传统的旱田耕作是在烧秸秆的基础上进行翻耕、灭茬、旋耕或破垄种植,这些方式由于地表裸露,多年来风雨侵蚀造成的水土流失在黑土区已经十分严重,耕层变薄和水蚀沟侵蚀对黑土区农业可持续造成威胁,地力下降、化肥过量使用使耕地的质量下降。翻耕虽然也能实现秸秆还田,但翻耕因地表裸露风雨侵蚀严重,有机质消耗快,耕层变薄,作业成本高,多年翻耕的地区已经有黑土层被剥蚀殆尽的情况,是不可持续的耕作方式。翻耕地表干净、地温高,有利于小型播种机控制质量, 但地温高的代价是蒸发量大,正常条件下表土含水量较秸秆覆盖少 5-7%以上。黑土地区年降雨量 400～500 毫米左右,春季多风干旱为主,地表裸露是造成风雨侵蚀的直接原因,淘汰翻耕和焚烧秸秆的种植方式,推广先进的秸秆覆盖保护性农业已经势在必行。
与传统的翻耕措施相比,免耕少耕地表有 30%以上的秸秆覆盖率,免耕是不进行耕作的种植模式,少耕有条带耕作和耙地碎混秸秆两种方法,具有省成本、保护土壤效果好,保墒、增产、增效明显的优势。保护性耕作的核心是地表有覆盖秸秆,是提高雨水利用率和产量效益,解决黑土地水土流失的首选措施。
免耕少耕的适用范围
自然界的土壤原本就是有植物残余物覆盖着的,土壤一旦裸露就会使表土干燥,真菌和蚯蚓等生物减少,风雨剥蚀加重。因此保护耕地最好的方式就是有覆盖物,秸秆残茬和种植覆盖作物都可以。北方地区常见作物是大豆和玉米,豆茬秸秆量少,不影响地温和机械播种,开展免耕在寒冷地区很适用。如果秸秆覆盖率不高也可以免耕,既能减少作业成本,又能保墒。免耕适合积温高或秸秆覆盖率低的情况。
如果玉米收获抛撒后秸秆覆盖率过高,在寒冷地区会影响早春地温,遇到春雨多土壤干燥变慢会延迟播期,因此秸秆覆盖率高的地块适合条带耕作和耙地碎混秸秆的方法。苗带耕作是把苗带的秸秆清理到两侧,苗带裸露出苗时地温与翻耕相近,出苗快。苗带两侧有秸秆覆盖减少水分蒸发,解决水土流失。条带耕作属于少耕技术,在北美洲和吉林省梨树县、黑龙江省龙江县应用效果十分明显,解决了土壤侵蚀问题,节本、保墒、培肥地力,增产增效显著。目前,吉林省已经大面积推广梨树县的条带耕作模式。深松耙地碎混的方式一般用于收获时田间土壤被收获机车压出的车辙过多或土地多年未进行深松,犁底层厚、渗透性差的土壤。
免耕和少耕地表都有秸秆,播种需要免耕播种机或带有清理秸秆的切刀和拨草轮的播种设备, 缺少免耕播种机是影响保护性耕作大面积推广的主要原因。目前,黑龙江省的试验示范证明了少耕措施既能提高地温、保水分,又能提高产量、保护土地,是适合东北地区的优势耕作模式。
免耕少耕的作业方法
耕层浅的地块建议进行深松打破犁底层,犁底层是由于机械碾压、连续翻耕或多年破垄种植形成致密的土层,一般在耕层下 20～30 厘米处,深松 35 厘米即可打破犁底层,增加渗透能力,抗旱涝效果明显提高。有犁底层的地就像是“有底的花盆”,深松就是把耕地从“有底的花盆”变成“没有底的超级大花盆”,增产可达 5～10%以上。
免耕少耕技术并不复杂,就是避免翻耕和旋耕,以耙地和条带耕作、免耕的方式进行种植。但有秸秆覆盖时小型播种机作业增加了困难,切不透秸秆,拖堆、种子覆土不好,或种子播在秸秆上不能与土壤紧密接触,造成出苗不齐、缺苗断条,因此没有免耕播种机的农户才会有畏难情绪,无法实施秸秆覆盖措施。事实证明,秸秆覆盖只要有免耕播种机,提高春旱时保墒出苗效果,保证播种质量完全能做到。
条带耕作是在秋季或春播前把苗带秸秆清理干净,苗带裸露地温高,苗带两侧有秸秆覆盖,解决了风蚀和雨蚀,保墒且避免表土结壳。条带耕作有两种方法,一种是宽窄行种植模式,用搂草机指轮改装清草设备,把苗带秸秆清理到两侧,在裸露的苗带上播两行(40 厘米),在宽行(80 厘米)放秸秆。另一种是等行距清理苗带,一般是在秋季进行秋施肥同时清理出苗带,春季在裸露的苗带上播种地温高,播种质量好控制,苗情好。这两种方法目前在吉林地区和龙江县已经大面积应用,增产在 8%以上。与翻耕相比作业成本大幅度下降,雨水利用率明显提高,翻耕由于雨水冲击造成表土产生密封层(干燥时结壳),雨水实际上只有 30～50%能渗入地下,大量的雨水以径流方式损失。而秸秆覆盖的地块因减少了表土密封结壳,70%以上的雨水能渗入地下,抗旱涝效果明显提高,水土流失得以解决, 提高雨水利用率是增产的主要原因,保护黑土地效果十分突出。
二九一农场第四管理区的深松耙地连续开展 8 年,现在地里已经出现蚯蚓和蘑菇,吉林梨树地区连续 12 年条带耕作的地块,每平方米蚯蚓达到 120 条,耕层变薄的趋势得到有效控制。这些变化都说明,采用以秸秆覆盖为核心的免耕少耕,推广免耕播种机是黑土区保护性农业的最佳选择。
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