鄂延成

摘 要 保護(hù)性耕作是以土地資源可持續(xù)利用為核心的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，對土壤理化性質(zhì)、土壤生物群落的改善和農(nóng)作物產(chǎn)量的提升有重要促進(jìn)作用?；诖?，分析北方玉米保護(hù)性耕作現(xiàn)狀，以期通過保護(hù)性耕作與機(jī)械化作業(yè)的結(jié)合，在保護(hù)土壤墑情的基礎(chǔ)上提高玉米產(chǎn)量，最終促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞 北方玉米;保護(hù)性耕作;現(xiàn)狀;未來趨勢

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.32.006

玉米是我國北方地區(qū)的重要糧食作物，是人們餐桌上的常見食品，同時(shí)也可作為工業(yè)原料和飼料原料。但在玉米種植過程中，由于對土壤保護(hù)不重視，水土流失和土壤沙化嚴(yán)重影響了玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。保護(hù)性耕作技術(shù)最早起源于美國，主要是依托機(jī)械化生產(chǎn)，在免耕、少耕、秸稈覆蓋田間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對環(huán)境和土壤的保護(hù)，在提高田地墑情的基礎(chǔ)上提高玉米的產(chǎn)量。我國對玉米保護(hù)性耕作的研究起源于20世紀(jì)60年代，并在我國北方地區(qū)推廣應(yīng)用，取得了一定成效?；诖?，在分析玉米保護(hù)性耕作現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對玉米保護(hù)性耕作未來的發(fā)展方向進(jìn)行探討，為玉米種植提供一個(gè)系統(tǒng)性的生態(tài)環(huán)境。

1 吉林省玉米保護(hù)性耕作現(xiàn)狀

吉林省的玉米保護(hù)性耕作試驗(yàn)于2006年開始實(shí)施，通過多年的實(shí)踐和探索，總結(jié)出了符合區(qū)域生產(chǎn)要求的保護(hù)性耕作技術(shù)和路線。在保護(hù)性耕作的最初試驗(yàn)期，主要采用寬窄行種植，平作和壟作兩種形式共同使用，并依托小型免耕少耕機(jī)器進(jìn)行田間操作，使玉米的免耕播種能力大大提升。到2013年，玉米保護(hù)性耕作技術(shù)快速發(fā)展，耕作技術(shù)全國領(lǐng)先，并集寬窄行、等行距、秸稈全面覆蓋、高留茬等于一體。2017年后，科技的發(fā)展使得玉米保護(hù)性耕作設(shè)施配套逐漸完善，吉林省不同區(qū)域的玉米保護(hù)性耕作技術(shù)體系基本形成，并同步推進(jìn)。

玉米保護(hù)性耕作需要一定支撐，包括政策資金支持、項(xiàng)目支持、宣傳支持、科研支持等。在政策資金層面上，吉林省加大了對保護(hù)性耕作機(jī)械的購買補(bǔ)貼力度，調(diào)動農(nóng)民參與玉米保護(hù)性耕作的積極性。在項(xiàng)目和宣傳層面上，構(gòu)建玉米保護(hù)性耕作示范基地，依托省級財(cái)政農(nóng)機(jī)推廣項(xiàng)目補(bǔ)貼，在不同縣建立示范點(diǎn)，并通過大力宣傳和培訓(xùn)，使更多農(nóng)民了解到保護(hù)性耕作技術(shù)，愿意使用該技術(shù)進(jìn)行玉米種植。在科研配合層面上，建立了機(jī)械化保護(hù)性耕作研究中心、黑土地保護(hù)科技創(chuàng)新聯(lián)盟，各科研機(jī)構(gòu)也下鄉(xiāng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，依托農(nóng)民的需求和玉米種植需求進(jìn)行保護(hù)性耕作機(jī)械研發(fā)，使保護(hù)性耕作機(jī)械形成儲備、驗(yàn)證、研究的良性循環(huán)[1-3]。

玉米保護(hù)性耕作要依托一定機(jī)械進(jìn)行實(shí)施。在玉米保護(hù)性耕作時(shí)，需要有高端的能牽引重型機(jī)械的免耕播種機(jī)進(jìn)行輔助，且保證在作業(yè)時(shí)開溝失墑少、播種精度高、鎮(zhèn)壓合理等;要保證春季不動土，在秸稈至少50%覆蓋的基礎(chǔ)上保證土壤墑情、保證水分少流失，進(jìn)而提高玉米出苗率。此外，保護(hù)性耕作技術(shù)人員還要及時(shí)對農(nóng)民作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)，關(guān)鍵時(shí)刻可進(jìn)行蹲位指導(dǎo)，以保證保護(hù)性耕作按照規(guī)范實(shí)施。

2 玉米保護(hù)性耕作的影響

2.1 玉米保護(hù)性耕作對土壤容重的影響

玉米保護(hù)性耕作對土壤容重有很大影響。經(jīng)多年的保護(hù)性耕作實(shí)踐得出結(jié)論，在砂壤土上進(jìn)行玉米長期免耕和秸稈覆蓋種植，土壤耕層的容重與自然植被下的土壤容重極其相似;在東北的玉米種植田間進(jìn)行保護(hù)性耕作，并采用秸稈覆蓋技術(shù)，10 cm左右耕作層的土壤容重較為穩(wěn)定。將實(shí)施免耕播種的土壤和正常播種土壤進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，與正常播種的土壤相比，采用保護(hù)性耕作方式種植地的土壤容重較為穩(wěn)定。保護(hù)性耕作中免耕技術(shù)的應(yīng)用，能使土壤容重穩(wěn)定，且一直持續(xù)在1.20～1.39 g·cm3，有利于土壤恢復(fù)自然狀態(tài)，同時(shí)也有利于玉米根系生長。

2.2 玉米保護(hù)性耕作對土壤耕層孔隙度的影響

土壤孔隙度直接影響土壤的透氣、透水和導(dǎo)熱情況，最終影響土壤肥力。對玉米保護(hù)性耕作技術(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，采用自然免耕技術(shù)種植玉米可使土壤中的固體、液體、氣體一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，即土壤有毛管孔隙能有效保持水分，又能有效排除多余的水分。相對于傳統(tǒng)的種植方式來說，免耕技術(shù)能使土壤的總孔隙度、毛管孔隙度和通氣孔隙度分別提高4.80%、1.59%和39.85%。

2.3 玉米保護(hù)性耕作對土壤耕層溫度的影響

土壤耕層溫度主要受秸稈覆蓋影響。在秋收后，將玉米秸稈覆蓋于田間，有利于增加地表溫度。相對于常規(guī)種植玉米，秋季收獲時(shí)秸稈覆蓋有利于提高地表溫度，能有效避免種子凍傷。

2.4 玉米保護(hù)性耕作對土壤耕層水分的影響

保護(hù)性耕作的秸稈還田覆蓋處理有利于減少風(fēng)對地表的腐蝕，能減少地表水分蒸發(fā)，增強(qiáng)土壤的水分滲入度，提升土壤的導(dǎo)水性，最終能有效節(jié)約用水。在北方，氣候干燥、溫度較低，實(shí)施玉米保護(hù)性耕作技術(shù)，依托秸稈還田覆蓋等，能有效降低地表的徑流強(qiáng)度，提高雨水的滲透量和土壤的水分存儲量，有效減少土壤水分蒸發(fā)。

2.5 玉米保護(hù)性耕作對土壤耕層肥力的影響

保護(hù)性耕作的秸稈還田覆蓋技術(shù)可在一定程度上提高土壤肥力。玉米秸稈是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源，在秋季收獲后將秸稈覆蓋于田間，有利于提高土壤有機(jī)碳的含量。調(diào)查顯示，長期利用保護(hù)性耕作進(jìn)行玉米種植的地塊，其土壤中有機(jī)碳的含量會逐年處于上升趨勢。特別是在東北地區(qū)，采用秸稈還田保護(hù)性耕作措施能提高土壤層中氮的含量，增強(qiáng)玉米根系的固氮作用。連續(xù)實(shí)施5年保護(hù)性玉米耕作的地塊，其土壤中的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等的含量明顯提高[4]。

2.6 玉米保護(hù)性耕作對土壤生物群落的影響

土壤是由微生物組成的，也是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。采用保護(hù)性耕作能有效改善土壤條件，其中的秸稈還田技術(shù)還能改變土壤溫度，增加土壤濕度，提高土壤肥力，為玉米的生長提供充足的營養(yǎng)。保護(hù)性耕作能提高土壤中微生物活性，在防止土壤中氮元素?fù)]發(fā)的基礎(chǔ)上為土壤中的微生物提供充足的能量[5]。

3 玉米保護(hù)性耕作的發(fā)展策略

3.1 加強(qiáng)玉米保護(hù)性耕作技術(shù)研究

保護(hù)性耕作在實(shí)施時(shí)會改變田間的生態(tài)環(huán)境。秸稈覆蓋可在一定程度上避免雜草生長，但同時(shí)也會增加田間的施肥難度;秸稈覆蓋能有效改善土壤肥力，但覆蓋量過多時(shí)，因秸稈分解較慢，會影響玉米根部的呼吸。因此，應(yīng)加強(qiáng)對玉米保護(hù)性耕作技術(shù)的研究。在研究保護(hù)性耕作技術(shù)的基礎(chǔ)上還要對該技術(shù)進(jìn)行推廣，依托玉米生產(chǎn)的實(shí)際需求研發(fā)保護(hù)性耕作配套設(shè)備，以保證保護(hù)性耕作技術(shù)順利實(shí)施。如針對秸稈覆蓋免耕播種，要研究出避免堵塞和播種精準(zhǔn)度高的機(jī)械，在保證順利播種的基礎(chǔ)上提高玉米種植效益。

3.2 強(qiáng)化政府的認(rèn)同，協(xié)同推廣

政府要從政策和資金上對玉米保護(hù)性耕作予以支持。要在免耕播種的技術(shù)及機(jī)械補(bǔ)貼上下功夫，保證玉米保護(hù)性耕作順利實(shí)施，在解決秸稈焚燒的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的有效保護(hù)，最終提高玉米種植效益。農(nóng)機(jī)推廣部門要聯(lián)合科研單位、中科院、農(nóng)科院等進(jìn)行保護(hù)性耕作技術(shù)機(jī)械研發(fā)。科研人員也要走進(jìn)田間地頭，觀察玉米種植，了解農(nóng)民生產(chǎn)需求，保證研發(fā)出的玉米保護(hù)性耕作技術(shù)及機(jī)械能滿足農(nóng)民需求。

3.3 加強(qiáng)保護(hù)性耕作與農(nóng)業(yè)機(jī)械的整合

玉米保護(hù)性耕作中的秸稈處理、深松作業(yè)、免耕技術(shù)等都要依托相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)施。1）秸稈處理。玉米在秋季收獲后會有大量秸稈留存，保護(hù)性耕作的秸稈覆蓋的方法非常多，根據(jù)北方平原的地域特點(diǎn)，秸稈立桿覆蓋面積不大，但是能抵御強(qiáng)風(fēng)侵襲，秸稈粉碎覆蓋容易被大風(fēng)吹走，因此將秸稈進(jìn)行倒桿覆蓋，既能防止水土流失，又能有效防止雜草叢生。2）深松作業(yè)。在深松作業(yè)前要將覆蓋的秸稈粉碎，避免秸稈對機(jī)械作業(yè)產(chǎn)生不利影響，同時(shí)能將秸稈翻耕到土壤深層，使得土壤肥沃，為玉米的生長提供充足的養(yǎng)分。3）免耕播種技術(shù)。玉米的播種技術(shù)直接影響玉米種子的發(fā)芽和幼苗萌出。在研發(fā)播種機(jī)械時(shí)可利用拖拉機(jī)牽引進(jìn)行精量播種，在不翻動土壤的情況下完成播種?？茖W(xué)的播種機(jī)械能保證土壤的蓄水能力，同時(shí)能提高種子的發(fā)芽率，并為后續(xù)的田間管理帶來便利[6-7]。

4 結(jié)語

玉米保護(hù)性耕作能節(jié)水培肥，防止風(fēng)蝕和水土流失，有效改善田間生態(tài)環(huán)境。我國是農(nóng)業(yè)大國，在我國北方地區(qū)，玉米是重要糧食作物，加強(qiáng)對玉米保護(hù)性耕作的研究，提高土壤容重、孔隙度、溫度、水分、肥力、微生物活性，能為玉米生長提供良好的環(huán)境，同時(shí)能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 劉宏偉.保護(hù)性耕作技術(shù)在玉米種植區(qū)的推廣[J].中國農(nóng)業(yè)文摘（農(nóng)業(yè)工程），2020，32（4）：35-36.

[4] 國松范.玉米種植保護(hù)性耕作技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（6）：149-150.

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[6] 高艷.玉米種植保護(hù)性耕作技術(shù)分析[J].農(nóng)民致富之友，2020（14）：70.

[7] 王立強(qiáng).玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)推廣途徑[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（4）：32.

（責(zé)任編輯：趙中正）