高标准保护性耕作应用效益分析

尹 飞

（凌源市农业综合行政执法队，辽宁 凌源 122500）

辽宁省现代农业生产基地建设工程中心和中国科学院沈阳应用生态研究所具有多年保护性耕作技术试验研究、示范推广工作经验，科研、推广实力雄厚，而凌源市小城子镇兴发农机专业合作社具有相应的实践经验，可充分发挥各自优势为高质量完成基地工作提供了有力保障。

1 基本情况

凌源市小城子镇兴发农机专业合作社拥有保护性耕作机具 128台，其中大中型拖拉机36台，免耕播种机10台，深松机28台，秸秆归行机2台，条耕机25台，秸秆粉碎机 3台。基地总面积69.47hm2，位于凌源市小城子镇杨大营子村三组、小城子村二组，播种前地表玉米秸秆覆盖量430 kg/667 m2、覆盖率80%，今春免耕播种前采用偏柱式全方位深松机进行深松作业。

2 试验设计

辽宁省现代农业生产基地建设工程中心和中国科学院沈阳应用生态研究所基地提供技术支撑服务。两单位都具有多年保护性耕作技术试验研究、示范推广工作经验，科研、推广实力雄厚，可充分发挥各自优势为高质量完成基地工作提供了有力保障。为做好工作，特开展了以下工作：

2.1 制定技术支撑工作方案

课题组制定技术支撑工作方案，明确任务和分工，第一时间与项目实施单位进行对接，深入现场查看基地土质条件以及作业机具状况，并与项目建设单位签订《县级高标准保护性耕作基地建设技术服务与合作协议书》，进一步明确责任和义务。针对上年数据监测缺乏统一标准情况，2021年制定了《保护性耕作监测指标体系》，规定了监测指标项目范围、统一了数据监测方法。

2.2 确定技术模式和机具配套方案

在课题组与建设单位共同商定的基础上，划定试验示范地块分别制定作业方案、机具配套方案、模式试验方案，确定在试验基地实施以下2种技术模式与传统耕作模式（CK）对比试验。

2.2.1 技术模式Ⅰ

均匀行免耕播种（60 cm）平均行距60 cm，株距27 cm，品种强盛199，施肥10 kg/667 m2，口肥玉米专用肥 50 kg/667 m2，垄距60 cm、播种量4115株/667 m2，播种时间为2020年4月24-26日。

2.2.2 技术模式Ⅱ

宽窄行免耕播种（大小行40∶80 cm）平均行距60 cm。株距27 cm，品种强盛199，施肥10 kg/667 m2，口肥玉米专用肥 50 kg/667 m2，垄距60 cm、播种量4115株/667 m2，播种时间为2020年4月24-26日。

2.2.3 传统耕作（CK）

平均行距60 cm，株距27 cm，品种强盛199，施肥10 kg/667 m2，口肥玉米专用肥 50 kg/667 m2，垄距60 cm、播种量4115株/667 m2，播种时间为2020年4月24-26日。

主推技术模式（主要作业模式）：秸秆集行宽窄行免耕播种模式（40∶80 cm）

3种对比试验模式：秸秆集行宽窄行免耕播种模式、条旋免耕播种模式、均匀行常规种植模式（CK）。采用保护性耕作机具：2行免耕播种机1台、条耕机1台、前置集行机1台。

2.2.4 深入现场进行技术试验、指导和培训

课题组2021年深入田间地头开展工作共计20多人次，完成了技术指导、技术培训、数据查测等工作，召开春秋季2次现场会，培训乡镇农业技术骨干及驾驶人员246人次。

春季作业免耕播种是保护性耕作关键环节，课题组人员克服了春季风尘大等困难，按照预订方案布置试验、指导作业。玉米生长中后期，邀请省植保部门专家进行病虫害防治技术指导。按《监测指标体系》要求，针对不同模式对作物生长和产量进行数据查测，同时对不同模式投入产出进行了调研。针对农民对保护性耕作技术认识不高、技术知识了解不多的情况，课题组发挥基地示范引领的功能、采取多种形式开展技术培训等宣传活动。在播种期、结合田间作业和玉米长势对建设单位技术人员、周边农户及基层技术人员进行实地培训，现场讲解模式要点、注意事项、机具调整使用方法等，培训人数120多人。

3 田间试验情况

通过一年的工作，技术模式得到进一步提升，建设单位及周边农户对保护性耕作技术有了更多了解和掌握；实施单位取得了降低生产成本、增加粮食产量的效果，科技人员得到实际锻炼，工作能力有所提高。但也必需看到，受疫情影响，不能技术人员不能出差，亲临现场做技术检测和指导，玉米在授粉期数据无法采集，但苗期和收获期数据正常采集，对生长期监测影响不大。需进一步加大技术培训和宣传工作力度，制定计划、分层次开展培训，让更多农户了解、掌握和应用这项技术。

3.1 技术实施内容

按农业农村厅发《实施方案》要求，开展技术模式试验及数据监测工作。凌源市小城子镇县级高标准黑土地保护性耕作应用基地模式包括：主推模式1种、试验模式3种与传统耕作模式进行对比试验示范。查测数据包括土壤主要理化指标、作物生态指标、经济指标等。推作业模式为：秸秆集行宽窄行免耕播种。

3.2 不同模式对比试验

3.2.1 试验设计及田间布置

处理Ⅰ、处理Ⅱ及处理CK平均垄距60 cm，宽度均为10垄；共计面积5.33 hm2。

3.2.2 工艺路线、技术要点

播种前将秋季机械收获后覆盖地表的秸秆进行秸秆粉碎还田处理，均匀抛洒地表，进行夹带滴灌带的免耕播种作业，还田粉碎后的秸秆长度不超过10 cm，种植垄距60 cm。采用德邦大为2BMG-2高性能免耕机作业。作业前按《说明书》要求，根据预定的种植密度、施肥量、播种施肥深度等指标对播种机进行全面检查调整，并进行试作业。

3.2.3 处理Ⅱ

宽窄行免耕播种（40∶80 cm）大小垄秸秆集行宽窄行免耕播种模式。地表秸秆前进行后播种，确保40 cm播种带无秸秆。宽窄行种植40 cm/80 cm，40 cm播种带机械铺设滴灌带（可以免耕播种机自带铺设滴灌带装置），采用德邦大为2BMG-2高性能免耕机作业，拖拉机前置集行机同时作业。按《说明书》要求，根据预定的种植密度、施肥量、播种施肥深度等指标对播种机进行全面检查调整，并进行试作业。

3.2.4 技术要点

秸秆打包离田包括搂条、打包、装车、运输四项作业，采用联合整地机一次完成灭茬旋耕起垄作业。于2021年10月22日在凌源市小城市镇杨大营子村由刘华等4人对不同种植模式玉米产量做了检测（表1）。

表1 不同种植模式玉米产量对比

4 结果及讨论

4.1 苗期

4.1.1 出苗率

常规作业出苗率低于2种保护性耕作模式，这是由于2021年4月下旬-5月上旬春旱传统耕作旋耕整地后失墒严重，和播种时地表条件有关，有秸秆覆盖地块减少水分蒸发，保水效果好。2种保护性耕作模式出苗率都在93%以上，传统耕作苗率约在86.8%。

4.1.2 株高

常规作业由于失墒严重，比秸秆覆盖地表条件的地块晚出苗5～7 d。出苗后秸秆覆盖地块地温略低于常规作业模式地块，玉米苗在10片叶前处于劣势，但中后期生长迅速，而且根系较发达。

4.2 产量

传统耕作产量886.1 kg/667 m2，条耕和归行2种技术模式产量都在1000 kg/667 m2以上，分别高于传统耕作产量239 kg，其高产原因是辽西地区雨水较充沛，保护性耕作免耕播种地块抗倒伏效果明显，上一年秸秆腐烂后土壤腐殖质的作用，可以认为保护性耕作有明显的增产效果（第2年效果逐渐显现）。

4.2.1 机组进地作业次数分析

比较不同模式的机组进地作业次数，M1均匀行（60 cm）5次，M2宽窄行（40∶80 cm）5次，M4常规（60 cm）10次。机组进地作业次数由少到多的顺序为：免耕模式5次＜常规作业10次。3种保护性耕作模式机组进地作业次数明显少于常规作业，可有效地减轻对土壤的压实，减少对土壤团粒体结构的破坏。

4.2.2 经济效益分析

（1）667 m2投入。统计不同作业模式亩投入，作业成本由低到高顺序为：免耕模式91元/667 m2＜常规作业171元/667 m2，3种保护性耕作模式与常规作业相比，作业成本降低80元/667 m2。

（2）667 m2产出。常规与保护性耕作模式（宽窄行40∶80 cm）产出对比：主导模式宽窄行（40∶80 cm）产出为1035.8/667 m2×2.0元/kg=2071.6元/667 m2，常规796.8 kg/667 m2×2.0元/kg=1593.6元/667 m2，秸秆打包收入200元/667 m2，1593.6+200=1793.6元/667 m2。

（3）扣除生产成本和土地租赁费用产出效益对比。主导模式宽窄行（40∶80 cm）技术模式经济效益：2071.6-1366=705.6元/667 m2。常规CK经济效益：1793.6-1446=347.6元/667 m2。

（4）主导模式宽窄行技术模式与传统耕作相比增加经济效益：705.6-347.6=358元/667 m2

（5）经济效益：经济效益=节本+增效=（1446-1366）+（2071.6-1793.6）=80+278= 358元/667 m2。

综上所述，基地应用保护性耕作技术（秸秆覆盖大小垄免耕技术模式40∶80 cm）与常规作业相比，节本80元/667 m2，增收358元/667 m2。2021年秋季传统耕作由于玉米根系扎根浅，抗倒伏性能差与秸秆覆盖免耕技术相比其产量相差较大。传统耕作虽然秸秆收入200元/667 m2，但耕地质量没有得到改善；经济效益358元/667 m2，共358000元。加上基地项目对基地补助150000元，总效益498000元，实施主体（农机专业合作社）可获利50万元。

5 结论与建议

5.1 结论

（1）秸秆覆盖率在60% 左右且播前秸秆均匀覆盖的条件下，性能优良的免耕播种机、采取宽窄行或均匀行种植方式，可直接进行免耕播种作业；地表秸秆量大、分布不均匀时，播种前可进行地表处理，如采取条旋、集行模式作业。在种植密度大（4500株/667 m2以上）、产量高（750 kg/667 m2以上）秸秆量过大时，也可采取秸秆部分离田分方式，即采用弹齿捡拾器打包机，不搂条，将少部分秸秆打包离田。

（2）保护性耕作简化了玉米生产工艺，可减少机组进地作业次数、显著降低作业成本、具有一定的增产效果，应用保护性耕作技术不但可以保护耕地、增强粮食生产后劲，同时农户也能达到降低生产成本、增产增收的目的。

（3）采用保护性耕作技术模式作业，改善土壤环境，化解土壤板结现状，玉米的根系发达，抗倒伏效果明显。

（4）朝阳地区为我省半干旱地区，春旱情况时有发生，保护性耕作由于采取秸秆覆盖方式，可以有效抑制春季土壤水分蒸发，为播种出苗创造条件，因此，应在朝阳地区大力推广保护性耕作技术。

5.2 建议

（1）秸秆覆盖大小垄免耕技术模式40∶80 cm，通风透光增产效果明显，但传统小垄距40～55 cm给免耕播种通过性能带来了困难，建议应用保护性耕作均匀垄应不少于60 cm。

（2）对于辽宁西部干旱地区，应该在免耕播种机加装滴灌架，在播种同时铺设滴灌带，确保在干旱时玉米生长能吸收到充足水分。

（3）建议实施单位购置具有抛撒功能的秸秆粉碎机，2022年增加秸秆全量还田二次机械粉碎模式对比试验。