伊犁州直玉米免耕播种技术的推广与应用

杨建国,俞 涌,阿不力克木·托合提

(伊犁哈萨克自治州农牧机械化技术推广总站,新疆 伊犁 835000)

0 引言

玉米免耕播种技术是目前我国推广最为广泛、辐射面积最大的保护性耕作技术之一,已在我国大面积推广应用[1-2]。该技术实施可实现玉米生产节本增效、提质增产的目的,具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。常规玉米机械播种作业都是在土地翻耕作业后进行,固然翻耕作业能除去土壤表面残茬、疏松耕地土壤,有利于播种,但同时也破坏了对耕地的保护。翻耕后在风蚀、水蚀作用下加剧土壤N、P、K及有机质等流失,削弱土壤保水保肥能力,使土壤慢慢失去生物活性,严重影响农作物提质增产[3-4]。

免耕播种技术是实现保护性耕作的有效途径,是利用免耕播种机实现在前茬作物秸秆与根茬不经处理状态下,直接在未翻耕的耕地上一次完成苗带处理、开下种沟、播种播肥、覆土镇压等作业的一项技术,长期应用免耕播种技术在生产节本增效、改善土壤环境、提高土壤墒情等方面有明显作用[5],有效促进农业可持续发展,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益,因此积极应用推广玉米免耕播种技术十分必要。

伊犁州直地处新疆西部天山北坡伊犁河谷,耕地面积 45.38 万hm2,土地肥力、气候、雨量、日照等条件较好,年平均气温 10.5 ℃,全年日照时数达2 600～3 000 h,无霜期149 d。伊犁州直平均年降水量约 300 mm,典型的干旱半干旱绿洲灌溉农业生产区[6]。伊犁州直农业发展具有一定优势,是新疆维吾尔自治区重要的粮食生产基地[7]。2022年伊犁州直在伊宁县喀什镇、新源县阿勒马勒镇分别开展了滴灌条件下保护性耕作技术暨玉米免耕播种技术的示范推广工作,两处示范点面积共计13.33 hm2,初步成效显著。

1 玉米免耕播种技术优势分析

1.1 具有良好的经济效益优势

与常规方式相比,利用免耕播种技术可直接在未经翻耕的耕地上一次性完成玉米播种、施肥作业,无需进行清理残留秸秆、犁地、整地等作业工序。免耕播种后玉米株距合格率高,很好满足农艺要求,节省作业时间及经济成本。玉米免耕播种使用侧深施肥技术,增加了化肥的使用效率,减少10%～20%化肥施用量,进一步降低了玉米生产成本[8]。另外,玉米免耕播种能有效提升玉米成活率和出苗率,根系发达抗倒伏能力强,能汲取到更多的水分和养分,前茬作物秸秆经过化肥和夏季高温作用分解出玉米生长所需的营养物质,进一步提高玉米产量[9]。

根据2022年示范应用情况,免耕播种模式较常规播种模式对比,降低作业生产成本900 元·hm-2(犁地600元·hm-2,整地300元·hm-2)、产量增加1200 kg·hm-2,增产10%左右。按玉米籽粒2元·kg-1计算,每公顷收益增加约2 400元,综合收益增加3 300元·hm-2。

1.2 有助于增加耕地蓄水保墒能力

1.2.1 改善作物生长环境

玉米免耕播种后土壤表面有残茬覆盖能锁住地表水分,为玉米生根发芽创造有利条件。与常规模式相比玉米根系不能在浅层土壤迅速生长,促进玉米主根不断向土壤深处延伸,汲取更多营养的同时带来抗倒伏的增益效果。秸秆经过夏季高温作用,在土壤中释放出其含有的有机质,起到培肥地力的作用,更有利于玉米生长。

1.2.2 改善耕地水肥条件

利用玉米免耕播种技术,不仅减少常规耕作时水分蒸发损失,还能增加通过蚯蚓活动及前茬作物秸秆及根系腐烂后形成的孔隙渗入土壤的水分。据相关研究,免耕地块可降低水蚀危害,提高土壤水分利用率15%～17%,增加耕地保墒能力14%～15%[10]。配合使用滴灌模式,进一步提高了玉米水肥利用率,节约水肥资源。

根据2022年示范应用情况,免耕播种较常规播种玉米在生育期的株高、株直径、出苗率、根系长度等参数表现上具有明显优势。

1.3 社会生态效益明显

1.3.1 优化土壤结构及耕地质量

采用玉米免耕播种技术,在前茬作物秸秆覆盖层保护下,能减轻耕地土壤的风蚀(土壤流失)80%、水蚀(水分流失)60%,使土壤环境恶化问题得到有效控制,秸秆覆盖层降解为土壤需要的养分和有机质,有利于形成肥沃的土壤环境,使耕地土壤慢慢恢复到其自然状态[11]。还有利于增加耕地中蚯蚓及有益微生物的数量,使耕地逐渐恢复原生状态。另外,免耕播种能减少机械作业次数,一次性就能完成播种施肥作业,避免常规播种模式需要机械多次下地作业,有效促进土壤恢复团粒结构,提升耕地质量有利于农业生产可持续发展。

1.3.2 促进生态环境保护

免耕播种地块表面土壤紧实,无常规翻耕播种后农田表层松散的土壤颗粒,在秸秆覆盖层保护作用下,相较常规播种模式将降低土壤表层空气流动速度,能有效抑制春天刮风季节裸露农田扬尘,减少农田周边大范围粉尘污染,降低沙尘暴等,促进生态环境保护。据相关研究表明,免耕播种比常规翻耕播种模式减少地表0～150 cm范围内18.4%～21.2%的农田扬尘,有效减轻土肥损失和空气污染[12]。减缓了土壤原有的有机质、速效钾、速效氮的流失速度生态效益明显。

另外,实施玉米免耕播种可减少犁地、整地等农机作业工序,显著降低柴油消耗,间接实现降低碳排放。对免耕播种技术的研究表明,相比常规翻耕节约能耗23%[13]。免耕播种技术可提高土壤结构稳定性,增加了有机质对土壤的保护,使得土壤碳的存储量增加。与常规翻耕播种作为对照,免耕播种技术可有效减少CO2、CH4、N2O等气体的产生。

2 玉米免耕播种技术要点

2.1 做好播前准备工作

2.1.1 耕地准备

选择土地平整、秸秆覆盖均匀的地块,对伊犁州直区域,气温稳定在12 ℃以上,耕层5～10 cm土层地温稳定在10 ℃以上,田间持水量70%时即可抢墒播种。采用免耕播种机一次进地完成开沟、苗带秸秆清理、播种、施肥、覆土和镇压等多项作业,不宜早播谨防倒春寒,一般在4月中下旬播种。由于伊犁州直农作物秸秆绝大部分充当牲畜养殖饲料,作物收获后进行秸秆收集打包作业,因此基本不存在秸秆覆盖量过大的情况,为玉米免耕播种作业创造便利条件。

2.1.2 种肥准备

玉米种子对最终是否能达到增产增收的目的起到重要作用,应选用适宜机械化作业,适合伊犁州直气候、土壤、肥力、水分、积温等条件的玉米品种。应选用经过加工、包衣玉米种子,种子质量应当满足净度≥99%、纯度≥98%、发芽率≥95%、水分≤13%。玉米种子宜进行包衣处理,未包衣种子宜采用适宜的杀虫剂和杀菌剂进行拌种处理,有条件的也可对种子进行磁化处理。玉米免耕播种可同时完成玉米播种、施肥等作业,底肥播在种子下方或侧下方8～10 cm处,与种子分层隔开。

2.1.3 机具准备

选择适应性、可靠性、工作性能均达标的玉米免耕播种机,高效完成玉米播种、施肥、滴灌带铺设作业。仔细阅读玉米免耕播种机使用说明,按照要求对机具技术参数进行调整,保证能满足农艺要求完成玉米播种。播前要对玉米免耕播种机的各工作部位进行检查,是否存在损坏缺失等现象,并进行及时整备。检查如无问题还要进行试作业,观察运动部件是否有卡滞情况,保证满足田间作业要求,确保整机运行平稳可靠[14]。

2022年伊犁州直开展玉米免耕播种技术示范应用中,在新源县阿勒马勒镇采用山东大华2BMYFQQ-8型牵引式免耕气吸播种机,在伊宁喀什镇采用德邦大为2BMG-8型牵引式免耕精量播种机,此两台免耕播种机均能符合玉米播种要求。

2.2 免耕播种作业

2.2.1 播量

玉米播量一般为9.7万～12.0万粒·hm-2,实际应用中免耕玉米播种量为11.7万粒·hm-2,保苗10.5万株·hm-2以上,播种单株率>98%,机械破碎率均不超过0.5%,空穴率<1%。

2.2.2 播深

伊犁河谷区域一般条件下玉米播种深度在3～5 cm,播种季节发生干旱的播种深度适当增加1～2 cm,覆土镇压均匀紧实,确保种子顺利发芽。

2.2.3 株行距

玉米免耕播种机可直接调节行距、株距,本次示范应用采用宽窄行播种,宽行行距60 cm,窄行行距40 cm,播种株距为17 cm。

2.3 病虫草害防治

2.3.1 化学除草

由于免耕播种模式对土壤扰动较小,杂草种子集中在表层土壤,杂草易较早发生,且不能像翻耕那样对多年生杂草地下根茎造成破坏[15],因此免耕播种模式下草害治理有一定压力。应因地制宜针对种植地块杂草的种类,选用适宜的除草剂进行苗前、苗后除草。合理配比除草药剂,搅拌均匀后喷雾机进行喷洒,要注意喷洒时雾滴均匀覆盖杂草表面,避免漏喷与重喷,在喷药机具的选择上也要符合相关安全标准。

本次示范应用中选用了3WPX-600-6型悬挂式喷杆喷雾机进行一次苗后除草作业,后期对局部小面积地块补充进行一次人工除草作业,杂草得到有效控制。除草剂使用笨唑氟草酮·莠去津,总有效成分含量25%(其中笨唑氟草酮含量3%,莠去津含量22%),使用量4 500 mL·hm-2。

2.3.2 病虫害防治

免耕播种技术中对秸秆覆盖还田,对土壤扰动较小,直接影响作物本身及耕地土壤环境,也对农田生态系统中生物种群造成一定影响,包括地下害虫、土传病害菌群,尤其是在残茬内部生存的害虫、病毒、细菌,可能导致玉米病虫害种类增多、危害加重[16]。因此除了要对病虫害情况进行时时监测、及时处理,还要根据种植区域病虫害发生特点,合理选择生物化学防治手段,制定相应预案,以便科学应对病虫害发生。

3 技术应用推广中的问题

3.1 基层农机化技术推广人员不足

农机化新技术的应用推广最终目的是让广大农户受益,其离不开基层推广人员。推广人员素质的高低直接影响着农机化新技术的推广效果。由于近年来机构改革、事业单位改革等导致单位职能、人员岗位变动较大,客观上造成基层农机化技术推广服务组织和推广人员数量流失严重。另一方面,有相当一部分推广人员“在职不在岗”,名义上还是技术推广人员但实际上工作内容和推广工作完全无关。由于推广服务组织大多是政府机关下属事业单位,因此造成基层推广人员岗位变动较为频繁,加之下沉驻村等影响,进一步造成基层推广人员紧缺[17]。基层推广人员年龄断层情况较为突出。农机化专业知识结构老化,理论与实践难以良好的结合,对新技术没有得到系统的学习与掌握,与农机化技术先进地区交流合作较少,项目实施推广经验不足,待遇条件有限,难以吸引高素质技术人才,难以形成可持续发展的良好状态。

3.2 资金投入较小,示范推广效果有限

2022年伊犁州直开展玉米免耕播技术示范推广项目,总投入资金20万元,建立示范点两个共计13.33 hm2,虽然实施经验不足但仍取得了良好的效果。为充分验证该技术在伊犁州直的适应性,还需要进行较大面积的应用,因此需要投入更多资金支持,扩大示范推广种植面积增强示范推广效果,扩大影响范围,为今后大面积在伊犁州直开展玉米免耕播种技术实施做好技术储备。资金投入小因此项目只能以机械租赁的形式实施,而目前本地市场免耕播种机械保有量较低,相应配件也较少,农忙时节容易档期冲突,配件不能及时更换,影响播种作业效率。

3.3 农户对新技术应用积极性不高

玉米免耕播种技术对本地农户来说还是一项新兴技术,由于年龄、生活水平及受教育水平的影响,广大农户从思想上没有完全接受。同时受制于农户普遍经济能力较弱,难以承受玉米免耕播种机的一次性投入,农户购买使用玉米免耕播种机不得不多一层考虑,对玉米免耕播种技术示范推广有一定影响。

4 建议

4.1 扩大技术应用推广投入

建议各级政府多渠道积极争取加大对玉米免耕播种技术推广项目资金投入,加大对玉米免耕播种技术推广政策支持力度,加强玉米免耕播种技术示范区建设,扩大玉米免耕种植面积,扶持农机合作社和农机大户购买先进、适应性强的玉米免耕播种机械。

4.2 建议政府出台作业补贴政策

由于本地现有免耕播种机型作业速度相对较慢,对配套动力的功率要求较高,作业环境相对恶劣,因此建议出台免耕作业补贴政策,进一步推动玉米免耕播种技术大范围应用。

4.3 积极做好技术支撑

建议成立自治区、地(州)、县(市)不同层级专家指导组,培养保护性耕作技术相关人才,组织技术人员赴内地玉米免耕播种技术应用发达省市进行交流学习,全面掌握该技术专业知识和技能,加强农机、农艺融合,完善作业模式,制定技术规程。

4.4 扩大宣传

通过各种新兴宣传途径和载体,举办针对玉米免耕播种技术的宣传活动,扩大对玉米免耕播种技术及机械相关内容的宣传,通过知识讲座、技术培训班等形式加大对基层农业技术人员、农机合作社、农机大户的宣传,进一步推动伊犁州直玉米免耕播种技术大范围实施。

5 结语

玉米免耕播种技术相较常规翻耕种植模式有不可比拟的优势,其技术要点也较容易学习掌握。从应用的情况看,初步证明玉米免耕播种技术在伊犁州直是适用可行的。该技术的推广使用对促进伊犁州直农业高质量发展、创建农业强州具有重要意义,因此还需进一步加大该技术在伊犁州直示范推广的力度。