第八章陕西省保护性耕作农艺要求和机械化配套技术

第八章陕西省保护性耕作农艺要求和机械化配套技术第一节实施保护性耕作的技术内容一、保护性耕作是对传统旱作农业耕作方式的变革我国是一个干旱缺水的农业大国，现有耕地94970khm2,旱区约占60%，其中无灌溉条件的耕地占97.5%，水浇地仅占2.5%，主要分布在我国北方以及人均占有耕地多，日照长，温差大，富有农业生产潜力的中西部地区。该地区因干旱缺水，农业多以旱作为主，但在传统的耕作制度下，由于土壤的过度耕作和地表裸露，造成耕地退化、土壤水蚀风蚀严重、生态环境恶化，产量低而不稳。特别是近年来北方尘暴、沙化愈来愈烈，造成巨大损失，极大地制约了西部的发展。山西省除秦岭以南外，属于典型的黄土高原旱作农区。长期的农耕活动，造成生态失衡，加之气候干旱，致使地表裸露，耕地贫瘠，水土流失严重，在冬春干冷季风作用下，陕北黄土高原不仅经常遭受沙尘天气的危害，裸露的农田也成为起尘扬沙的尘源。流失的水土泻入千里黄河，造成河水泥沙滚滚，河道淤积。长期以来，人们重视农田开发利用，轻视耕地修养生息，加剧了生态环境恶劣趋向。而保护性耕作是以保水保土为核心的少耕免耕、残茬覆盖、生物覆盖和作物轮作相结合的技术体系。保护性耕作的研究起源于20世纪30年代的美国，现已为世界许多国家所接受。我国从20世纪60年代开始引进研究保护性耕作技术。中国农业大学、西北农林科技大学都在试验研究中形成了一套先进成熟的技术。实践表明，这种耕作方式明显减少了风对土壤的侵蚀，增加了雨水积蓄，可以培肥土壤，改善土壤结构，大大缓解了传统耕作对生态环境破坏的压力，尤其适用于像陕西这样典型的干旱、半干旱地区。因此改进传统的耕作技术，推广以秸秆覆盖和减少耕作为主要措施的保护性耕作技术，对防止水土流失、增加土壤肥力、改善生态环境、提高农业生产效益以及农业持续发展有重要意义，是旱作农业生产技术的重大改革。二、保护性耕作技术机理（参考第一章内容）三、保护性耕作技术内容1、保护性耕作技术定义保护性耕作技术是在能够保证种子发芽的前提下，通过少耕、免耕、化学除草技术措施的应用，尽可能保持作物残茬覆盖地表，减少土壤水蚀、风蚀，实现农业可持续发展的一项农业耕作技术。2、保护性耕作主要技术内容保护性耕作技术的内容主要是用秸秆残茬保护土地、减少耕作、免耕播种、化学除草。围绕其技术内容开展相关的农事活动，如地表作物残茬处理、合理深松、免耕施肥播种、用化学药剂进行杂草控制和病虫害综合防治等农田作业，实现在农业生产中的应用，发挥其作用。——免耕或少耕播种施肥技术用免少耕播种机将种子和肥料播施到有秸秆覆盖的地里，第一种方式是用免耕播种机一次完成开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业，第二种方式是用带状旋耕播种施肥机一次完成带状开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业。技术的关键在于选用适于实施区的免耕播种机和选择与播种机配套的施肥装置，确保化肥科学使用。——秸秆残茬处理技术农作物秸秆经机械作业处理后留在地表做覆盖物，是保护性耕作技术体系的核心，秸秆的处理方法主要有四种方式，即：一是粉碎秸秆处理粉碎前茬作物秸秆后抛撒，使秸秆均匀的覆盖在地表；二是直立秸秆处理在风沙大的地区，收获后对秸秆不做处理，秸秆直立在地里，播种时将秸秆按播种机行走方向撞压，使其倒伏在地表；三是留根茬处理在使用作物秸秆的地区，作物收获时，留根茬高度到20～30cm；四是粉碎浅旋处理在风沙较大的地区，秸秆粉碎后，用旋耕机浅旋表土，使作物秸秆与旋耕层土壤混合。技术的关键在于要根据不同地区、不同条件、不同作物而采用不同的秸秆处理方式。——杂草、病虫害控制和防治利用化学药剂控制杂草、病虫害，也可用地表耕作机械或人工控制杂草。除上述作业外，还要根据土壤条件和免耕地表的秸秆覆盖状况确定合适的深松作业周期及采用的深松方式，或全方位深松或局部深松。3、实施保护性耕作技术的工艺流程前茬作物秸秆或根茬处理→根据不同地域、不同条件进行合理深松→免少耕播种施肥处理→杂草控制及防治病虫害处理第二节旱区保护性耕作农艺要求实施保护性耕作要从前茬作物的收获环节开始，确定作业工艺，合理安排秸秆处理、深松、表土作业、播种和田间管理等作业内容、作业方法及配套作业机具。下面根据陕西农业生产情况介绍几种典型作物采用保护性耕作技术农艺要求。一、一年一熟区冬小麦保护性耕作农艺要求冬小麦的保护性耕作体系主要由碎秆覆盖和免少耕播种技术组成，其技术工艺为：收获→秸秆处理→深松→休闲期除草→播前表土作业→施肥播种→田间管理等1、冬小麦收获及秸秆覆盖收获时间为6月上中旬，收获可用联合收割机收获小麦或用割晒机或人工收获小麦。其中，使用带秸秆粉碎的谷物联合收割机收获小麦，为防止过高的割茬影响后续播种作业的质量，收获时割茬高度应控制在10cm左右，粉碎过的秸秆覆盖地表要均匀，如因停车卸粮或因排除故障而导致秸秆成堆，应人工将成堆的秸秆挑开撒匀；使用不带秸秆粉碎功能的联合收割机或背负式联合收割机收获小麦时，覆盖的秸秆一般需进行粉碎，所以可在收割时保留较高的割茬（20cm以上），这样可以减少联合收割机的喂入量，提高工效。而用割晒机或人工收获小麦时，割茬应控制在10cm以下，收割的小麦应采用地头脱粒后将秸秆就地均匀地铺撒在地表；但对用秸秆粉碎机粉碎秸秆的地块，其割茬可留高些，待脱粒后将秸秆铺撒在地表，再用秸秆粉碎机粉碎。2、秸秆粉碎作业为了保证良好的秸秆覆盖效果及减少播种时的堵塞现象，一般应进行秸秆粉碎作业。秸秆粉碎用锤爪式秸秆粉碎机或甩刀式秸秆粉碎机均可。秸秆粉碎应在休闲期的第一次雨后（杂草长到10cm左右）作业，这时秸秆较干，粉碎效果好，同时可消灭杂草，减少一次单独的除草作业。3、深松作业对于土壤较粘重（壤质土壤容重在1.3g/cm3以上，粘质土壤容量在1.4g/cm3以上的地区）或刚开始实行保护性耕作且土壤中有犁底层存在的地块，应进行深松作业，以利雨水入渗。深松时，由于地表有秸秆覆盖，长秸秆会影响深松机的通过性能，故应在秸秆粉碎后进行，并且选择高地隙深松机。为减少深松后地表可能会出现的沟垄，可选用带翼铲的深松机，如带上合墒器，地面将更平整。4、休闲期除草旱区种植冬小麦地块的休闲期为7～9月，正是高温雨季，故田间杂草可能较多，除了秸秆粉碎时除草外，根据杂草情况，应及时进行必要的除草作业。除草可以人工锄草、机械除草，也可以用除草剂（如百草枯等）除草。需要注意的是，用除草剂除草时，由于地表有秸秆覆盖，药剂不易进入地表土壤中，故应加大剂量。5、播前表土作业保护性耕作与传统耕作的最大区别之一就是取消铧式犁翻耕，而且大多数情况下实行免耕播种，这样对冬小麦带来以下几方面的问题：一是地表容重较大，免耕播种时阻力大；二是收割机收获、运粮、深松等作业时会在地表产生沟辙，地表平整度较差，会影响播种质量；三是秸秆覆盖量过大或分布不均时，会影响播种机的通过性。所以，应在播种前进行必要的表土作业。播前表土作业是相对深松、翻耕等深层作业而言，它仅对表土、杂草及覆盖物产生影响。表土作业一般可选用缺口圆盘耙、浅松机、弹齿耙等，特殊情况下也可用旋耕机进行浅旋。用圆盘耙进行表土作业时，除实现松土、平地、除草外，圆盘耙还会把部分秸秆混入土中，有利于播种机的通过。但在土壤含水量不合适（较大或过小）时圆盘耙耙地会出现较大的坷垃，对密植作物的播种和出苗有一定的影响，故耙地要在土壤墒情合适时进行。带碎土镇压轮的大箭铲式浅松机和带小铲的弹齿耙比较适合冬小麦的保护性耕作，前者用大箭铲在土层下5～8cm处通过，随带的碎土镇压轮可实现碎土等；后者的小铲和弹性铲柄会在作业时产生震动，也有利于碎土。表土作业后，地表的土壤容重有较大幅度的下降，可以减少播种机的开沟阻力40%左右，这一点对小型播种机意义较大；浅松还有良好的除草作用，可代替播前的一次除草；浅松后的地表平整度有较大的改善，可以提高播种质量。浅松作业一般在播前1～2天进行。用旋耕机进行浅旋也是表土作业的一种。浅旋作业能松土平地、除草，并将秸秆部分粉碎混入土中，有利于为播种创造良好的种床，但旋耕作业会打死土层中的蚯蚓，对土壤结构破坏较大，不利于保水保土。所以，一般不提倡进行旋耕。只有在刚实行保护性耕作的地区，可能因没有其它表土作业机具，或因为对免耕播种机掌握不好等原因，为了保证良好的播种质量，可过渡性地使用旋耕。在开展冬小麦休闲期旋耕作业时注意应在播种前10～15天进行，以保证旋耕后土壤有足够的时间回实，否则，刚旋耕完播种，会出现土壤过于松软，播种深度无法控制的现象，浅旋深度也要控制在10cm以内。6、播种作业播种是在地表有大量的秸秆覆盖且大多为免耕条件下进行，地表作业条件复杂，又要同时完成施肥作业，对免耕播种机具的作业性能有较高的要求，免耕播种机具是该环节作业质量好坏的关键。播种时应选用良种，发芽率要求在90%以上，纯净度要高，不能有麦芒等杂物存在，以免影响种子的流动；为减少病虫的危害，播种前应进行药剂拌种，拌种药剂应根据当地病虫害的具体情况选用。施肥与播种同时进行，施用的肥料一般应长效和速效兼顾，一次施肥应保证小麦全生育期的需要。免耕播种的播种深度一般为3cm左右，化肥施用方式根据播种机的不同而异，有垂直深施、水平分施、侧深施等，无论哪种方式施肥，施肥量在10kg/亩以上时，一般要求种子与化肥的垂直距离要保证在4cm以上，而且施肥量越大，间距也应越大，以免造成烧种。垂直分施和侧深施的效果优于水平分施。施用的化肥应选用颗粒肥，如尿素、二铵等，粉状化肥容易结块，流动性差，会影响施肥效果。播种前应对化肥进行检查，不允许有大于0.5cm以上的块状肥加入肥箱，以免堵塞肥管影响施肥量；所加化肥应当干燥，不允许用潮湿易结块的化肥。播种量和施肥量一般与传统耕作相同。7、生长期管理旱地冬小麦的生长期管理主要指杂草和病虫害控制。一般在次年小麦返青后是杂草与病虫害的多发期，要经常观察，发现问题及时防治，采取喷洒除草剂、农药、中耕等措施，不使其发展成灾。冬小麦种植时可根据具体情况，按农艺要求灵活开展作业，有的作业未必一定按农艺要求进行。如前茬小麦产量低，小麦长势差，秸秆覆盖量小于200kg/亩，没有必要非开展秸秆粉碎作业；另外深松、除草和表土作业也应根据需要进行。二、一年一熟区春玉米保护性耕作农艺要求春玉米的保护性耕作体系由碎秆覆盖、免耕倒秆覆盖和深松碎秆覆盖等技术组成，工艺流程为：秋天收获摘玉米穗→秸秆粉碎或整秆覆盖→免耕或深松休闲→表土作业→免耕施肥播种→杂草控制→田间管理1、春玉米收获在10～11月进行，不论是机收还是人工收获，最好选用摘穗收获工艺，不要将玉米苞皮留在地里（因为玉米苞皮韧性大，不易腐烂，留在地里会影响播种作业）。2、秸秆处理收穗后的玉米秸秆要作为覆盖物留在田间，由于作业工艺的不同，覆盖有整秆覆盖和粉碎覆盖两种方式。整秆覆盖可以是立秆，也可以是倒秆。整秆覆盖适合冬季风大地区。但整秆覆盖时，由于秸秆很长，会对次年的播种产生影响，所以此种覆盖方式不适合玉米产量高、秸秆量大的地方。粉碎覆盖是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，其覆盖效果好，保水能力强，但粉碎的秸秆易被风刮走或在田间集堆。所以对粉碎后的秸秆覆盖地可采用缺口圆盘耙(重耙)耙地，耙地可将部分秸秆混入土中，减少秸秆被大风刮走或集堆的可能性，也有利于冬季降水的入渗。3、深松(选择性作业)对于土壤较粘重(壤质土壤容重在1.3g／cm3以上，粘质土壤容重在1．4g/cm3以上的地区)或刚开始实行保护性耕作且土壤中有犁底层存在的地块，应进行深松作业，以利降水入渗。为减轻长秸秆影响深松机的通过，深松作业应在秸秆粉碎后至入冬前的休闲期进行，同时选用高地隙深松机。深松后出现的沟垄能增加地表的粗糙度，有利于保土(地表越粗糙，越不易发生水蚀)，故在休闲期可不进行诸如平地等作业。4、播前表土作业(选择性作业)春季播种前，应考察地表状况，决定是否进行表土作业。假如地表不平度较大，秸秆多或成堆，则应进行如浅松、弹齿耙耙地或必要时选用旋耕机浅旋。表土作业可改善地表状况，尤其是在地温较低的地方，还可提高表土地温，有利于播种和出苗。假如地表状况较好(平整、秸秆量适中)，则可不进行表土