伊犁州直玉米免耕播種技術的推廣與應用

楊建國,俞 涌,阿不力克木·托合提

(伊犁哈薩克自治州農牧機械化技術推廣總站,新疆 伊犁 835000)

0 引言

玉米免耕播種技術是目前我國推廣最為廣泛、輻射面積最大的保護性耕作技術之一,已在我國大面積推廣應用[1-2]。該技術實施可實現玉米生產節本增效、提質增產的目的,具有良好的經濟效益、社會效益和生態效益。常規玉米機械播種作業都是在土地翻耕作業后進行,固然翻耕作業能除去土壤表面殘茬、疏松耕地土壤,有利于播種,但同時也破壞了對耕地的保護。翻耕后在風蝕、水蝕作用下加劇土壤N、P、K及有機質等流失,削弱土壤保水保肥能力,使土壤慢慢失去生物活性,嚴重影響農作物提質增產[3-4]。

免耕播種技術是實現保護性耕作的有效途徑,是利用免耕播種機實現在前茬作物秸稈與根茬不經處理狀態下,直接在未翻耕的耕地上一次完成苗帶處理、開下種溝、播種播肥、覆土鎮壓等作業的一項技術,長期應用免耕播種技術在生產節本增效、改善土壤環境、提高土壤墑情等方面有明顯作用[5],有效促進農業可持續發展,具有良好的生態效益、經濟效益和社會效益,因此積極應用推廣玉米免耕播種技術十分必要。

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 ℃,全年日照時數達2 600～3 000 h,無霜期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業生產區[6]。伊犁州直農業發展具有一定優勢,是新疆維吾爾自治區重要的糧食生產基地[7]。2022年伊犁州直在伊寧縣喀什鎮、新源縣阿勒馬勒鎮分別開展了滴灌條件下保護性耕作技術暨玉米免耕播種技術的示范推廣工作,兩處示范點面積共計13.33 hm2,初步成效顯著。

1 玉米免耕播種技術優勢分析

1.1 具有良好的經濟效益優勢

與常規方式相比,利用免耕播種技術可直接在未經翻耕的耕地上一次性完成玉米播種、施肥作業,無需進行清理殘留秸稈、犁地、整地等作業工序。免耕播種后玉米株距合格率高,很好滿足農藝要求,節省作業時間及經濟成本。玉米免耕播種使用側深施肥技術,增加了化肥的使用效率,減少10%～20%化肥施用量,進一步降低了玉米生產成本[8]。另外,玉米免耕播種能有效提升玉米成活率和出苗率,根系發達抗倒伏能力強,能汲取到更多的水分和養分,前茬作物秸稈經過化肥和夏季高溫作用分解出玉米生長所需的營養物質,進一步提高玉米產量[9]。

根據2022年示范應用情況,免耕播種模式較常規播種模式對比,降低作業生產成本900 元·hm-2(犁地600元·hm-2,整地300元·hm-2)、產量增加1200 kg·hm-2,增產10%左右。按玉米籽粒2元·kg-1計算,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 改善作物生長環境

玉米免耕播種后土壤表面有殘茬覆蓋能鎖住地表水分,為玉米生根發芽創造有利條件。與常規模式相比玉米根系不能在淺層土壤迅速生長,促進玉米主根不斷向土壤深處延伸,汲取更多營養的同時帶來抗倒伏的增益效果。秸稈經過夏季高溫作用,在土壤中釋放出其含有的有機質,起到培肥地力的作用,更有利于玉米生長。

1.2.2 改善耕地水肥條件

利用玉米免耕播種技術,不僅減少常規耕作時水分蒸發損失,還能增加通過蚯蚓活動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。據相關研究,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,進一步提高了玉米水肥利用率,節約水肥資源。

根據2022年示范應用情況,免耕播種較常規播種玉米在生育期的株高、株直徑、出苗率、根系長度等參數表現上具有明顯優勢。

1.3 社會生態效益明顯

1.3.1 優化土壤結構及耕地質量

采用玉米免耕播種技術,在前茬作物秸稈覆蓋層保護下,能減輕耕地土壤的風蝕(土壤流失)80%、水蝕(水分流失)60%,使土壤環境惡化問題得到有效控制,秸稈覆蓋層降解為土壤需要的養分和有機質,有利于形成肥沃的土壤環境,使耕地土壤慢慢恢復到其自然狀態[11]。還有利于增加耕地中蚯蚓及有益微生物的數量,使耕地逐漸恢復原生狀態。另外,免耕播種能減少機械作業次數,一次性就能完成播種施肥作業,避免常規播種模式需要機械多次下地作業,有效促進土壤恢復團粒結構,提升耕地質量有利于農業生產可持續發展。

1.3.2 促進生態環境保護

免耕播種地塊表面土壤緊實,無常規翻耕播種后農田表層松散的土壤顆粒,在秸稈覆蓋層保護作用下,相較常規播種模式將降低土壤表層空氣流動速度,能有效抑制春天刮風季節裸露農田揚塵,減少農田周邊大范圍粉塵污染,降低沙塵暴等,促進生態環境保護。據相關研究表明,免耕播種比常規翻耕播種模式減少地表0～150 cm范圍內18.4%～21.2%的農田揚塵,有效減輕土肥損失和空氣污染[12]。減緩了土壤原有的有機質、速效鉀、速效氮的流失速度生態效益明顯。

另外,實施玉米免耕播種可減少犁地、整地等農機作業工序,顯著降低柴油消耗,間接實現降低碳排放。對免耕播種技術的研究表明,相比常規翻耕節約能耗23%[13]。免耕播種技術可提高土壤結構穩定性,增加了有機質對土壤的保護,使得土壤碳的存儲量增加。與常規翻耕播種作為對照,免耕播種技術可有效減少CO2、CH4、N2O等氣體的產生。

2 玉米免耕播種技術要點

2.1 做好播前準備工作

2.1.1 耕地準備

選擇土地平整、秸稈覆蓋均勻的地塊,對伊犁州直區域,氣溫穩定在12 ℃以上,耕層5～10 cm土層地溫穩定在10 ℃以上,田間持水量70%時即可搶墑播種。采用免耕播種機一次進地完成開溝、苗帶秸稈清理、播種、施肥、覆土和鎮壓等多項作業,不宜早播謹防倒春寒,一般在4月中下旬播種。由于伊犁州直農作物秸稈絕大部分充當牲畜養殖飼料,作物收獲后進行秸稈收集打包作業,因此基本不存在秸稈覆蓋量過大的情況,為玉米免耕播種作業創造便利條件。

2.1.2 種肥準備

玉米種子對最終是否能達到增產增收的目的起到重要作用,應選用適宜機械化作業,適合伊犁州直氣候、土壤、肥力、水分、積溫等條件的玉米品種。應選用經過加工、包衣玉米種子,種子質量應當滿足凈度≥99%、純度≥98%、發芽率≥95%、水分≤13%。玉米種子宜進行包衣處理,未包衣種子宜采用適宜的殺蟲劑和殺菌劑進行拌種處理,有條件的也可對種子進行磁化處理。玉米免耕播種可同時完成玉米播種、施肥等作業,底肥播在種子下方或側下方8～10 cm處,與種子分層隔開。

2.1.3 機具準備

選擇適應性、可靠性、工作性能均達標的玉米免耕播種機,高效完成玉米播種、施肥、滴灌帶鋪設作業。仔細閱讀玉米免耕播種機使用說明,按照要求對機具技術參數進行調整,保證能滿足農藝要求完成玉米播種。播前要對玉米免耕播種機的各工作部位進行檢查,是否存在損壞缺失等現象,并進行及時整備。檢查如無問題還要進行試作業,觀察運動部件是否有卡滯情況,保證滿足田間作業要求,確保整機運行平穩可靠[14]。

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

2.2 免耕播種作業

2.2.1 播量

玉米播量一般為9.7萬～12.0萬?！m-2,實際應用中免耕玉米播種量為11.7萬粒·hm-2,保苗10.5萬株·hm-2以上,播種單株率>98%,機械破碎率均不超過0.5%,空穴率<1%。

2.2.2 播深

伊犁河谷區域一般條件下玉米播種深度在3～5 cm,播種季節發生干旱的播種深度適當增加1～2 cm,覆土鎮壓均勻緊實,確保種子順利發芽。

2.2.3 株行距

玉米免耕播種機可直接調節行距、株距,本次示范應用采用寬窄行播種,寬行行距60 cm,窄行行距40 cm,播種株距為17 cm。

2.3 病蟲草害防治

2.3.1 化學除草

由于免耕播種模式對土壤擾動較小,雜草種子集中在表層土壤,雜草易較早發生,且不能像翻耕那樣對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。應因地制宜針對種植地塊雜草的種類,選用適宜的除草劑進行苗前、苗后除草。合理配比除草藥劑,攪拌均勻后噴霧機進行噴灑,要注意噴灑時霧滴均勻覆蓋雜草表面,避免漏噴與重噴,在噴藥機具的選擇上也要符合相關安全標準。

本次示范應用中選用了3WPX-600-6型懸掛式噴桿噴霧機進行一次苗后除草作業,后期對局部小面積地塊補充進行一次人工除草作業,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 病蟲害防治

免耕播種技術中對秸稈覆蓋還田,對土壤擾動較小,直接影響作物本身及耕地土壤環境,也對農田生態系統中生物種群造成一定影響,包括地下害蟲、土傳病害菌群,尤其是在殘茬內部生存的害蟲、病毒、細菌,可能導致玉米病蟲害種類增多、危害加重[16]。因此除了要對病蟲害情況進行時時監測、及時處理,還要根據種植區域病蟲害發生特點,合理選擇生物化學防治手段,制定相應預案,以便科學應對病蟲害發生。

3 技術應用推廣中的問題

3.1 基層農機化技術推廣人員不足

農機化新技術的應用推廣最終目的是讓廣大農戶受益,其離不開基層推廣人員。推廣人員素質的高低直接影響著農機化新技術的推廣效果。由于近年來機構改革、事業單位改革等導致單位職能、人員崗位變動較大,客觀上造成基層農機化技術推廣服務組織和推廣人員數量流失嚴重。另一方面,有相當一部分推廣人員“在職不在崗”,名義上還是技術推廣人員但實際上工作內容和推廣工作完全無關。由于推廣服務組織大多是政府機關下屬事業單位,因此造成基層推廣人員崗位變動較為頻繁,加之下沉駐村等影響,進一步造成基層推廣人員緊缺[17]。基層推廣人員年齡斷層情況較為突出。農機化專業知識結構老化,理論與實踐難以良好的結合,對新技術沒有得到系統的學習與掌握,與農機化技術先進地區交流合作較少,項目實施推廣經驗不足,待遇條件有限,難以吸引高素質技術人才,難以形成可持續發展的良好狀態。

3.2 資金投入較小,示范推廣效果有限

2022年伊犁州直開展玉米免耕播技術示范推廣項目,總投入資金20萬元,建立示范點兩個共計13.33 hm2,雖然實施經驗不足但仍取得了良好的效果。為充分驗證該技術在伊犁州直的適應性,還需要進行較大面積的應用,因此需要投入更多資金支持,擴大示范推廣種植面積增強示范推廣效果,擴大影響范圍,為今后大面積在伊犁州直開展玉米免耕播種技術實施做好技術儲備。資金投入小因此項目只能以機械租賃的形式實施,而目前本地市場免耕播種機械保有量較低,相應配件也較少,農忙時節容易檔期沖突,配件不能及時更換,影響播種作業效率。

3.3 農戶對新技術應用積極性不高

玉米免耕播種技術對本地農戶來說還是一項新興技術,由于年齡、生活水平及受教育水平的影響,廣大農戶從思想上沒有完全接受。同時受制于農戶普遍經濟能力較弱,難以承受玉米免耕播種機的一次性投入,農戶購買使用玉米免耕播種機不得不多一層考慮,對玉米免耕播種技術示范推廣有一定影響。

4 建議

4.1 擴大技術應用推廣投入

建議各級政府多渠道積極爭取加大對玉米免耕播種技術推廣項目資金投入,加大對玉米免耕播種技術推廣政策支持力度,加強玉米免耕播種技術示范區建設,擴大玉米免耕種植面積,扶持農機合作社和農機大戶購買先進、適應性強的玉米免耕播種機械。

4.2 建議政府出臺作業補貼政策

由于本地現有免耕播種機型作業速度相對較慢,對配套動力的功率要求較高,作業環境相對惡劣,因此建議出臺免耕作業補貼政策,進一步推動玉米免耕播種技術大范圍應用。

4.3 積極做好技術支撐

建議成立自治區、地(州)、縣(市)不同層級專家指導組,培養保護性耕作技術相關人才,組織技術人員赴內地玉米免耕播種技術應用發達省市進行交流學習,全面掌握該技術專業知識和技能,加強農機、農藝融合,完善作業模式,制定技術規程。

4.4 擴大宣傳

通過各種新興宣傳途徑和載體,舉辦針對玉米免耕播種技術的宣傳活動,擴大對玉米免耕播種技術及機械相關內容的宣傳,通過知識講座、技術培訓班等形式加大對基層農業技術人員、農機合作社、農機大戶的宣傳,進一步推動伊犁州直玉米免耕播種技術大范圍實施。

5 結語

玉米免耕播種技術相較常規翻耕種植模式有不可比擬的優勢,其技術要點也較容易學習掌握。從應用的情況看,初步證明玉米免耕播種技術在伊犁州直是適用可行的。該技術的推廣使用對促進伊犁州直農業高質量發展、創建農業強州具有重要意義,因此還需進一步加大該技術在伊犁州直示范推廣的力度。