玉米秸秆覆盖技术在梨树
玉米秸秆覆盖技术在梨树
日期： 2009-11-12 来源：梨树县农机局：苗全
一、梨树县农业生产现状及存在的主要问题
（一）农业生产现状
梨树县位于吉林省西南部，地处东北平原腹地，耕地面积418万亩，耕地占有比例为：东部半山丘陵地区15%，中部平原地区65%，西部风沙地区20%，地理、自然条件在全省具有代表性，是国家重要的商品粮生产基地，粮食总产量达到了45亿斤阶段性水平。
（二）制约粮食进一步增产的主要因素
根据梨树县农业总站分析23年（1986-2008年）间梨树县光照，温度，降雨的变异与特征及其对玉米产量变异的确定作用看，玉米生长期间（5-9月）气温不断升高，积温值已达3145℃，降雨量则显著下降趋势，从1986年637mm稳定下降到1992年的442mm，此后16年来生长季平均降雨维持在443mm左右，但年际间的变异幅度急剧增大，玉米产量与播种出苗（5月上旬）、拔节（6月下旬）、抽雄（7月下旬）三个生育期的降雨量呈极显著正相关。温度升高（尤其在5月上旬至6月上旬），会加重土壤水分蒸发，因而与温度呈负相关。二、解决问题的方法与途径—玉米秸秆覆盖免耕技术
根据世界发达国家的成熟做法和国家权威机构论证建议及我县农业技术部门示范经验，在梨树县实施玉米秸秆覆盖免耕技术是持续提高梨树县粮食产量的最有效措施。
美国农业部于1937年开始以研究作物秸秆覆盖作用为切入点，总结出了以免耕、少耕和秸秆覆盖为核心的“保护性耕作技术” ，并开始在美国大面积推广。目前，美国有近60%的耕地实行各种类型的保护性耕作，其中采用作物秸秆残茬覆盖耕作方式的占53％，采用免耕方式的占44％。
梨树县从2007年开始由中国科学院沈阳生态研究所和梨树县农业技术推广总站联合示范推广玉米全秸秆覆盖免耕技术，示范面积呈几何基数递增，截止2009年底，该技术示范面积已经扩大近1000公顷，节本增效，增产增收效果尤为明显。
（一）技术流程
（二）关键技术
玉米秸秆覆盖免耕技术关键是：改垄作为平作，改清理、焚烧地表秸秆为秸秆覆盖还田；改多次对土壤进行耕作为免耕。
1、平作。即在平整的耕地表面种植，不起垄，通过平作减少耕地表面积从而降低土壤水分蒸发。
2、秸秆覆盖还田。即在收获作业时将秸秆均匀的覆盖在耕地表面，覆盖量根据农村需求确定，但以秸秆覆盖总量>30%为宜。
3、免耕播种。即在有玉米秸秆覆盖情况下使用免耕播种机进行播种。一次进地能够完成侧深施化肥、切断和清理种床秸秆、种床整理、单粒播种、覆土镇压工序。
4、化学除草。即在有全部玉米秸秆覆盖情况下使用化学除草剂除草，在播种后出苗前使用喷药机进行作业。
5、中耕追肥。即使用专用追肥机在作物的生长中期作业，当施用底肥不足和生长中期出现脱肥时进行。
三、玉米秸秆覆盖免耕技术实施情况
通过三年的示范，收到很好的效果,得到国家及省市相关部门领导高度重视和广大农民的认可，面积逐年扩大、技术日益成熟、配套机具逐步完善、作用与效果越来越明显。
（一）得到了广大农民的认可
1、示范面积逐年增加
2007年，该技术引进后，即在梨树县高家村—中国科学院保护性耕作技术基地试验示范近15公顷，2008年针对该技术的发展和应用方向，扩大到梨树县风沙区的林海镇和榆树台镇进行试验示范，面积达到了120公顷，到2009年，该技术示范面积已经扩大近1000公顷，在黑土区和风沙土区均有分布，主要集中在梨树县高家示范基地、林海镇、榆树台镇、四棵树乡、沈洋镇等地区。预计到2010年该项技术发展规模将突破10000公顷。图二 梨树县玉米秸秆覆盖免耕示范面积情况
2、粮食增产效果明显
通过应用玉米秸秆覆盖免耕技术两年的实施效果看，相对传统种植模式，增产效果明显，2008年中科院沈阳生态所经过跟踪测产，应用该技术较常规种植增产10.29%；2009年，梨树县农业技术推广总站通过在各个示范区进行多点测产，增产效果较2008年更为明显；2009年，在不同区域进行22个点测产，平均较常规种植增产15.7%，最高点增产24%、最低点较常规种植增产11.2%；而且在产量提高的同时，耕层土壤含水量有了明显的提高，耕层土壤容重也有不同程度的降低。
3、玉米秸秆覆盖免耕基地已经建立，形成了不同土壤类型分布的格局
近三年的试验示范，玉米秸秆覆盖免耕已经可以满足农民的需求，试验基地遍及7个乡镇50个村1000户，其中林海镇揣洼村（风沙土区）、四棵树付家街村（风沙土区）和三棵树村（黑土区）应用面积均100公顷以上。到目前为止，不同区域、不同土壤类型的保护性耕作技术示范基地已经形成，这为更好地推进保护性耕作技术的推广应用奠定了坚实的基础。
（二）保护性耕作技术基本成熟
1、技术团队组建已经完成
2009年9月13日，由吉林省土肥总站、中科院沈阳应用生态研究所和梨树县农业总站联合举办了玉米保护性耕作综合技术攻关研讨会，国内各相关科研单位、大专院校等专家参加了座谈和学术研究，保护性耕作技术研发团队已经形成。研发团队共有14人组成，其中国外专家2人，国内专家10人，协作单位2人。
国外专家：加拿大农业温室与加工作物研究中心 杨学明博士
加拿大农业温室与加工作物研究中心 杨靖一博士
国内专家：中国科学院沈阳应用生态所 张旭东研究员
中国科学院东北地理与生态研究所 张晓平研究员
中国农业大学资源与环境学院 张福锁教授
吉林省农科院 李 刚教授
吉林大学 崔金虎教授
吉林农业大学 高 强教授
吉林省土肥总站 马 兵研究员
沈阳农业大学 张立军教授
沈阳农业大学 曹敏建教授
吉林师范大学 陈智文教授
农机研发：康达农业开发有限责任公司 关义新研究员
实施单位：吉林省梨树县农业推广总站 王贵满研究员
2、试验研究取得了阶段性成果
第一，明确了玉米秸秆覆盖免耕的作用机理。一是增加土壤水分。实施三年后，20cm土层土壤含水量比常规种植增加12.39%，并且水分蒸发强度减小和多蓄水的双重作用，相当于增加了50mm降雨量；二是增加了土壤的通透性。土壤容重比常规种植相对降低3.01%；三是增加土壤有机质含量。梨树县高家黑土区试验点的试验结果表明，实施三年后，耕层土壤有机质含量比常规种植的增加了25%。
第二，总结玉米秸秆覆盖免耕技术应用的相关参数。
一是秸秆还田量以还田植株总量的30％以上，效果较好；二是玉米播种深度以小于4厘米为宜；三是玉米秸秆覆盖免耕技术适用于所有土壤类型，但在风砂土区效果最好；四是玉米秸秆覆盖地表要均匀，秸秆最好进行切段处理，段长以20cm为宜，过碎易被风吹刮、积堆，过长减慢了玉米秸秆腐化降解时间；五是为提高化学除草的效果，在用药量上要加大剂量，以增加10%为宜，同时，要根据当时的天气条件进行适度调整。
3、总结完善了玉米秸秆覆盖技术规程，并编制了技术专题片
（三）配套机具定型
保护性耕作—玉米秸秆覆盖免耕技术的实施必须由机械来完成目前，相关的配套机具特别是播种机国内还是空白，作业主要靠进口机器完成。2007年起，梨树县康达农业开发有限责任公司在中国科学院、梨树县农业技术推广总站等科研单位的指导下，着手对保护性耕作配套机具进行研发，2008年第一台免耕播种机研制成功，到2009年该公司已经研制出了2BMZF系列系列免耕播种机四种，填补了国内空白，满足了快速推广 保护性耕作技术的需要。
1、通过了吉林省农业机械试验鉴定站产品和推广鉴定
2009年4月，通过了吉林省农业机械试验鉴定站进行的推广鉴定。鉴定结论是：该机满足了在有全部玉米秸杆覆盖情况下进行免耕播种作业，更能满足常规播种作业。
2、通过吉林省科技成果鉴定
2009年8月，吉林省农业委员会组织国内相关知名专家对2BMZF型系列指夹式精量施肥播种机进行的科技成果鉴定，其结论是：该免耕播种机属国内首创，技术性能达到国内领先水平。
四、玉米秸秆覆盖免耕保护性耕作技术给我们的启示
玉米秸秆覆盖免耕技术作为新式的农业耕作制度，是一场农业生产制度中的变革，也是农业耕作制度上一个新的飞跃。在梨树县推广实施近三年来，也给我们留下了深刻的启示。
1、该项技术真正地达到了节水保墒、节本增效的效果
一是节水保墒。由于玉米秸秆和残茬覆盖地表，减少和阻止了耕层水分的蒸发；提高了土壤蓄水保墒能力和抗旱能力。全秸秆覆盖比常规耕作土壤含水量多0.37%。
二是节本增效。玉米覆盖免耕技术作业环节少，作业费用低，生产成本大大节约，劳动强度也明显降低。每公顷可节约成本1100元，公顷增产10％左右，公顷增加产值1500元左右，公顷纯增收达到2600以上。
２、该项技术是增强农业发展后劲的有效措施。
玉米秸秆覆盖免耕技术可增加土壤中的有机质，土壤有机质是植物养分的主要来源，有机质含量的增加可促进土壤结构形成，改善土壤物理性质，提高土壤的保肥能力和缓冲性能，使产量能够持续稳定的提高。玉米秸秆覆盖免耕还可以减少风蚀水蚀，以梨树县四棵树乡付家街村为例，据不完全统计，今年以来就有3次6级以上大风，秸秆覆盖耕地比祼露地块土壤风蚀程度减少70-80%，有效的保护了表土层，减缓了土壤沙化的进程。
３、该项技术是现代农业的标志
现代农业的标志是机械化，玉米秸秆覆盖免耕技术真正意义上实现了农业生产的全程机械化，从播种到收获，作业全程由机械来完成，进而减少劳动力投入，提高了作业效率和作业效果。人们从土地上解放出来，为完成新时期的社会大分工奠定了基础。
一、梨树县农业生产现状及存在的主要问题
（一）农业生产现状
梨树县位于吉林省西南部，地处东北平原腹地，耕地面积418万亩，耕地占有比例为：东部半山丘陵地区15%，中部平原地区65%，西部风沙地区20%，地理、自然条件在全省具有代表性，是国家重要的商品粮生产基地，粮食总产量达到了45亿斤阶段性水平。
（二）制约粮食进一步增产的主要因素
根据梨树县农业总站分析23年（1986-2008年）间梨树县光照，温度，降雨的变异与特征及其对玉米产量变异的确定作用看，玉米生长期间（5-9月）气温不断升高，积温值已达3145℃，降雨量则显著下降趋势，从1986年637mm稳定下降到1992年的442mm，此后16年来生长季平均降雨维持在443mm左右，但年际间的变异幅度急剧增大，玉米产量与播种出苗（5月上旬）、拔节（6月下旬）、抽雄（7月下旬）三个生育期的降雨量呈极显著正相关。温度升高（尤其在5月上旬至6月上旬），会加重土壤水分蒸发，因而与温度呈负相关。二、解决问题的方法与途径—玉米秸秆覆盖免耕技术
根据世界发达国家的成熟做法和国家权威机构论证建议及我县农业技术部门示范经验，在梨树县实施玉米秸秆覆盖免耕技术是持续提高梨树县粮食产量的最有效措施。
美国农业部于1937年开始以研究作物秸秆覆盖作用为切入点，总结出了以免耕、少耕和秸秆覆盖为核心的“保护性耕作技术” ，并开始在美国大面积推广。目前，美国有近60%的耕地实行各种类型的保护性耕作，其中采用作物秸秆残茬覆盖耕作方式的占53％，采用免耕方式的占44％。
梨树县从2007年开始由中国科学院沈阳生态研究所和梨树县农业技术推广总站联合示范推广玉米全秸秆覆盖免耕技术，示范面积呈几何基数递增，截止2009年底，该技术示范面积已经扩大近1000公顷，节本增效，增产增收效果尤为明显。
（一）技术流程
（二）关键技术
玉米秸秆覆盖免耕技术关键是：改垄作为平作，改清理、焚烧地表秸秆为秸秆覆盖还田；改多次对土壤进行耕作为免耕。
1、平作。即在平整的耕地表面种植，不起垄，通过平作减少耕地表面积从而降低土壤水分蒸发。
2、秸秆覆盖还田。即在收获作业时将秸秆均匀的覆盖在耕地表面，覆盖量根据农村需求确定，但以秸秆覆盖总量>30%为宜。
3、免耕播种。即在有玉米秸秆覆盖情况下使用免耕播种机进行播种。一次进地能够完成侧深施化肥、切断和清理种床秸秆、种床整理、单粒播种、覆土镇压工序。
4、化学除草。即在有全部玉米秸秆覆盖情况下使用化学除草剂除草，在播种后出苗前使用喷药机进行作业。
5、中耕追肥。即使用专用追肥机在作物的生长中期作业，当施用底肥不足和生长中期出现脱肥时进行。
三、玉米秸秆覆盖免耕技术实施情况
通过三年的示范，收到很好的效果,得到国家及省市相关部门领导高度重视和广大农民的认可，面积逐年扩大、技术日益成熟、配套机具逐步完善、作用与效果越来越明显。
（一）得到了广大农民的认可
1、示范面积逐年增加
2007年，该技术引进后，即在梨树县高家村—中国科学院保护性耕作技术基地试验示范近15公顷，2008年针对该技术的发展和应用方向，扩大到梨树县风沙区的林海镇和榆树台镇进行试验示范，面积达到了120公顷，到2009年，该技术示范面积已经扩大近1000公顷，在黑土区和风沙土区均有分布，主要集中在梨树县高家示范基地、林海镇、榆树台镇、四棵树乡、沈洋镇等地区。预计到2010年该项技术发展规模将突破10000公顷。图二 梨树县玉米秸秆覆盖免耕示范面积情况
2、粮食增产效果明显
通过应用玉米秸秆覆盖免耕技术两年的实施效果看，相对传统种植模式，增产效果明显，2008年中科院沈阳生态所经过跟踪测产，应用该技术较常规种植增产10.29%；2009年，梨树县农业技术推广总站通过在各个示范区进行多点测产，增产效果较2008年更为明显；2009年，在不同区域进行22个点测产，平均较常规种植增产15.7%，最高点增产24%、最低点较常规种植增产11.2%；而且在产量提高的同时，耕层土壤含水量有了明显的提高，耕层土壤容重也有不同程度的降低。
3、玉米秸秆覆盖免耕基地已经建立，形成了不同土壤类型分布的格局
近三年的试验示范，玉米秸秆覆盖免耕已经可以满足农民的需求，试验基地遍及7个乡镇50个村1000户，其中林海镇揣洼村（风沙土区）、四棵树付家街村（风沙土区）和三棵树村（黑土区）应用面积均100公顷以上。到目前为止，不同区域、不同土壤类型的保护性耕作技术示范基地已经形成，这为更好地推进保护性耕作技术的推广应用奠定了坚实的基础。
（二）保护性耕作技术基本成熟
1、技术团队组建已经完成
2009年9月13日，由吉林省土肥总站、中科院沈阳应用生态研究所和梨树县农业总站联合举办了玉米保护性耕作综合技术攻关研讨会，国内各相关科研单位、大专院校等专家参加了座谈和学术研究，保护性耕作技术研发团队已经形成。研发团队共有14人组成，其中国外专家2人，国内专家10人，协作单位2人。
国外专家：加拿大农业温室与加工作物研究中心 杨学明博士
加拿大农业温室与加工作物研究中心 杨靖一博士
国内专家：中国科学院沈阳应用生态所 张旭东研究员
中国科学院东北地理与生态研究所 张晓平研究员
中国农业大学资源与环境学院 张福锁教授
吉林省农科院 李 刚教授
吉林大学 崔金虎教授
吉林农业大学 高 强教授
吉林省土肥总站 马 兵研究员
沈阳农业大学 张立军教授
沈阳农业大学 曹敏建教授
吉林师范大学 陈智文教授
农机研发：康达农业开发有限责任公司 关义新研究员
实施单位：吉林省梨树县农业推广总站 王贵满研究员
2、试验研究取得了阶段性成果
第一，明确了玉米秸秆覆盖免耕的作用机理。一是增加土壤水分。实施三年后，20cm土层土壤含水量比常规种植增加12.39%，并且水分蒸发强度减小和多蓄水的双重作用，相当于增加了50mm降雨量；二是增加了土壤的通透性。土壤容重比常规种植相对降低3.01%；三是增加土壤有机质含量。梨树县高家黑土区试验点的试验结果表明，实施三年后，耕层土壤有机质含量比常规种植的增加了25%。
第二，总结玉米秸秆覆盖免耕技术应用的相关参数。
一是秸秆还田量以还田植株总量的30％以上，效果较好；二是玉米播种深度以小于4厘米为宜；三是玉米秸秆覆盖免耕技术适用于所有土壤类型，但在风砂土区效果最好；四是玉米秸秆覆盖地表要均匀，秸秆最好进行切段处理，段长以20cm为宜，过碎易被风吹刮、积堆，过长减慢了玉米秸秆腐化降解时间；五是为提高化学除草的效果，在用药量上要加大剂量，以增加10%为宜，同时，要根据当时的天气条件进行适度调整。
3、总结完善了玉米秸秆覆盖技术规程，并编制了技术专题片
（三）配套机具定型
保护性耕作—玉米秸秆覆盖免耕技术的实施必须由机械来完成目前，相关的配套机具特别是播种机国内还是空白，作业主要靠进口机器完成。2007年起，梨树县康达农业开发有限责任公司在中国科学院、梨树县农业技术推广总站等科研单位的指导下，着手对保护性耕作配套机具进行研发，2008年第一台免耕播种机研制成功，到2009年该公司已经研制出了2BMZF系列系列免耕播种机四种，填补了国内空白，满足了快速推广 保护性耕作技术的需要。
1、通过了吉林省农业机械试验鉴定站产品和推广鉴定
2009年4月，通过了吉林省农业机械试验鉴定站进行的推广鉴定。鉴定结论是：该机满足了在有全部玉米秸杆覆盖情况下进行免耕播种作业，更能满足常规播种作业。
2、通过吉林省科技成果鉴定
2009年8月，吉林省农业委员会组织国内相关知名专家对2BMZF型系列指夹式精量施肥播种机进行的科技成果鉴定，其结论是：该免耕播种机属国内首创，技术性能达到国内领先水平。
四、玉米秸秆覆盖免耕保护性耕作技术给我们的启示
玉米秸秆覆盖免耕技术作为新式的农业耕作制度，是一场农业生产制度中的变革，也是农业耕作制度上一个新的飞跃。在梨树县推广实施近三年来，也给我们留下了深刻的启示。
1、该项技术真正地达到了节水保墒、节本增效的效果
一是节水保墒。由于玉米秸秆和残茬覆盖地表，减少和阻止了耕层水分的蒸发；提高了土壤蓄水保墒能力和抗旱能力。全秸秆覆盖比常规耕作土壤含水量多0.37%。
二是节本增效。玉米覆盖免耕技术作业环节少，作业费用低，生产成本大大节约，劳动强度也明显降低。每公顷可节约成本1100元，公顷增产10％左右，公顷增加产值1500元左右，公顷纯增收达到2600以上。
２、该项技术是增强农业发展后劲的有效措施。
玉米秸秆覆盖免耕技术可增加土壤中的有机质，土壤有机质是植物养分的主要来源，有机质含量的增加可促进土壤结构形成，改善土壤物理性质，提高土壤的保肥能力和缓冲性能，使产量能够持续稳定的提高。玉米秸秆覆盖免耕还可以减少风蚀水蚀，以梨树县四棵树乡付家街村为例，据不完全统计，今年以来就有3次6级以上大风，秸秆覆盖耕地比祼露地块土壤风蚀程度减少70-80%，有效的保护了表土层，减缓了土壤沙化的进程。
３、该项技术是现代农业的标志
现代农业的标志是机械化，玉米秸秆覆盖免耕技术真正意义上实现了农业生产的全程机械化，从播种到收获，作业全程由机械来完成，进而减少劳动力投入，提高了作业效率和作业效果。人们从土地上解放出来，为完成新时期的社会大分工奠定了基础。
