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保护性耕作技术的研究

来源:用户上传      作者: 赵文平

  摘 要:保护性耕作技术是一种新型耕作技术,其目的是解决农业生产长期采用传统耕作方式,使农业生态环境恶化,农田退化、沙化等问题;对地表作物残茬进行处理、播种之前进行深松或者免耕,之后进行合理的施肥,不同的阶段需要用化学药剂控制杂草,同时做好防治病虫害的工作。结论:发展保护性耕作减少环境污染,降低作业成本,进一步达到可观的经济效益,这更是推动农业可持续发展的原动力。
  关键词:保护性耕作技术;环境污染;降低成本;经济效益;可持续发展
  中图分类号:S345 文献标识码:A
  1 技术的内容
  通过播种施肥处理和带状旋耕播种施肥2种方式,将种子和肥料一同播种到被秸秆覆盖的地里。以上2种方式都需要将开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业一次性完成,只是方式的不同。处理秸秆残茬的技术更是保护性耕作技术体系的核心,包括以下处理方式:
  1.1 秸秆粉碎
  将粉碎后的前茬作物秸秆均匀的抛洒在地表。
  1.2 直立秸秆的妥善处理
  播种时,使秸秆沿着播种机行走方向进行撞压,让秸秆倒伏在地表。
  1.3 留根茬的处理工作
  收获作物的时候,保有20~30cm留根茬。
  1.4 粉碎浅旋
  通过旋耕机进行浅旋表土,目的是让作物秸秆与旋耕层土壤混合。
  1.5 防治杂草和病虫害
  利用化学药剂控制杂草和病虫害,对于杂草,也可以采用人工机械的方法。
  1.6 进行深松
  根据土壤条件和免耕地表的秸秆覆盖的不同状况,采取对应的作业周期以及不同的深松方式。
  2 技术流程以及操作规程
  2.1 技术流程
  玉米是凌源市的主要农作物之一,关键在于前茬作物秸秆或根茬处理。根据不同地域、不同条件进行相应的处理工作,选择相应的模式。主要包括高茬旋耕灭茬和碎秆免耕覆盖两种技术模式,其技术工艺流程如下:
  2.1.1 高茬耙茬免耕模式
  收获→高留茬(25~30cm)春季耙茬→精量播种深施化肥→药剂灭草。
  2.1.2 碎秆免耕覆盖模式
  收割→秸秆还田→免耕播种深施化肥→药剂灭草。
  2.2 操作规程
  2.2.1 玉米的保护性耕作技术路线
  收获季节摘玉米穗→覆盖高留茬或者粉碎秸秆→免耕或深松工作→表土作业→免耕施肥播种→控制杂草→田间的管理。
  2.2.2 秸秆的相关处理
  完成玉米的秋收工作后,以秸秆为覆盖物存留在田间,依据作业工艺的不同,通常采取两种覆盖形式:高留茬覆盖,就是留有25cm左右的高茬,将玉米穗和秸秆运出田间,采取不同技术模式对留茬处理;粉碎覆盖,其优点是覆盖效果好,保水能力较强,缺点是粉碎后的秸秆容易被风刮走或集堆在田间。即收获玉米后,用秸秆粉碎机将秸秆粉碎后均匀地覆盖在地表。
  2.2.3 选择性作业
  包括深松和播前表土作业。深松主要针对的是土壤粘重(指壤质土壤容重至少为1.3/cm,粘质土壤容重至少为1.4g/cm的地区)或者是一些土质较硬的有犁低层地块,其目的是为了促进降水入渗。深松的时间一般是在入冬前,这期间是深松机通过性最高的时候。为了能够增加地表的粗糙度,防止发生水蚀,需要选择高地隙深松机。而冬季降雪量是直接决定深松后能吸纳降水的多少。决定是否进行表土作业的因素是地表状况。表土作业的目的是改善地表的不良状况,主要是针对地表温度较低的区域,这样可以提高土地温度,有利于播种和出苗。如果地表高低不平,且上面的秸秆较多或者成堆,需要浅松、弹齿耙耙地或选用旋耕机浅旋。其他地表良好的情况下,可以直接播种。
  2.2.4 播种玉米
  选用优质的种子一般是指颗粒肥的,为了防治病虫害,必须选用包衣种籽。长效与速效比例混合均匀后加化肥箱肥,化肥中不能有结块,以免影响下肥的顺畅进行,最后应用免耕施肥播种机一次完成玉米的播种和施肥作业。要求出芽率在95%以上且应大小均匀;而在气温较低的地方,需要强调的就是,尽量使秸秆分到种行上的两边,让阳光充足的照射在种行上,有助于地温提高和玉米的生长。
  2.2.5 田间管理的工作
  通常需要在播完玉米后的1周左右时,喷洒1次除草剂(乙草胺和阿待拉津等除草剂),这样是为了防止杂草滋生。而对于有秸秆覆盖的地表,要加大喷药的使用剂量。等到出苗以后,根据普遍的出苗情况进行间苗、补苗的工作。以每667m2苗数控制在4500株左右为标准,缺苗少的,用间苗补苗。缺苗多的,就需要补种。为了让种子吸收足够的水分,要将种子在水中浸泡24h。在进行此项工作过程中,可以同时除草。
  3 创新点
  3.1 技术模式的创新
  2001年以前,国内保护性耕作技术主要是在平作区试验示范,凌源市保护性耕作技术的推广,是在国内率先实施垄作保护性耕作,通过几年的试验研究和应用实践,创新并形成了两种垄作保护性耕作技术体系。即高留茬覆盖少耕技术模式和碎秆覆盖苗带少耕技术模式。
  3.2 机具的创新
  提出并实行“双改”技术措施。将原有碎茬播种联合作业机或灭茬机、旋耕机的弯刀改成直刀,常规播种机的宽开沟器改为窄幅开沟器。充分利用现有机具,让凌源市上述两种保护性耕作技术模式的作业成果得以完善。这对降低保护性耕作的成本,提高农机户营机效益,促进保护性耕作作业市场化进程具有重要意义。
  3.3 服务机制的创新
  在机械作业服务上,尝试了无偿租赁与作业市场化相结合管合理的办法。机具由市推广站统一购置,与示范区乡镇农机站签订租赁合同,由农机站代管,交付农户无偿使用,合同中限定搞保护性耕作的机具作业时,减收作业费30% 。   4 实施效果
  4.1 提高土壤含水量和积温
  0~20㎝土壤水分提高19%,20~40cm土层提高21.6%;玉米生长期土壤积温0~25cm提高6.5℃。
  4.2 增加N、P、K等元素在土壤中所占比例
  正常的情况下,N的含量可以提高5%左右,K的含量能提高到15%,以上都是指速效。而全氮含量可以提高0.02%左右。
  4.3 改善土壤的结构
  增加土壤的容重空隙度,使渗透性达到理想的种植要求。一般的情况下,要求土壤有机质含量在0.04%左右。对相关的土壤容重的数据统计如下:相对保护性耕作以前下降在0.11~0.15的范围内,其中土壤10cm深的平均容重下降的区间维持在0.11,20cm深的平均容重下降区间维持在0.24。
  4.4 抗旱能力强
  根据对2009年从6月初到7月初的连续约30d的高温检测来看,低温30℃,高温可以达到34℃,旱情严重,传统地块上午10:00~17:00玉米叶片大蔫,叶片卷曲。
  4.5 有效的减缓农田风蚀
  在 6月份的季节,大风天气经常持续6h以上,导致尘土飞扬,风速可以达到9m/s。根据监测的结果显示,保护性耕作通过秸秆覆盖地块,集沙量仅为1.19g;而传统耕作集沙量12.88g,减少扬沙90.8%。可见保护性耕作能够达到根茬固土的目的,这更是治理沙尘暴的有效途径之一。
  5 保护性耕作的适应范围和推广工作中要注意的因素
  降雨量的适合范围:年降雨量至少为250mm,最多不能超过800mm。适宜的温度范围:因为春季播种时,保护性耕作的地温比翻耕无覆盖地低1~2℃,这可能给玉米等喜温作物的出苗带来不良影响。适合的土壤类型:尤其是针对粘重排水性能差的土壤,要慎重的进行保护性耕作。
  5.1 播种质量
  为了保证播种的质量,要从根本上解决问题,处理弊端。所以,改进播种机的性能是必要的工作,要改善地表状态。因为不平整、覆盖物分布不均的地表,可能造成播种的深浅不同,种子的分布不均匀,严重的情况就是出现缺苗。
  5.2 杂草控制
  因为保护性耕作没有针对性的控制杂草的措施,并且在翻耕作业过程中还会掩埋一些杂草,又因秸秆遮盖了地表,除草剂只能是间接的喷洒到杂草上,这样会降低药性,对灭草工作有一定的影响。
  5.3 作业工艺要因地制宜
  在冷凉风地区实施保护性耕作的主要目的就是为了防止沙尘暴或者农田沙漠化,而矛盾在于怎样减少地表破坏,不适宜采用采用旋耕等作业。
  6 经济和社会效益
  可以将玉米产量提高到18%左右,成本能降低到13%左右,而农民收入可以增加25%左右。这是非常可观的经济效益。相对社会而言,减少用工、节约成本,保护性耕作比传统耕作减少2~3道工序,节种、节肥、节省人工费44元/667m2的效益。
  7 生态环境改善
  此种技术能够避免焚烧秸秆而引发的大气污染,对于维持我国的生态平衡,促进可持续发展,起着积极的作用,让社会的发展和大自然和谐相处。
  作者简介:赵文平(1961-),男,汉族,辽宁省凌源市人,辽宁省凌源市农机化技术推广站站长,高级工程师。研究方向:农机化技术推广。
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