甘肃省机械化保护性耕作技术体系研究

保护性耕作技术在蓄水保墒,减小径流,培肥地力,抑制扬尘,防止水土流失和土壤沙化等方面具有突出优势,在节水抗旱、节本增效、生态环境建设、促进农业可持续发展发挥着重要作用,成为农业增产、农民增收和促进农村经济发展的重要途径和有效措施。本文选择陇东黄土高原丘陵沟壑区的华池县和西峰区,分别进行玉米和冬小麦保护性耕作技术体系的研究,选择河西冷凉风沙灌区的肃州区进行春小麦和春玉米保护性耕作技术体系的研究,选择甘谷县作为陇东黄土高原丘陵沟壑区的代表,进行冬小麦保护性耕作技术体系的研究。采用当地传统翻耕,普通条播机点播作为对照,进行了留茬覆盖,休闲期深松,播前直接用免耕播种机播种等处理方式的对比试验。通过对土壤含水率、生长特点、产量、生产成本等技术指标的测定,全面探讨了适宜我省不同生态区的保护性耕作技术模式,为保护性耕作技术在甘肃大面积推广提供技术支撑。主要研究结果有: 1.根据河西冷凉风沙灌区农作制度特征和近年来保护性耕作技术研究结果,提出目前在该区较成熟的保护性耕作技术模式有3种:即玉米-春小麦技术模式,春小麦-玉米技术模式,玉米-玉米技术模式。根据中东部黄土高原丘陵沟壑区自然生态特征、农作制度和近年来开展保护性耕作技术的试验结果,提出目前在该区较成熟的保护性耕作技术模式有5种:一是冬小麦-冬小麦技术模式;二是糜谷-玉米技术模式;三是糜谷-春小麦技术模式;三是冬小麦-小秋作物技术模式;四是油菜-大豆技术模式;五是春玉米-冬小麦技术模式。总结提出了各种植模式的技术工艺体系、工艺流程、技术操作要点和配套农机具。 2.保护性耕作技术的实施主要以机械化技术为载体,秸秆残茬覆盖技术和免耕播种技术是保护性耕作机械化技术的核心技术。用免耕播种机一次完成开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业的播种施肥处理作业方式主要适用于前茬作物为小麦等低秆作物的播种作业,而用带状旋耕播种施肥机一次完成带状开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业的带状旋耕播种施肥处理作业方式主要实用于前茬为玉米等高秆作物或根茬较大的作物的播种作业。 3.应根据不同条件、不同作物,选择采用不同的秸秆处理方式秸秆残茬覆盖机械化技术。适合我省灌区和旱作区的根茬方式有两种:一是主要适合于冬小麦茬地种植冬小麦、小杂粮茬地种植玉米、春小麦茬地种植玉米的留根茬处理方式;二是主要适合于玉米茬地复种冬小麦、玉米茬地种植春小麦和玉米茬地种植玉米粉碎浅旋处理方式。 4.研究提出了秸秆粉碎还田覆盖、留根茬处理等秸秆及残茬处理技术,浅耙、浅旋和浅松等表土处理技术,免耕、少耕播种技术及免耕播种机性能要求,杂草、病虫害控制和防治技术,机械化深松技术的适耕条件、作业要求、作业周期等保护性耕作配套机械化技术及实施要点。同时对保护性耕作技术机具配置及操作过程中选择机具及工作部件应考虑的因素,免耕播种机、浅松机等保护性耕作关键机具的具体要求以及适宜我省灌区和旱区保护性耕作的免耕播种机具与土壤耕作机具进行了总结分析。 5.在秸秆及残茬处理技术中收获机械性能和秸秆切碎性能是重要指标,表土处理技术中处理深度、地表平整度、秸秆粉碎长度是主要指标,免耕少耕播种技术要求机械具备多种功能,排臃堵、破茬入土能力强。机具的作业性能是能否顺利实施保护性耕作技术的先决条件,要根据我省作物特性、土壤类型、田间管理措施、轮作制度、农艺要求、土壤中残茬覆盖量的情况及现有动力等作为选择机型和引进消化吸收和自主开发的依据。 6.对5个试验区0～50cm土层、50～100cm、100～180cm土层不同时期的土壤含水量测定结果表明:采取保护性耕作后,冬休闲期、播种期、收获后0～50cm土层内土壤水分较对照有不同程度的增加,50～100cm土层冬休闲期、播种期均表现为增加,但收获后各区在不同作物上表现不同。实施保护性耕作技术后,除华池县玉米比地膜玉米产量下降210kg/hm2外(但仍较露地增产),西峰区和甘谷县冬小麦比传统的耕作技术增产109.5kg-522kg/hm2,肃州区春小麦增产153kg/hm2,玉米增产79.5kg/hm2。各地玉米采用保护性耕作技术后每公顷可较地膜玉米减少330元～615元,节约工序45道～75道,节约劳动力45～120个工日。 7.提出了机械化保护性耕作技术推广中的几个关键问题:一是种植结构调整与机械化保护性耕作技术的广适性,二是合理轮作倒茬与机械化保护性耕作技术的配套性;三是保护性耕作的稳产性与可持续发展;四是保护性耕作技术的工艺路线的制定;五是保护性耕作技术中的深松及表土处理技术;六是保护性耕作技术中的病虫草害的综合防治;七是保护性耕作技术中的保障配套措施;八是保护性耕作技术中的试验研究问题。