遼西北地區(qū)保護性耕作關(guān)鍵技術(shù)試驗研究

崔昕

摘要：針對遼西北地區(qū)壟作栽培模式，結(jié)合保護性耕作技術(shù)要求，通過幾年的試驗研究，探索出適合遼寧壟作區(qū)特別是遼西北地區(qū)的保護性耕作技術(shù)模式，為遼寧大面積實施保護性耕作提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)、設(shè)備保證。

關(guān)鍵詞：保護性耕作；技術(shù)模式；少耕覆蓋；免耕播種機

中圖分類號：S34 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2015）04-0007-04

遼寧及東北地區(qū)的玉米種植模式是一年一作壟作。壟作會給保護性耕作的核心技術(shù)——免耕播種的實施帶來極大的困難，如原壟免耕播種時機具容易掉壟、側(cè)深施肥開溝深度不易保證及覆土不均勻等。為此，借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗，結(jié)合東北農(nóng)村的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，在滿足遼西北地區(qū)旱作農(nóng)業(yè)農(nóng)藝要求的基礎(chǔ)上，為當(dāng)?shù)氐膲抛鞅Ｗo性耕作配套合適的免耕播種機，探索、總結(jié)適合當(dāng)?shù)氐谋Ｗo性耕作技術(shù)模式。

1 遼西北地區(qū)保護性耕作技術(shù)模式試驗

1.1 遼西北地區(qū)自然情況

遼西北地區(qū)包括阜新、朝陽、鐵嶺3個地級市，沈陽市康平縣、法庫縣，錦州市義縣、北鎮(zhèn)市、黑山縣，以及葫蘆島市建昌縣，共有28個縣（市、區(qū)），404個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)屬溫帶季風(fēng)大陸性氣候區(qū)，年平均氣溫7～8 ℃，10 ℃以上積溫為2 900～3 400 ℃，無霜期為135～165 d，5—9月份日照時數(shù)為1 200～1 300 h，全區(qū)土地面積約為5.8萬km2，耕地面積約為197.1萬hm2，玉米是該區(qū)主要農(nóng)作物。遼西北地區(qū)土地和光熱資源十分豐富，年降水量為300～700 mm，區(qū)域內(nèi)年降水量的總分布趨勢為從東部到西部逐漸遞減，鐵嶺地區(qū)年降水量為700 mm，東部的康平、法庫年降水量為450～500 mm，中部的阜新周邊地區(qū)為350～500 mm，而西部的朝陽地區(qū)僅為300～400 mm。

1.2 試驗內(nèi)容及技術(shù)路線

遼寧省農(nóng)機推廣站與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、遼寧省農(nóng)科院等部門的有關(guān)專家，深入示范區(qū)進行調(diào)查研究，在認真研究遼西北壟作區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點、種植方式及種植習(xí)慣的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)外保護性耕作的成功經(jīng)驗，利用秸稈殘茬處理技術(shù)、少（免）耕播種施肥技術(shù)、深松機技術(shù)和雜草及病蟲害控制技術(shù)，對遼西北地區(qū)及東北旱作農(nóng)業(yè)的主要作物——玉米進行多種技術(shù)模式的保護性耕作試驗，并分析各種模式對土壤溫度、含水率、理化性狀、肥力、糧食產(chǎn)量的影響及經(jīng)濟效益等。

試驗耕作模式技術(shù)路線：1） 碎稈少耕覆蓋技術(shù)模式。玉米收獲—秸稈粉碎還田—春季苗帶破茬播種（破茬深度5～7 cm）—藥劑或人工除草—壟作（人工除草的需中耕一次）。2） 整稈少耕覆蓋技術(shù)模式。玉米成熟人工收穗—立稈越冬—春季秸稈處理（用直刀滅茬機或圓盤耙）—免耕播種深施肥（或處理秸稈、播種聯(lián)合作業(yè)）—藥劑或人工除草—壟作（人工除草的需中耕一次）。3） 傳統(tǒng)壟作模式。玉米成熟人工收穗—拉運秸稈—春季滅茬起壟—播種施肥—藥劑或人工除草—中耕一次。

1.3 試驗設(shè)計與方法

針對遼西北區(qū)域的氣候特點，選取具有代表性的阜蒙縣，于2007—2009年連續(xù)3 a開展了保護性耕作關(guān)鍵技術(shù)集成研究。試驗以當(dāng)?shù)刂髟宰魑镉衩祝ㄨF研24）為研究對象，采取大區(qū)處理，設(shè)整稈少耕覆蓋、碎稈少耕覆蓋和常規(guī)種植（對照）3個處理。調(diào)查土壤水分、土壤肥力、風(fēng)蝕、玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量情況。試驗區(qū)基本理化性狀見表1。

2 遼西北地區(qū)保護性耕作技術(shù)模式應(yīng)用效果

2.1 保護性耕作對土壤水分的影響

2007—2009年連續(xù)3 a保護性耕作和常規(guī)種植模式的土壤水分變化情況如圖1所示。

由圖1可以看出：采用保護性耕作處理的土壤水分含量明顯高于常規(guī)種植，而且有逐年增加的趨勢，在2009年遼西北地區(qū)遭受特大旱災(zāi)的情況下，保護性耕作處理的土壤含水量依然表現(xiàn)很穩(wěn)定。保護性耕作處理中以碎稈少耕覆蓋處理效果最好，2007年作物生育不同關(guān)鍵期土壤含水量分別為10.01%，12.51%和14.85%，比常規(guī)種植（CK）高出8.33%，32.52%和20.25%；2008年分別為10.501%，12.87%和14.75%，比常規(guī)種植（CK）高出17.42%，36.33%和19.43%；2009年分別為10.12%，11.52%和13.51%，比常規(guī)種植（CK）高出9.52%，22.03%和9.39%?？梢?，保護性耕作技術(shù)在遼西北地區(qū)具有很好的保墑作用，其中以碎稈少耕覆蓋處理的效果最好。

2.2 保護性耕作對出苗率的影響

保苗一直是遼西北地區(qū)玉米種植的重點，2007—2009年連續(xù)3 a保護性耕作和常規(guī)種植模式的玉米出苗率情況見表2。

由表2可以看出：保護性耕作處理的玉米出苗率與常規(guī)種植相比均有提高。其中碎稈少耕覆蓋的出苗率最好，在2007—2009年分別為91.6%，91.8%和93.6%，較常規(guī)種植提高了7.0%，5.0%和9.0%，提高幅度較大。可見，保護性耕作技術(shù)對遼西北地區(qū)玉米的保苗作用顯著，其中以碎稈少耕覆蓋效果最好。

2.3 保護性耕作對土壤肥力的影響

保護性耕作的另一個重要作用是提高土壤有機質(zhì)及微量元素含量，培肥地力。2007—2009年連續(xù)3 a保護性耕作和常規(guī)種植模式土壤肥力情況見表3。

由表3可以看出：保護性耕作與常規(guī)種植相比明顯提高了土壤的有機質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量。其中以碎稈少耕覆蓋效果最好，2007—2009年土壤機質(zhì)含量分別為1.54%，1.58%和1.59%，比對照提高了10.00%，12.86%和13.57%；速效氮含量分別為134.35，178.35和178.02 mg/kg，比對照提高了9.47%，158.40%和158.00%；速效磷含量分別為12.67，12.92和13.40 mg/kg，比對照提高了23.01%，25.44%和30.10%；速效鉀含量分別為69.47，68.77和72.43 mg/kg，比對照提高了53.15%，51.61%和59.68%?？梢姡Ｗo性耕作對遼西北地區(qū)土壤肥力增強作用顯著。

2.4 保護性耕作對風(fēng)蝕的影響

保護性耕作對降低風(fēng)蝕作用顯著。采用BSNE采樣器觀測保護性耕作（碎稈少耕覆蓋）和傳統(tǒng)耕作條件下的農(nóng)田土壤風(fēng)蝕情況，結(jié)果見表4。

由表4可以看出：在風(fēng)蝕過程中，土壤顆粒主要集中在近地表層運動，懸浮在空氣中的土壤顆粒隨著高度的增加逐漸減少，且與高度之間符合冪函數(shù)關(guān)系；風(fēng)蝕土壤顆粒粒度組成隨高度增加，砂粒級顆粒含量減少，而粉砂及粘土含量增加；保護性耕作比傳統(tǒng)翻耕減少風(fēng)蝕量31.8%～87.1%，保護性耕作可明顯地減少農(nóng)田土壤損失。因此，保護性耕作技術(shù)對遼西北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有顯著的保護作用。

2.5 保護性耕作對玉米產(chǎn)量的影響

保護性耕作不僅可以提高土壤含水量、土壤養(yǎng)分含量，增加出苗率，降低土壤風(fēng)蝕，還可以明顯增加作物產(chǎn)量。2007—2009年連續(xù)3 a保護性耕作和常規(guī)種植模式的玉米產(chǎn)量情況見圖2。

由圖2可以看出：2007年整稈少耕覆蓋、碎稈少耕覆蓋的玉米產(chǎn)量分別為8 550和8 700 kg/hm2，比常規(guī)種植對照（CK）7 800 kg/hm2增產(chǎn)9.6%和11.5%；2008年整稈少耕覆蓋、碎稈少耕覆蓋的產(chǎn)量分別為9 150和9 968 kg/hm2，比對照（CK）8 800

kg/hm2增產(chǎn)3.9%和13.3%。2009年整稈少耕覆蓋、碎稈少耕覆蓋的產(chǎn)量分別為7 200和7 800 kg/hm2，比對照（CK）6 800 kg/hm2增產(chǎn)5.9%和14.7%。3 a來保護性耕作比常規(guī)種植均表現(xiàn)為增產(chǎn)，特別是在2009年遼西北地區(qū)遭受罕見的特大干旱的極端氣候條件下，保護性耕作發(fā)揮了極大的作用?？梢?，在遼西北地區(qū)推行保護性耕作尤其是碎稈少耕覆蓋技術(shù)，具有重要意義。

3 結(jié)論

遼寧省在國內(nèi)首次實施壟作保護性耕作，通過多年的試驗研究和應(yīng)用實踐，創(chuàng)新并形成了碎稈少耕覆蓋技術(shù)模式、整稈少耕覆蓋技術(shù)模式這2種壟作保護性耕作技術(shù)體系。其中，碎稈少耕覆蓋是較為適宜遼西北地區(qū)的玉米保護性耕作技術(shù)，其優(yōu)勢為：將全部玉米秸稈粉碎還田覆蓋，保水、保土效果良好；耙地或淺旋作業(yè)能使粉碎后的秸稈與土壤混合，減少冬、春季大風(fēng)刮走秸稈和集堆；配合深松（非必要作業(yè)），能打破原有犁底層，有利于雪水入滲和作物根系下扎；還田秸稈量大，土壤肥力和結(jié)構(gòu)改善快。

Abstract： According to the ridge cultivation mode in the northwest of Liaoning， through many years tests and researches， it combined the technology requests of conservation tillage to discuss the technique mode of conservation tillage which is suitable for the ridge area in Liaoning， specially for the northwest area of Liaoning， in order to provide a scientific reference and a technique and equipment guarantee for the implementation of conservation tillage in large area in Liaoning.

Key words： conservation tillage； technique mode； reduced tillage covering； no-till seeder