)節(jié)本增效、改善土壤環(huán)境、提高土壤墑情等方面有明顯作用[5],有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,具有良好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,因此積極應(yīng)用推廣玉米免耕播種技術(shù)十分必要。

伊犁州直地處新疆西部天山北坡伊犁河谷,耕地面積 45.38 萬(wàn)hm2,土地肥力、氣候、雨量、日照等條件較好,年平均氣溫 10.5 ℃,全年日照時(shí)數(shù)達(dá)2 600～3 000 h,無(wú)霜期149 d。伊犁州直平均年降水量約 300 mm,典型的干旱半干旱綠洲灌溉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)[6]。伊犁州直農(nóng)業(yè)發(fā)展具有一定優(yōu)勢(shì),是新疆維吾爾自治區(qū)重要的糧食生產(chǎn)基地[7]。2022年伊犁州直在伊寧縣喀什鎮(zhèn)、新源縣阿勒馬勒鎮(zhèn)分別開(kāi)展了滴灌條件下保護(hù)性耕作技術(shù)暨玉米免耕播種技術(shù)的示范推廣工作,兩處示范點(diǎn)面積共計(jì)13.33 hm2,初步成效顯著。

1 玉米免耕播種技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

1.1 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)

與常規(guī)方式相比,利用免耕播種技術(shù)可直接在未經(jīng)翻耕的耕地上一次性完成玉米播種、施肥作業(yè),無(wú)需進(jìn)行清理殘留秸稈、犁地、整地等作業(yè)工序。免耕播種后玉米株距合格率高,很好滿足農(nóng)藝要求,節(jié)省作業(yè)時(shí)間及經(jīng)濟(jì)成本。玉米免耕播種使用側(cè)深施肥技術(shù),增加了化肥的使用效率,減少10%～20%化肥施用量,進(jìn)一步降低了玉米生產(chǎn)成本[8]。另外,玉米免耕播種能有效提升玉米成活率和出苗率,根系發(fā)達(dá)抗倒伏能力強(qiáng),能汲取到更多的水分和養(yǎng)分,前茬作物秸稈經(jīng)過(guò)化肥和夏季高溫作用分解出玉米生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量[9]。

根據(jù)2022年示范應(yīng)用情況,免耕播種模式較常規(guī)播種模式對(duì)比,降低作業(yè)生產(chǎn)成本900 元·hm-2(犁地600元·hm-2,整地300元·hm-2)、產(chǎn)量增加1200 kg·hm-2,增產(chǎn)10%左右。按玉米籽粒2元·kg-1計(jì)算,每公頃收益增加約2 400元,綜合收益增加3 300元·hm-2。

1.2 有助于增加耕地蓄水保墑能力

1.2.1 改善作物生長(zhǎng)環(huán)境

玉米免耕播種后土壤表面有殘茬覆蓋能鎖住地表水分,為玉米生根發(fā)芽創(chuàng)造有利條件。與常規(guī)模式相比玉米根系不能在淺層土壤迅速生長(zhǎng),促進(jìn)玉米主根不斷向土壤深處延伸,汲取更多營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)帶來(lái)抗倒伏的增益效果。秸稈經(jīng)過(guò)夏季高溫作用,在土壤中釋放出其含有的有機(jī)質(zhì),起到培肥地力的作用,更有利于玉米生長(zhǎng)。

1.2.2 改善耕地水肥條件

利用玉米免耕播種技術(shù),不僅減少常規(guī)耕作時(shí)水分蒸發(fā)損失,還能增加通過(guò)蚯蚓活動(dòng)及前茬作物秸稈及根系腐爛后形成的孔隙滲入土壤的水分。據(jù)相關(guān)研究,免耕地塊可降低水蝕危害,提高土壤水分利用率15%～17%,增加耕地保墑能力14%～15%[10]。配合使用滴灌模式,進(jìn)一步提高了玉米水肥利用率,節(jié)約水肥資源。

根據(jù)2022年示范應(yīng)用情況,免耕播種較常規(guī)播種玉米在生育期的株高、株直徑、出苗率、根系長(zhǎng)度等參數(shù)表現(xiàn)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

1.3 社會(huì)生態(tài)效益明顯

1.3.1 優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)及耕地質(zhì)量

采用玉米免耕播種技術(shù),在前茬作物秸稈覆蓋層保護(hù)下,能減輕耕地土壤的風(fēng)蝕(土壤流失)80%、水蝕(水分流失)60%,使土壤環(huán)境惡化問(wèn)題得到有效控制,秸稈覆蓋層降解為土壤需要的養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì),有利于形成肥沃的土壤環(huán)境,使耕地土壤慢慢恢復(fù)到其自然狀態(tài)[11]。還有利于增加耕地中蚯蚓及有益微生物的數(shù)量,使耕地逐漸恢復(fù)原生狀態(tài)。另外,免耕播種能減少機(jī)械作業(yè)次數(shù),一次性就能完成播種施肥作業(yè),避免常規(guī)播種模式需要機(jī)械多次下地作業(yè),有效促進(jìn)土壤恢復(fù)團(tuán)粒結(jié)構(gòu),提升耕地質(zhì)量有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

1.3.2 促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)

免耕播種地塊表面土壤緊實(shí),無(wú)常規(guī)翻耕播種后農(nóng)田表層松散的土壤顆粒,在秸稈覆蓋層保護(hù)作用下,相較常規(guī)播種模式將降低土壤表層空氣流動(dòng)速度,能有效抑制春天刮風(fēng)季節(jié)裸露農(nóng)田揚(yáng)塵,減少農(nóng)田周邊大范圍粉塵污染,降低沙塵暴等,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。據(jù)相關(guān)研究表明,免耕播種比常規(guī)翻耕播種模式減少地表0～150 cm范圍內(nèi)18.4%～21.2%的農(nóng)田揚(yáng)塵,有效減輕土肥損失和空氣污染[12]。減緩了土壤原有的有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮的流失速度生態(tài)效益明顯。

另外,實(shí)施玉米免耕播種可減少犁地、整地等農(nóng)機(jī)作業(yè)工序,顯著降低柴油消耗,間接實(shí)現(xiàn)降低碳排放。對(duì)免耕播種技術(shù)的研究表明,相比常規(guī)翻耕節(jié)約能耗23%[13]。免耕播種技術(shù)可提高土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,增加了有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤的保護(hù),使得土壤碳的存儲(chǔ)量增加。與常規(guī)翻耕播種作為對(duì)照,免耕播種技術(shù)可有效減少CO2、CH4、N2O等氣體的產(chǎn)生。

2 玉米免耕播種技術(shù)要點(diǎn)

2.1 做好播前準(zhǔn)備工作

2.1.1 耕地準(zhǔn)備

選擇土地平整、秸稈覆蓋均勻的地塊,對(duì)伊犁州直區(qū)域,氣溫穩(wěn)定在12 ℃以上,耕層5～10 cm土層地溫穩(wěn)定在10 ℃以上,田間持水量70%時(shí)即可搶墑播種。采用免耕播種機(jī)一次進(jìn)地完成開(kāi)溝、苗帶秸稈清理、播種、施肥、覆土和鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)作業(yè),不宜早播謹(jǐn)防倒春寒,一般在4月中下旬播種。由于伊犁州直農(nóng)作物秸稈絕大部分充當(dāng)牲畜養(yǎng)殖飼料,作物收獲后進(jìn)行秸稈收集打包作業(yè),因此基本不存在秸稈覆蓋量過(guò)大的情況,為玉米免耕播種作業(yè)創(chuàng)造便利條件。

2.1.2 種肥準(zhǔn)備

玉米種子對(duì)最終是否能達(dá)到增產(chǎn)增收的目的起到重要作用,應(yīng)選用適宜機(jī)械化作業(yè),適合伊犁州直氣候、土壤、肥力、水分、積溫等條件的玉米品種。應(yīng)選用經(jīng)過(guò)加工、包衣玉米種子,種子質(zhì)量應(yīng)當(dāng)滿足凈度≥99%、純度≥98%、發(fā)芽率≥95%、水分≤13%。玉米種子宜進(jìn)行包衣處理,未包衣種子宜采用適宜的殺蟲(chóng)劑和殺菌劑進(jìn)行拌種處理,有條件的也可對(duì)種子進(jìn)行磁化處理。玉米免耕播種可同時(shí)完成玉米播種、施肥等作業(yè),底肥播在種子下方或側(cè)下方8～10 cm處,與種子分層隔開(kāi)。

2.1.3 機(jī)具準(zhǔn)備

選擇適應(yīng)性、可靠性、工作性能均達(dá)標(biāo)的玉米免耕播種機(jī),高效完成玉米播種、施肥、滴灌帶鋪設(shè)作業(yè)。仔細(xì)閱讀玉米免耕播種機(jī)使用說(shuō)明,按照要求對(duì)機(jī)具技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,保證能滿足農(nóng)藝要求完成玉米播種。播前要對(duì)玉米免耕播種機(jī)的各工作部位進(jìn)行檢查,是否存在損壞缺失等現(xiàn)象,并進(jìn)行及時(shí)整備。檢查如無(wú)問(wèn)題還要進(jìn)行試作業(yè),觀察運(yùn)動(dòng)部件是否有卡滯情況,保證滿足田間作業(yè)要求,確保整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠[14]。

2022年伊犁州直開(kāi)展玉米免耕播種技術(shù)示范應(yīng)用中,在新源縣阿勒馬勒鎮(zhèn)采用山東大華2BMYFQQ-8型牽引式免耕氣吸播種機(jī),在伊寧喀什鎮(zhèn)采用德邦大為2BMG-8型牽引式免耕精量播種機(jī),此兩臺(tái)免耕播種機(jī)均能符合玉米播種要求。

2.2 免耕播種作業(yè)

2.2.1 播量

玉米播量一般為9.7萬(wàn)～12.0萬(wàn)?！m-2,實(shí)際應(yīng)用中免耕玉米播種量為11.7萬(wàn)?！m-2,保苗10.5萬(wàn)株·hm-2以上,播種單株率>98%,機(jī)械破碎率均不超過(guò)0.5%,空穴率<1%。

2.2.2 播深

伊犁河谷區(qū)域一般條件下玉米播種深度在3～5 cm,播種季節(jié)發(fā)生干旱的播種深度適當(dāng)增加1～2 cm,覆土鎮(zhèn)壓均勻緊實(shí),確保種子順利發(fā)芽。

2.2.3 株行距

玉米免耕播種機(jī)可直接調(diào)節(jié)行距、株距,本次示范應(yīng)用采用寬窄行播種,寬行行距60 cm,窄行行距40 cm,播種株距為17 cm。

2.3 病蟲(chóng)草害防治

2.3.1 化學(xué)除草

由于免耕播種模式對(duì)土壤擾動(dòng)較小,雜草種子集中在表層土壤,雜草易較早發(fā)生,且不能像翻耕那樣對(duì)多年生雜草地下根莖造成破壞[15],因此免耕播種模式下草害治理有一定壓力。應(yīng)因地制宜針對(duì)種植地塊雜草的種類,選用適宜的除草劑進(jìn)行苗前、苗后除草。合理配比除草藥劑,攪拌均勻后噴霧機(jī)進(jìn)行噴灑,要注意噴灑時(shí)霧滴均勻覆蓋雜草表面,避免漏噴與重噴,在噴藥機(jī)具的選擇上也要符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。

本次示范應(yīng)用中選用了3WPX-600-6型懸掛式噴桿噴霧機(jī)進(jìn)行一次苗后除草作業(yè),后期對(duì)局部小面積地塊補(bǔ)充進(jìn)行一次人工除草作業(yè),雜草得到有效控制。除草劑使用笨唑氟草酮·莠去津,總有效成分含量25%(其中笨唑氟草酮含量3%,莠去津含量22%),使用量4 500 mL·hm-2。

2.3.2 病蟲(chóng)害防治

免耕播種技術(shù)中對(duì)秸稈覆蓋還田,對(duì)土壤擾動(dòng)較小,直接影響作物本身及耕地土壤環(huán)境,也對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生物種群造成一定影響,包括地下害蟲(chóng)、土傳病害菌群,尤其是在殘茬內(nèi)部生存的害蟲(chóng)、病毒、細(xì)菌,可能導(dǎo)致玉米病蟲(chóng)害種類增多、危害加重[16]。因此除了要對(duì)病蟲(chóng)害情況進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)處理,還要根據(jù)種植區(qū)域病蟲(chóng)害發(fā)生特點(diǎn),合理選擇生物化學(xué)防治手段,制定相應(yīng)預(yù)案,以便科學(xué)應(yīng)對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生。

3 技術(shù)應(yīng)用推廣中的問(wèn)題

3.1 基層農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣人員不足

農(nóng)機(jī)化新技術(shù)的應(yīng)用推廣最終目的是讓廣大農(nóng)戶受益,其離不開(kāi)基層推廣人員。推廣人員素質(zhì)的高低直接影響著農(nóng)機(jī)化新技術(shù)的推廣效果。由于近年來(lái)機(jī)構(gòu)改革、事業(yè)單位改革等導(dǎo)致單位職能、人員崗位變動(dòng)較大,客觀上造成基層農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣服務(wù)組織和推廣人員數(shù)量流失嚴(yán)重。另一方面,有相當(dāng)一部分推廣人員“在職不在崗”,名義上還是技術(shù)推廣人員但實(shí)際上工作內(nèi)容和推廣工作完全無(wú)關(guān)。由于推廣服務(wù)組織大多是政府機(jī)關(guān)下屬事業(yè)單位,因此造成基層推廣人員崗位變動(dòng)較為頻繁,加之下沉駐村等影響,進(jìn)一步造成基層推廣人員緊缺[17]?；鶎油茝V人員年齡斷層情況較為突出。農(nóng)機(jī)化專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)老化,理論與實(shí)踐難以良好的結(jié)合,對(duì)新技術(shù)沒(méi)有得到系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與掌握,與農(nóng)機(jī)化技術(shù)先進(jìn)地區(qū)交流合作較少,項(xiàng)目實(shí)施推廣經(jīng)驗(yàn)不足,待遇條件有限,難以吸引高素質(zhì)技術(shù)人才,難以形成可持續(xù)發(fā)展的良好狀態(tài)。

3.2 資金投入較小,示范推廣效果有限

2022年伊犁州直開(kāi)展玉米免耕播技術(shù)示范推廣項(xiàng)目,總投入資金20萬(wàn)元,建立示范點(diǎn)兩個(gè)共計(jì)13.33 hm2,雖然實(shí)施經(jīng)驗(yàn)不足但仍取得了良好的效果。為充分驗(yàn)證該技術(shù)在伊犁州直的適應(yīng)性,還需要進(jìn)行較大面積的應(yīng)用,因此需要投入更多資金支持,擴(kuò)大示范推廣種植面積增強(qiáng)示范推廣效果,擴(kuò)大影響范圍,為今后大面積在伊犁州直開(kāi)展玉米免耕播種技術(shù)實(shí)施做好技術(shù)儲(chǔ)備。資金投入小因此項(xiàng)目只能以機(jī)械租賃的形式實(shí)施,而目前本地市場(chǎng)免耕播種機(jī)械保有量較低,相應(yīng)配件也較少,農(nóng)忙時(shí)節(jié)容易檔期沖突,配件不能及時(shí)更換,影響播種作業(yè)效率。

3.3 農(nóng)戶對(duì)新技術(shù)應(yīng)用積極性不高

玉米免耕播種技術(shù)對(duì)本地農(nóng)戶來(lái)說(shuō)還是一項(xiàng)新興技術(shù),由于年齡、生活水平及受教育水平的影響,廣大農(nóng)戶從思想上沒(méi)有完全接受。同時(shí)受制于農(nóng)戶普遍經(jīng)濟(jì)能力較弱,難以承受玉米免耕播種機(jī)的一次性投入,農(nóng)戶購(gòu)買使用玉米免耕播種機(jī)不得不多一層考慮,對(duì)玉米免耕播種技術(shù)示范推廣有一定影響。

4 建議

4.1 擴(kuò)大技術(shù)應(yīng)用推廣投入

建議各級(jí)政府多渠道積極爭(zhēng)取加大對(duì)玉米免耕播種技術(shù)推廣項(xiàng)目資金投入,加大對(duì)玉米免耕播種技術(shù)推廣政策支持力度,加強(qiáng)玉米免耕播種技術(shù)示范區(qū)建設(shè),擴(kuò)大玉米免耕種植面積,扶持農(nóng)機(jī)合作社和農(nóng)機(jī)大戶購(gòu)買先進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)的玉米免耕播種機(jī)械。

4.2 建議政府出臺(tái)作業(yè)補(bǔ)貼政策

由于本地現(xiàn)有免耕播種機(jī)型作業(yè)速度相對(duì)較慢,對(duì)配套動(dòng)力的功率要求較高,作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣,因此建議出臺(tái)免耕作業(yè)補(bǔ)貼政策,進(jìn)一步推動(dòng)玉米免耕播種技術(shù)大范圍應(yīng)用。

4.3 積極做好技術(shù)支撐

建議成立自治區(qū)、地(州)、縣(市)不同層級(jí)專家指導(dǎo)組,培養(yǎng)保護(hù)性耕作技術(shù)相關(guān)人才,組織技術(shù)人員赴內(nèi)地玉米免耕播種技術(shù)應(yīng)用發(fā)達(dá)省市進(jìn)行交流學(xué)習(xí),全面掌握該技術(shù)專業(yè)知識(shí)和技能,加強(qiáng)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝融合,完善作業(yè)模式,制定技術(shù)規(guī)程。

4.4 擴(kuò)大宣傳

通過(guò)各種新興宣傳途徑和載體,舉辦針對(duì)玉米免耕播種技術(shù)的宣傳活動(dòng),擴(kuò)大對(duì)玉米免耕播種技術(shù)及機(jī)械相關(guān)內(nèi)容的宣傳,通過(guò)知識(shí)講座、技術(shù)培訓(xùn)班等形式加大對(duì)基層農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、農(nóng)機(jī)合作社、農(nóng)機(jī)大戶的宣傳,進(jìn)一步推動(dòng)伊犁州直玉米免耕播種技術(shù)大范圍實(shí)施。

5 結(jié)語(yǔ)

玉米免耕播種技術(shù)相較常規(guī)翻耕種植模式有不可比擬的優(yōu)勢(shì),其技術(shù)要點(diǎn)也較容易學(xué)習(xí)掌握。從應(yīng)用的情況看,初步證明玉米免耕播種技術(shù)在伊犁州直是適用可行的。該技術(shù)的推廣使用對(duì)促進(jìn)伊犁州直農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)建農(nóng)業(yè)強(qiáng)州具有重要意義,因此還需進(jìn)一步加大該技術(shù)在伊犁州直示范推廣的力度。