陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)農(nóng)作物保護性耕作技術(shù)模式

高 鵬 賀美儒

陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)位于陜西省最北部，毛烏素沙漠的東南部邊緣，屬毛烏素沙地向東南移動的最活躍地段。以長城沿線為界，在地貌上可分為南北兩部分，北部風(fēng)沙灘地，屬于溫帶半干旱與栗鈣土草原地帶，地勢較為平坦，沙丘綿延。南部是黃土丘陵溝壑區(qū)，位于陜北黃土高原的北緣，屬于溫帶半干旱半濕潤與黑壚土森林草原帶。地形較為破碎，溝壑縱橫，黃土層較為深厚，結(jié)構(gòu)較為疏松，侵蝕較為嚴重。研究區(qū)行政范圍包括：府谷、神木、榆陽、橫山、靖邊及定邊六縣（區(qū)）,總面積達33972km2，總?cè)丝?89.5 萬人。以上是地形地貌特點。

陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)土地面積非常廣闊，人均占地較大，人均土地面積約2.11hm2；光能與熱能資源較為豐富，日照也非常充足，有較強的光能利用潛能。干旱少雨、降水量小，年平均降水總量只有300mm～500mm，冬季降水僅僅占有全年降水總量不足3%，其中7～9 月降水量占全年降水總量的59%～76%，降水集中，且多以暴雨等形式出現(xiàn)，全年蒸發(fā)量2000mm～2500mm，是降雨量的4～5 倍；一年間最高氣溫達38.4℃，最低氣溫約-29℃，年平均氣溫8.6℃，晝夜溫差較大；多年平均無霜期為155d，氣溫以6 月～8 月這3 個月較高，雨量也較大，雨熱同季，保證農(nóng)作物和林草植物生長需要，但該區(qū)域易出現(xiàn)春旱和春夏連旱；降水及地表徑流空間上分布不均，徑流量差異非常大，大致變化從西南向東北方向逐漸增加，加之蓄水工程較少，徑流調(diào)節(jié)能力低下。該區(qū)的地形較為平緩，土質(zhì)也較為松散，不過透水性能較好，降水易于下滲匯集，因此地下水資源很豐富。但該區(qū)域風(fēng)蝕沙化很嚴重，大風(fēng)與干旱、暴雨霜凍等自然災(zāi)害時常發(fā)生，農(nóng)業(yè)、牧業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展面對巨大壓力。以上是自然環(huán)境特點。

一、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

該區(qū)域的糧食主要作物為春玉米，它是(包括谷子、糜子及大豆與馬鈴薯等) 當(dāng)?shù)刂饕N植的糧食作物里的單位面積產(chǎn)量最高的作物，與此同時還是陜西省的肉羊、雜糧及紅棗與馬鈴薯的主要產(chǎn)區(qū)。陜北每年種植玉米約為4588hm2，其占糧食作物總面積的1/4，但是產(chǎn)量占總產(chǎn)量的36%，所以玉米產(chǎn)量是否豐收,對陜北糧食的總產(chǎn)量有直接關(guān)系。該區(qū)域的草地面積約為141.74hm2，是以原始天然草地為主，草質(zhì)的質(zhì)量屬于中低產(chǎn)。由于管理粗放，加之長期的過度放牧，導(dǎo)致草場地力逐漸下降，牧草產(chǎn)量越來越少，草場出現(xiàn)嚴重退化，沒有形成以牧促農(nóng)、以農(nóng)帶牧的可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢，反而表現(xiàn)為惡性發(fā)展、相互制約，農(nóng)牧業(yè)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的問題凸顯。

二、技術(shù)模式

本區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)都比較發(fā)達，目前面臨的最主要問題就是長期受干旱、大風(fēng)等氣候的影響，使土壤風(fēng)蝕和荒漠化非常嚴重，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。本區(qū)域的保護性耕作主要技術(shù)需求如下：通過留根茬，提高作物根系對裸露地表的覆蓋面、減少水蝕、風(fēng)蝕，達到抑制起沙揚塵、最后遏制土壤沙化不斷擴大；通過根茬覆蓋還田，以增強農(nóng)田蓄水的保墑能力且培肥地力，有效減緩由于少雨而常年干旱的影響，提高農(nóng)田土壤的產(chǎn)出率。創(chuàng)新模式：通過創(chuàng)新馬鈴薯玉米輪作模式和馬鈴薯玉米冬小麥輪作模式，實現(xiàn)地表四季有覆蓋，有效遏制土地沙化。

1、區(qū)域主推技術(shù)模式

（1）留高茬覆蓋免（少）耕播種技術(shù)模式

技術(shù)路線：玉米在收獲后需留根茬－冬季的休閑期－玉米要免（少）耕播種－作業(yè)間的管理－收獲。

該模式利用秸稈高留茬進行覆蓋還田，有效控制冬春季北方大風(fēng)對土壤的侵蝕并增加土壤有機質(zhì)，采用免（少）耕播種避免并減少對土壤的干擾，保障播種時土壤的墑情。其主要技術(shù)要點是：前茬收獲時留根茬30cm 以上，休閑越冬，第二年春播前噴施封閉式除草劑，采用免耕施肥播種機在前茬行間播種或帶狀旋耕施肥播種機少耕播種，生長期根據(jù)需要進行病蟲草害防治和人工灌溉。

（2）高留茬覆蓋淺旋播種技術(shù)模式

技術(shù)路線：玉米收獲后留根茬－冬季休閑期－淺旋（少耕）播種－作業(yè)間管理－收獲。

該模式適用于播前使用農(nóng)家肥的地區(qū)。利用秸稈高留茬進行覆蓋還田，有效控制冬春季大風(fēng)對土壤的侵蝕并增加土壤中有機質(zhì)的含量，采用淺施整地使農(nóng)家肥和土壤得到充分的混合并加速根茬的腐化。其主要技術(shù)要點為：前茬收獲時留根茬30cm 以上，休閑越冬，第二年春播前約15 天撒施農(nóng)家肥，采用旋耕施淺旋整地，要求淺施深度不得大于10cm，之后進行少耕播種，生長期間根據(jù)需要進行病蟲草害防治和人工灌溉。

2、創(chuàng)新技術(shù)模式

（1）馬鈴薯玉米輪作模式

技術(shù)路線：玉米收獲后－秸稈粉碎還田－淺耙（旋）鎮(zhèn)壓－冬季休閑期－來年免耕播種馬鈴薯－作業(yè)間管理－馬鈴薯收獲秸稈還田－冬季休閑期－來年免耕播種玉米。

該模式通過秸稈全量粉碎覆蓋，有效改善了土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，解決了水土流失和干旱給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重的威脅，使農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害風(fēng)沙能力得到加強，對抑制沙塵天氣將起到積極作用；采用免（少）耕播種保障播種時土壤墑情，提高出苗率實現(xiàn)糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)有效。其主要技術(shù)要點是：玉米收獲后，可用秸稈還田機進行粉碎秸稈且要均勻覆蓋地表，冬前淺旋或淺耙鎮(zhèn)壓，保證秸稈與土壤能夠部分混合，淺旋深度小于10cm，第二年播種作業(yè)前噴灑封閉型除草劑，采用免（少）耕施肥播種機直接播種馬鈴薯，并適時進行作物田間管理，馬鈴薯收獲后秸稈淺耙鎮(zhèn)壓，第三年免耕播種玉米前噴灑封閉型除草劑。

（2）馬鈴薯玉米冬小麥輪作模式

技術(shù)路線：馬鈴薯機械化收獲－直播冬小麥休閑－第二年機械化免耕春玉米－作業(yè)間管理－機械化收獲玉米－秸稈粉碎還田－淺耙鎮(zhèn)壓－冬休閑－來年馬鈴薯機械化播種－作業(yè)間管理－玉米機械化收獲。

該模式通過在秋季聯(lián)合收割機收割時，將所有秸稈粉碎還田。這樣相當(dāng)于給農(nóng)田鋪上了一層厚厚的“棉被”，土壤就不會直接裸露在外面，無論狂風(fēng)如何肆虐，都很難吹起沙塵。同時，還能阻擋吸走寶貴的水分，保持墑情。來年春季，直接在玉米地里實行機械化起壟種植馬鈴薯，秋季馬鈴薯收獲時，通過機械化殺秧，將馬鈴薯及時收獲，然后直播冬小麥，冬季小麥當(dāng)草用，杜絕耕地裸露。第二年春季，在小麥行間免耕播種春玉米，在玉米出苗4～5 片時，機械噴灑一種除草劑，將小麥殺死。小麥不僅起到了冬季防風(fēng)固沙的作用，還能在玉米播種后很好地保護玉米幼苗生長，防止幼苗燒死，保證出苗率，更能作為有機肥使用。

三、關(guān)鍵技術(shù)

1、留高茬模式技術(shù)

（1）留茬處理

把玉米秸稈留茬高度控制在30cm 左右。

（2）表土作業(yè)

要結(jié)合當(dāng)?shù)厝罕姷氖┺r(nóng)家肥習(xí)慣，在播種前撒施農(nóng)家肥之后，需要及時進行機械淺旋（旋深≤10cm），盡可能攪拌入土，這樣可進一步防止土壤與養(yǎng)分的流失，并能使土壤有機質(zhì)得到有效增加。

（3）免（少）耕施肥播種作業(yè)

旋耕作業(yè)深度8～10cm，施肥深度6～8cm，播種深度4～6cm，玉米種子品種為陜單911，春魚1 號，登海9 號，種子純度為97%以上，發(fā)芽率也在90%以上，作業(yè)后的地表覆蓋率不低于30%。

（4）化學(xué)除草

播前對所用種子進行藥劑拌種處理或浸種處理，穴播播種后的2～3 天內(nèi)，等待地表潮濕可用機動噴霧器進行噴灑封閉型除草劑；田間有2 葉齡草長出的時候，進行噴灑封殺結(jié)合型除草劑。在噴灑除草劑時，藥劑要攪拌均勻且要噴灑均勻、重噴漏噴率≤5%。

（5）田間管理

從播種到收獲期間按時邀請農(nóng)藝、水利、土肥等專家，對土壤水分、養(yǎng)分、肥力、出苗情況及病蟲害情況及時取樣化驗，做出監(jiān)測報告，科學(xué)制定處理方案。主要是控制雜草和防治病蟲害,對整個作物生長過程中進行觀測, 發(fā)現(xiàn)問題及時采取相應(yīng)措施處理，并詳細記錄處理過程、處理時間和處理辦法。

①雜草種類及防治措施。雜草在靖邊縣項目區(qū)主要有藜、狗尾草和打碗花等，采用化學(xué)除草措施為：用41%玉農(nóng)思兌水90～100L/畝，采用機動噴霧器進行噴灑防治。

②病蟲害種類及防治。在靖邊縣項目區(qū)主要病蟲害有大、小斑病、瘤黑粉，以及花葉黃斑葉甲、玉米螟與蚜蟲。其中瘤黑粉需采用菌毒清600 倍噴灑進行防治，其用藥量為200g/畝，兌水100～200L/畝；大、小斑病可選800～1000 倍的甲基托布津噴灑進行防治，其用藥量約為100g/畝，可兌水80～100L/畝；花葉病可選用800 倍的病毒A 噴灑進行防治，其用藥量約為100g/畝，可兌水80L/畝；黃斑葉甲與玉米螟，主要選用辛硫磷或氯氰菊酯800～1500 倍進行防治，其用藥量約為200g/畝，可兌水160～300L/畝；最后蚜蟲可選用100 倍的蚜虱凈噴灑進行防治，有不錯的效果。

2、玉米馬鈴薯輪作模式技術(shù)

（1）玉米機械化收獲后秸稈全量粉碎還田

采用動力耙，將玉米高茬進行粉碎還田。

（2）馬鈴薯播種

采用德國格力莫公司的四行馬鈴薯播種機進行播種。

（3）田間管理

按照作業(yè)環(huán)節(jié)，及時進行中耕培土、機械化噴灑農(nóng)藥，保證馬鈴薯健康生長。

（4）馬鈴薯機械化收獲

采用德國格力莫公司1700 型馬鈴薯收獲機，在9 月下旬開始機械化收獲。

（5）直播冬小麥

在馬鈴薯收獲后，于10 月上旬，采用24 行小麥免耕播種機及時免耕播種，保證冬小麥在冬休期前生長，確保地表覆蓋率，防風(fēng)固沙。

（6）免耕播種春玉米

采用阿瑪松公司的四行玉米免耕播種機，播種春玉米，行距60cm，株距25cm，施肥深度8～10cm，種植深度7cm，播種量4446 粒/畝。玉米種子品種為先玉696、鄭單958、陜單609、先玉32D22，種子純度95%以上，發(fā)芽率在95%以上，作業(yè)后地表覆蓋率不低于30%。

（7）田間管理

按照田間管理環(huán)節(jié)，按時除草、打藥，并邀請專業(yè)的技術(shù)人員對土壤含養(yǎng)分、肥力、含水量、出苗情況以及病蟲害情況及時進行查看指導(dǎo)，科學(xué)制定處理方案。發(fā)現(xiàn)問題要及時采取相應(yīng)措施處理，并要詳細做好記錄，包括處理時間、處理過程和處理辦法。

①靖邊縣項目區(qū)雜草種類及防治措施。在靖邊縣項目區(qū)雜草主要有狗尾草和藜等，可用48%玉草靈、42%玉草凈200g/畝，兌水90～100L/畝，采用機動噴霧器進行噴灑防治。

②病蟲害種類及防治。在靖邊縣項目區(qū)主要病蟲害有瘤黑粉、大、小斑病、黃斑葉甲、蚜蟲和玉米螟。瘤黑粉可選用15%粉銹寧進行拌種，用量為種子量的0.4%；在玉米抽雄前，要噴50%的多菌靈或50%福美雙，進行防治1 次；大、小斑病采用800～1000 倍的甲基托布津噴灑防治，其用藥量為100g/畝，兌水80～100L/畝；黃斑葉甲和玉米螟主要采用蘇云金桿菌顆粒劑或辛硫磷或氯氰菊酯800～1500 倍防治，其用藥量分別為700g/畝、200g/畝，兌水150～300L/畝；蚜蟲選用玉米種子重量0.1%的10%吡蟲啉可濕粉劑浸拌種，后用50%氧化樂果乳油800 倍液或50%抗蚜威可濕性粉劑3000 倍液進行噴灑防治。

四、玉米馬鈴薯冬小麥輪作模式下農(nóng)田效應(yīng)分析

1、經(jīng)濟效益分析

通過2019～2021 年期間，靖邊縣創(chuàng)新出新的保護性耕作模式－玉米馬鈴薯冬小麥輪作模式，三年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，玉米平均畝產(chǎn)601kg/畝，較傳統(tǒng)種植模式增產(chǎn)33kg/畝，按2.2 元/kg 價格計算，可增收72.6 元。在創(chuàng)新模式下，減少作業(yè)2～3 次，節(jié)省支出50 元，合計節(jié)支增收122.6 元/畝。同時較大程度降低農(nóng)民的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，有效緩解農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)性短缺壓力，以推動農(nóng)村勞動力向二三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，促使農(nóng)民年收入提高25%～30%。

2、土壤水分測定

對耕作不同模式下的0～80cm 土層土壤含水率進行測定，創(chuàng)新模式與傳統(tǒng)模式的土壤平均含水率，分別為16.8 和15.7，由測定結(jié)果可以看出，而傳統(tǒng)耕作模式和創(chuàng)新耕作模式的土壤平均含水率的表層有較大的差異，在0～40cm 土層中，創(chuàng)新土壤含水量明顯高于傳統(tǒng)模式，隨著深度的增加差異逐漸減小。從整體上講，傳統(tǒng)耕作模式的土壤含水率均低于保護性耕作模式,說明創(chuàng)新耕作模式具有良好的保水、保墑能力。

3、土壤風(fēng)蝕量測定

在不同模式下對土壤風(fēng)蝕量進行了測驗，集沙儀測出了各高度層處的總集沙量。風(fēng)蝕集沙量距地表越高，量在逐漸的減少，在測試期間，傳統(tǒng)耕作模式下的集沙總量約為171.7g，而創(chuàng)新耕作模式下的集沙總量約為84.8g，明顯看出創(chuàng)新型耕作模式下的地表風(fēng)蝕量少于傳統(tǒng)耕作的50.6%。這是由于創(chuàng)新模式實現(xiàn)地表四季有覆蓋，冬季地表有冬小麥覆蓋；其二是耕作采用免耕或少耕技術(shù)，避免了對土壤結(jié)構(gòu)的破壞，故很好的起到了在防風(fēng)固沙上起到較好的作用。

4、土壤養(yǎng)分測定

在不同模式下對土壤養(yǎng)分含量進行測試，三年內(nèi)不同養(yǎng)分的平均測試結(jié)果為：傳統(tǒng)模式有機質(zhì)9.7g/kg、速效氮38mg/kg、速效磷10mg/kg、速效鉀87mg/kg、pH 值為8.3；創(chuàng)新模式有機質(zhì)13.3g/kg、速效氮47mg/kg、速效磷17mg/kg、速效鉀95mg/kg、pH值為8.1。由測試結(jié)果可以看出，創(chuàng)新耕作模式的各類養(yǎng)分含量均高于傳統(tǒng)耕作模式。這是由于秸稈粉碎還田和冬小麥的綠肥壓青，使得土壤中有機質(zhì)含量大幅增加。

綜上所述，本文主要介紹了陜北長城沿線風(fēng)沙地區(qū)保護性耕作模式的不同模式，同時測定結(jié)果，可以證明保護性耕作技術(shù)模式，在保土、保墑、保肥以及省工、省力、省能，還有增產(chǎn)、增效及增收上都有著較為顯著的效果，與此同時，對生態(tài)環(huán)境和抑制揚風(fēng)揚沙等方面的改善也同樣有著不可忽視的重要作用。