玉米机械化保护性耕作是利用还田机械或收获机械将秸秆直接粉碎后均匀抛洒在地表,然后实施机械免(少)耕播种,已达到改善土壤结构、培肥地力、提高抗旱能力、减少风蚀、水蚀、节本增效实现农业可持续发展的一项先进耕作技术。
土地是农业生产的根本,传统的耕翻作业不仅增加生产成本,而且破坏土壤结构,增加土壤风蚀和水蚀,降低土壤的生产能力;秸秆焚烧,乱堆乱放和大量施用化肥,严重污染环境。
玉米保护性耕作是农民增收节支的有效途径,是缓解水危机的迫切需要,是发展循环农业、节约型农业和保护环境的重要举措。
文:冯国明
有效蓄水保墒
玉米机械化保护性耕作的主要作用就是蓄水保墒。以吉林省为例,当地常常出现季节性干旱,特别是在西部半干旱地区,情况更为严重。在西部半干旱区秸秆覆盖与裸露栽培相比,秸秆覆盖的土壤含水量比裸露栽培高12.86%。在梨树县,应用免耕播种技术3年的地块,土壤耕层含水量较传统种植方式增加12.39%,相当于增加了50mm降雨量;在公主岭市,玉米立茬覆盖少耕保护性耕作0~50cm土壤含水量高于春灭茬打垄21.60%,高于秋灭茬打垄17.80%。可见,免耕、少耕、秸秆覆盖等保护性耕作可明显增加土壤含水量,起到蓄水保墒的作用。
降低土壤侵蚀
玉米机械化保护性耕作技术与传统耕作技术相比具有显著降低风蚀和水蚀的作用。据监测表明,玉米立茬覆盖保护性耕作土壤风蚀量较传统耕作方式降低13.30%、水蚀量降低17.90%;也有资料显示,保护性耕作可以减少地表径流50%~60%,减少土壤流失80%左右。
少耕、免耕等保护性耕作技术减少了对土壤的扰动,作物根系起到固土作用,加上地表常年有残茬和作物的覆盖,大大减少了降水对表土的冲刷,起到降低风蚀水蚀的作用。
培肥保育土壤
玉米机械化保护性耕作的另一个重要作用就是提高土壤有机质含量,培肥地力,实现土壤资源的可持续利用。传统的耕作方式重用轻养导致土壤有机质下降。据相关研究显示,吉林省黑土区土壤有机质由开垦初期的5%下降到现在的2%左右,秸秆还田后有机质含量每年增加0.01~0.03个百分点。实行保护性耕作3年地块10cm耕层有机质含量比传统耕作方式的地块增加了25%。总之,保护性耕作作物根茬或秸秆直接还田腐烂,可明显提高土壤有机质含量,起到培肥地力的作用。
改善土壤结构
玉米机械化保护性耕作能够调节土壤孔隙,改善土壤结构。传统的耕作方式使土壤板结,犁底层加厚,不利于作物根系的生长发育。玉米立茬覆盖深松保护性耕作与传统耕法比较,0~40cm土层土壤容重和土壤硬度有降低趋势,总孔隙度增加,固相、液相和气相三相比趋于合理。秸秆覆盖技术增加0~10cm土壤孔隙度,土壤容重比对照降低0.090~0.103g/cm,连续2年秸秆覆盖后土壤孔隙度比常规耕作增加了8.37%~13.10%。
不同的保护性耕作方法能降低土壤容重,增加土壤孔隙度,调节土壤固、液和气三相比,进而改善土壤结构,为作物的根系生长发育提供良好的土壤环境。
实现节本增效玉米机械化保护性耕作具有节本增效的作用。保护性耕作方式种植的玉米可减少耕整地环节,用免耕播种可降低成本500~700元/hm2;在干旱地区,实行保护性耕作技术可以节肥、节水、节省劳力,节省能耗成本750元/hm2以上。保护性耕作技术机械一次进地完成多项作业,节省了清理秸秆、整地起垄、镇压、浇水等程序,降低了能耗成本,增加了经济效益。持续增产稳产因地制宜,科学采用玉米机械化保护性耕作技术可以提高作物产量。在吉林省敦化市和四平市两地分别实施3年和2年保护性耕作,玉米增产均达到10%。
①秸秆还田作业:不仅杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染,还有增肥增产作用,能增加土壤有机质,改善土壤结构,使土壤疏松,孔隙度增加,促进微生物活力和作物根系的发育。
②深松作业:实现土壤疏松,打破犁底层,增强雨水入渗速度和数量,减少径流,减少水分蒸发。作业后使耕层土壤不乱,动土量小,特别适合于黑土层浅、不宜耕翻作业的土壤。
③免耕播种作业:节省作业费,同时增强土壤的蓄水保墒能力。由于地表有秸秆覆盖,土壤的水、肥、气、热可协调供给,干旱时土壤不易裂缝,雨后不易积水。