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冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田技术与效益分析

时间:2023-12-12 13:30:02 来源:网友投稿

刘凡渝

在我国北方广大地区,冬小麦收获后一般要种植夏玉米,此时实施两茬秸秆直接还田技术,既能省工省力不误农时,又有利于增加土壤有机质,培肥地力,提高田地蓄水率,防止伏季“卡脖子”旱,还能避免因秸秆焚烧还田造成的环境污染。

目前,生产中应用的冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田技术主要包括3种模式,即小麦秸秆旋耕复播玉米—玉米秸秆粉碎还田模式、小麦秸秆硬茬复播玉米—玉米秸秆粉碎还田模式、小麦秸秆旋耕沟播玉米—玉米秸秆粉碎还田模式。现将各类复播、还田模式的技术要点与操作方法介绍如下:

一、适宜的气候条件与土肥条件

1. 气候条件

一般年均气温在12℃以上、≥10℃的年有效积温在3 900℃~4 600℃、年降水量550毫米、无霜期180~210天的一年两熟冬小麦—夏玉米种植区,适宜推广应用本技术。

2. 土肥条件

冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田技术虽然对肥力没有特殊要求,但更适宜于壤土与黏土、具备灌溉条件(以水浇地为好)、能够实施机械化作业的地块。

二、各类复播、还田模式的操作方法

1. 小麦秸秆旋耕复播玉米—玉米秸秆粉碎还田模式

①小麦收获及秸秆处理

成熟后的冬小麦采用联合收割机收获,留茬高度以20~30厘米为宜,并将机收小麦后吐出的麦秸均匀撒布在田间。

②夏玉米播种

采用旋耕播种机(用30~50马力拖拉机作牵引动力)一次性完成旋耕、覆盖和夏玉米播种,播种深度以5~6厘米为宜。

③适时中耕除草

加强中耕管理,人工除草与化学除草相结合,防止病蟲害侵袭。

④玉米收获

传统收获玉米时,需将玉米秆砍倒摘穗;
采用本模式时,则直接在田间进行人工摘穗运穗,使玉米秆在田间保持直立状态,然后用秸秆粉碎机直接对直立的玉米秸秆进行粉碎。

⑤耕作整地

玉米秸秆粉碎后,用旋耕机将其浅旋入土,深度约6厘米。

⑥播种小麦

用55马力拖拉机配条带免耕施肥播种机播种,播种深度4~5厘米。

⑦田间管理

采用常规方法进行浇水、追肥、除草,并注意防治病虫害。

2. 小麦秸秆硬茬复播玉米—玉米秸秆粉碎还田模式

①小麦收获

直接用联合收割机收获小麦,田间留茬高度以20厘米为宜。

②秸秆处理后复播夏玉米

将收割机吐出的麦秸撒匀或移出地块,待墒情适宜时,用30~50马力拖拉机带硬茬播种机播种夏玉米,播种深度5~6厘米。

③田间管理

适时进行中耕除草或化学除草,并注意防治病虫害。

④玉米收获与秸秆处理

收获时不砍倒玉米秆,直接在直立玉米秆上人工摘穗,然后用秸秆粉碎机对直立玉米秆直接进行粉碎。

⑤耕作整地

将粉碎的玉米秸秆深耕覆盖入土。如果使用的是旋耕机,耕作深度以6厘米为宜;
如果使用的是深耕犁,耕作深度在25~30厘米。

⑥播种小麦

用条带免耕施肥播种机播种小麦,播深以4~5厘米为宜。

⑦田间管理

加强水肥管理,注意中耕除草和防治病虫害。

3. 小麦秸秆旋耕沟播玉米—玉米秸秆粉碎还田模式

①收获小麦

用联合收割机收获小麦,田间留茬高度在20~30厘米。

②秸秆处理及复播夏玉米

将收割后的小麦秸秆均匀撒布在田间,墒情适宜时用旋耕起垄播种机,一次性完成麦秸还田和夏玉米种植,玉米播种深度在5~6厘米。

③田间管理

加强水肥管理,适时中耕除草和化学除草,注意防治病虫害。

④玉米收获与秸秆处理

玉米收获时,直接在直立的玉米秆上人工摘穗,然后用秸秆粉碎机将玉米秸秆粉碎,再用旋耕机将秸秆浅旋入土,深度以6厘米为宜。

⑤小麦播种

耕作整地后,待墒情适宜时用55马力拖拉机配条带免耕施肥播种机实施播种,播种深度4~5厘米。

⑥田间管理

采用常规方法实施田间管理,适时浇水、追肥、除草,并加强病虫害防治。

此模式的特点是:适合小麦收获后复播夏玉米、豆类等多种作物,同时可大大节约灌溉用水,提高自然降水的利用率。

三、配套技术

1. 地温与品种要求

根据经验,实施上述各类秸秆还田模式时,要求前期的地温比传统耕作模式低0.5~2℃,同时选择生长期稍短且耐水肥的优良品种,以利于充分发挥秸秆还田的增产优势。

2. 适当增加播种量

实施冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田的地块,由于旋耕覆盖秸秆,对作物出苗会产生不同程度的影响,所以播种量要比常规播种量增加25%~30%,以提高出苗率。

3. 实施配方施肥

冬小麦—夏玉米两茬作物秸秆直接还田耕作技术对土壤养分的要求比较严格,需要根据两季作物的目标产量、田间土壤养分的测定结果,科学确定氮、磷、钾肥的施用量;
同时,在配方施肥的基础上,适当增加氮肥施用量(一般增加15%~20%),以调整碳氮比。如果是肥力较低的地块,可在秋季冬小麦播种时每亩施入农家肥1 000千克;
如果是后期脱肥,可适量追施氮肥。

4. 加强病虫草害防控

为避免地下害虫危害,保证苗齐苗壮,要求种子进行包衣,并结合前期整地药物处理土壤(比如用10%锌拌磷可湿性粉剂进行土壤处理)。在玉米生长后期,要加强地上害虫如玉米螟的防治。中耕管理时,进行人工除草,草害严重时实施化学除草,避免来年实施秸秆直接还田后,杂草在田间蔓延。

5. 其他注意事项

实施冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田的地块,早春时节一般地温偏低,要通过中耕提高地温。实施本模式的地块容易发生草害,所以在人工中耕除草时,还应选择适宜的化学除草剂除草。长期实施本模式的地块,应每隔2~3年深耕1次,确保土壤上下层的养分均匀分布。

四、效益分析

山西省从20世纪90年代就开始推广小麦、玉米两茬秸秆直接还田技术,近年来技术内容不断完善和创新,应用范围逐步扩大,取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。

1. 经济效益可观

实施冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田保护性耕作技术,既能减少作业次数及成本,又能提高作物产量,其经济效益明显高于传统耕作方法。多年的试验结果表明,其每亩纯收益比传统耕作普遍增加500元以上。特别是在十年九旱的北方大部分地区,越是干旱的年份,实施保护性耕作带来的增产幅度越大,小麦平均增產达到20%以上,玉米达到30%~40%。

2. 生态效益和社会效益明显

实施冬小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田同小麦、玉米秸秆单茬直接还田等保护性耕作技术一样,均具有显著的蓄水保墒、培肥地力、提高水分利用率等优势。具体而言,可以减少地表径流,降低水分蒸发,提高水分利用率;
改善土壤团粒结构,增加土壤中的有机质含量,减少化肥的施用量。这些都有利于绿色种植的可持续发展,生态效益与社会效益非常明显。

①减少地表径流

下雨时田间地表覆盖的秸秆和残茬,不仅对雨滴起到缓冲和吸附作用,避免土壤表面板结,利于水分渗入土壤,还能减少径流的发生,提高水分渗入率。经过多年的试验测定,秸秆还田比传统耕作累计的径流量减少70%左右。

②降低水分蒸发

生产试验表明,无论是在作物生育期还是在土壤休闲期,采用保护性耕作技术,土壤水分蒸发损失可以降低20%左右,自然降水保蓄率可以提高25%左右。

分析原因:一是地表被秸秆残茬覆盖后,能够减少阳光的直射,使地表温度降低;
二是可以减弱地面风速,有利于保护墒情。根据某地试验,实施秸秆直接还田技术,小麦地休闲期水分蒸发量下降了8个百分点;
试验区小麦播种后持续半年干旱,测定土壤含水率,实施秸秆还田的地块比传统耕作地块提高了3个百分点。

③提高水分利用率

多年研究测定,实施保护性耕作可以使土壤含水量提高2~5个百分点,自然降水利用率提高16个百分点。

作物在整个生育过程中,需要连续不断地吸收水分,实施保护性耕作后,由于大量作物秸秆进入耕作层,有利于天然降水就地拦蓄快速入渗;
同时,作物秸秆经过生物发酵后空隙增加,能够改善土壤团粒结构,增加土壤中的毛细管,不仅可以提高田间持水能力,还可以使水分沿毛细管移动,作物需要少时上移得慢,需要多时上移得快,保证作物在整个生育过程中均衡用水。

④提高土壤肥力

根据调查测定,实施小麦—夏玉米两茬秸秆直接还田的地块,土壤肥力改善明显,一般土壤有机质含量增加0.5~1克/千克,有效磷增加25毫克/千克,速效钾增加35~40毫克/千克,土壤容重下降0.01~0.05克/厘米3。

(作者联系地址:山西省阳城县农机服务中心局 邮编:048100 )

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