黑土地保護性耕作技術應用效果及推廣策略

紀樹巖

(遼寧省義縣農業發展服務中心，遼寧 義縣 121100)

0 引言

黑土地作為重要的自然資源，在我國糧食生產尤其是農業發展中有著舉足輕重的地位。然而長期以來，由于土壤耕作多次反復碾壓，黑土地逐漸變硬變薄，對我國糧食生產和農業發展造成不利影響，加強黑土地保護迫在眉睫。東北黑土地由于長期大規模開墾，土壤肥力和有機質不斷下降，相關研究結果顯示，最初東北黑土地耕層有80 cm，如今已降低至12 cm，耕層有機質以平均每年0.1%的速度下降，同時已經有10%黑土層難以繼續開展相關農業生產活動[1]。研究探討黑土地保護性耕作技術應用效果及其推廣策略具有重要意義。

保護性耕作是一種以農作物秸稈覆蓋還田、免 (少)耕播種為主要內容的現代耕作技術體系，能夠有效減輕風蝕水蝕、增加土壤肥力和抗旱保墑能力，提高農業生態和經濟效益。通過秸稈還田處理，采用高性能免耕播種機械進行播種以確保播種質量，根據土壤情況，進行必要的深松作業，盡可能減少農機具進入田間作業的次數[2]。

義縣地處遼寧省西部，是典型的干旱半干旱氣候，以丘陵地貌為主，水資源匱乏，主要農作物有玉米、花生和高粱等，根據東北黑土地保護性耕作行動計劃的要求，以玉米生產作為保護性耕作推廣應用的重點。2020年，義縣保護性耕作項目實施800 hm2。為促進該項技術的推廣應用，義縣在連續多年推廣保護性耕作技術的聚糧屯、高臺子等鄉鎮建立了5個高標準鄉級示范基地，并開展了3種種植模式的試驗示范對比研究，本文就試驗示范效果進行分析，并指出存在的問題，提出黑土地保護性耕作技術推廣策略。

1 保護性耕作技術模式及配套機具

黑土地保護性耕作重點是推廣應用秸稈覆蓋還田免耕和秸稈覆蓋還田少耕兩種保護性耕作技術類型，根據東北各地區土壤、水分和積溫等實際情況，創新完善推廣適宜本地區的具體技術模式。遼寧省義縣主要示范推廣3種技術模式，即寬窄行免耕播種模式300 hm2、均勻行免耕播種模式300 hm2、苗帶淺旋少耕播種模式200 hm2。

1.1 寬窄行免耕播種模式

秋季玉米收獲的同時秸稈全量粉碎還田，春季利用秸稈歸行處理機進行歸行，形成寬窄行種植模式[3]。窄行(40 cm)作為苗帶、寬行(80 cm)放置秸稈，窄行、寬行隔年交替種植，播種深度3～5 cm，施肥深度8～12 cm。技術流程：機收→秸稈粉碎還田→秸稈歸行→免耕播種施肥→病蟲草害防治。配套機具包括4YZ-5型自走式玉米聯合收獲機、9GLZ型玉米秸稈歸行處理機、2BMZF-2型免耕播種機、1SF-130型苗帶深松施肥機和3WPZ-800型噴桿噴霧機等。

1.2 均勻行免耕播種模式

秋季玉米收獲的同時秸稈全量粉碎還田均勻覆蓋地表，秸稈粉碎長度≤10 cm，合格率>85%，視粉碎情況可二次還田處理，提高播種時機具的通過性能[4]。春季直接采用均勻行免耕播種作業，要求作業行距55 cm，播種深度3～5 cm，施肥深度8～12 cm。技術流程：機收→秸稈粉碎還田→免耕播種施肥→病蟲草害防治。配套機具包括4YZB-5型自走式玉米聯合收獲機、4JH-250型秸稈粉碎還田機、1S-220型深松機、2BMZF-4型免耕播種機和3WPZ-800型噴桿噴霧機等。

1.3 苗帶淺旋少耕播種模式

秋季玉米收獲的同時秸稈全量粉碎還田均勻覆蓋地表，秸稈粉碎長度≤10 cm，合格率>85%，春季播種前苗帶淺旋處理，旋耕深度<10 cm，同時直接進行少耕播種，播種深度3～5 cm，施肥深度8～12 cm[5]。技術流程：機收→秸稈粉碎還田→苗帶淺旋少耕播種→病蟲草害防治。配套機具包括4YZB-5型自走式玉米聯合收獲機、4JH-250型秸稈粉碎還田機、1S-220型深松機、2BMG-4型苗帶旋耕播種機和3WPZ-800型噴桿噴霧機等。

2 應用效果

2.1 土壤容重

作為黑土地土壤質量的重要指標，土壤的松緊度主要通過土壤容重來反映[6]。若土壤容重小，表明土壤結構性能好、疏松多孔；若土壤容重大，表明土壤較為緊實板硬，質量相對較差。保護性耕作技術的應用對土壤容重降低、土壤結構性能改善起到了積極的作用。2020年11月2日，從義縣聚糧屯鄉孟家屯村試驗示范基地應用保護性耕作技術3年以來的觀察田和對照田中分別挖取相同土樣進行土壤容重測定，測定結果如表1所示。從測定結果可以看出，應用保護性耕作技術的觀察田，其土壤容重明顯低于沒有應用保護性耕作技術的對照田。

表1 土壤容重測定結果

2.2 含水量

免耕技術及秸稈覆蓋可以降低土壤蒸發，促使土壤含水量提高，水分得以有效利用[7]。對聚糧屯鄉孟家屯村試驗示范基地的觀察田和對照田進行了土壤含水量測定，其結果如表2所示。從測定結果可以看出，應用保護性耕作技術的觀察田，其土壤含水量明顯高于沒有應用保護性耕作技術的對照田。

表2 土壤含水量測定結果

2.3 土壤風蝕

地表覆蓋秸稈殘茬以后可以降低地表風速，因而能夠有效抵御土壤風蝕[8]。對聚糧屯鄉孟家屯村試驗示范基地的觀察田和對照田進行土壤風蝕測定，測定過程中風蝕時間為6 h，風速7.8～12.0 m/s，測定結果如表3所示。從測定結果可以看出，應用保護性耕作技術的觀察田，其土壤風蝕量明顯低于沒有應用保護性耕作技術的對照田。

表3 土壤風蝕測定結果

2.4 土壤肥力

一方面，應用保護性耕作技術可以改善水土流失情況，控制土壤有機質損失；另一方面，秸稈還田使土壤養分的吸收量得以提高，有效控制養分侵蝕問題，使得揮發、淋洗損失減少，達到土壤養分含量增加、肥力增強的目的[9]。對聚糧屯鄉孟家屯村試驗示范基地的觀察田和對照田進行土壤肥力測定，測定結果如表4所示，可以看出，應用保護性耕作技術的觀察田，其土壤肥力明顯高于沒有應用保護性耕作技術的對照田。

表4 土壤肥力測定結果

2.5 蚯蚓數量

蚯蚓是土壤改良的有益生物，其通過挖掘土壤，使土壤變得疏松，讓水和空氣更容易抵達作物根部，有利于作物的健康生長，部分地區甚至通過大量增加蚯蚓來達到免耕目的[10]。此外，蚯蚓還能夠起到疏散、降解土壤污染物的作用[11]。保護性耕作技術的應用，為蚯蚓提供了更好的生存空間，對聚糧屯鄉孟家屯試驗示范基地的觀察田和對照田進行蚯蚓數量測定，測定結果如表5所示。可以看出，應用保護性耕作技術的觀察田，單位面積蚯蚓數量明顯高于沒有應用保護性耕作技術的對照田。

表5 土壤蚯蚓數量測定結果

2.6 玉米單產

保護性耕作技術的應用有效提升了土壤肥力，玉米增產效果明顯，對聚糧屯鄉孟家屯試驗示范基地的觀察田和對照田進行玉米單產測定，測定結果如表6所示?？梢钥闯?，應用保護性耕作技術的觀察田，其單產明顯高于沒有應用保護性耕作技術的對照田，其中，寬窄行種植模式增產較高，還凸顯了邊壟優勢。目前，義縣已逐步形成高產、高效的多種種植模式保護性耕作技術體系，將水土優勢有效轉化為產量與效益優勢。

表6 玉米產量測定結果

3 存在的問題

3.1 傳統耕作觀念難以改變

受數千年來農耕文化的深刻影響，對于耕作方式，農民形成了非常牢固的思維，不愿意輕易改變。究其原因主要還是大多數地區的農民對于新技術應用接受能力有限，加之部分地區對于保護性耕作技術的宣傳力度不強，許多農戶對于保護性耕作技術的作用及意義缺乏認識或者認識程度不高，沒有看到保護性耕作技術的應用效果。另外，關鍵技術培訓不到位，尤其是針對農機合作服務組織和種糧大戶的培訓嚴重不足；同時受條件、時間等因素的制約，機手未能通過系統培訓提高操作能力，無法達到相關技術標準化作業水平。

3.2 保護性耕作適宜機具缺乏

在實施保護性耕作技術的過程中，要求不動土或少動土，且有秸稈和殘茬覆蓋，這就要求免耕播種機應當具有良好的入土性及通過性，以確保播種、施肥位置的精確性。但是市場上缺乏適宜的保護性耕作機具，可靠耐用且經濟適用的機具相對較少，達標的機具價格較高，一定程度上打擊了農民購機、用機的積極性，部分地區因適宜機具缺乏繼續采用傳統的耕作方式。

4 推廣策略

4.1 強化保護性耕作技術宣傳

強化黑土地保護工作，對于確保我國土地資源、農業生態和糧食安全等方面具有重要意義和作用[6]。應進一步強化保護性耕作技術及保護性耕作效果的宣傳力度，引導農戶不斷提高保護性耕作意識，提高保護黑土地的自覺性。組織各種培訓活動，使更多農戶了解和掌握保護性耕作技術，并在生產中積極應用。如以保護性耕作示范基地建設為抓手，大力宣傳，培育典型，讓周邊農戶看到保護性耕作的實際效果，從而認可、接受并積極應用該技術。

4.2 加強保護性耕作主力培育

保護性耕作技術實施的主力應該是農業(農機)合作組織、家庭農場、種糧大戶和農機大戶等，要加強對他們的培育并樹立典型，從而帶動更多的農戶采用保護性耕作技術。另一方面，保護性耕作技術的推廣應用也能將土地規?；⒓s化生產的效用發揮出來，突出新型經營主體的示范引領作用，引導土地有序規范流轉。

4.3 推進新型技術推廣機制建設

深化農技推廣單位改革，充分調動管理人員、技術人員的工作積極性；鼓勵扶持經營性服務主體建設，支持農民合作社、社會服務機構、家庭農場和涉農企業等參與到保護性耕作技術推廣工作中來；相關科研單位、生產企業發揮各自的優勢，與農技推廣單位和農業主體積極開展交流，遵循保護性耕作的相關要求進行技術研發、設計生產和優化集成等工作，形成各方共同參與的新型保護性耕作技術推廣機制。

4.4 加大政府扶持補貼力度

對保護性耕作技術推廣應用各參與方加大扶持補貼力度，如研發、生產、推廣、培訓、購買和使用等環節，按照一定的標準予以補貼，調動各方的積極性。同時，鼓勵各地區探索多渠道投入機制，為保護性耕作技術推廣提供資金保障，實現可持續發展。

5 結束語

將保護性耕作技術應用到黑土地保護中，對于我國糧食生產和農業發展具有重要的意義和作用。遼寧省義縣實施的3種保護性耕作模式與常規耕作的對比試驗表明，保護性耕作技術在減輕土壤風蝕水蝕、培肥地力和提高農作物產量方面具有明顯的優勢。根據試驗結果，結合當地特點，保護性耕作寬窄行免耕播種模式比較適宜在遼寧省義縣推廣應用，可作為主推的技術模式。同時，分析了保護性耕作技術推廣應用中存在的問題，提出推廣策略。