保护性耕作与传统耕作的对比试验

2013年至2015年，西安市长安区农业机械管理站承担省级保护性耕作技术示范项目，第一年示范面积1万亩，逐年递增，3年累计完成了6万亩保护性耕作技术实施面积。夏季主要示范小麦秸秆切碎还田、玉米免耕带状播种技术;秋季主要示范玉米机械化收获、秸秆还田、深松整地、小麦免耕播种等技术。试验地选在省道107环山公路沿线杨庄、引镇街道。

试验目的：通过保护性耕作对比试验，让农民直观认识保护性耕作技术的良好效益，引导说服农民接受应用保护性耕作技术。通过相关数据的对比，不断完善具有长安区特色的保护性耕作技术方案，选择最佳耕作模式。

试验条件及内容：选择能代表长安区自然、土壤、水肥、产量水平的地块，在秦岭北麓环山公路沿线杨庄街道营沟村设立了农机技术对比试验田，在同一地块连续开展保护性耕作与传统耕作对比试验分析。以农机为主，联系农技、植保、土肥等部门对作物生长期实施全程监测。

作业机具：天拖950、东方红950、西安亚澳2BMG-4/7免耕带状型播种机、永晨1800型深松机、亚澳小麦免耕带状播种机、鑫乐2BMFD-6/12型防缠绕免耕播种机、海轮王2SFM-4型免耕精量深松施肥播种机、永佳自走式水旱两用喷杆喷雾机。

作业路线：1.保护性耕作：小麦机械收获→小麦秸秆留茬覆盖→夏玉米精量免耕播种(带状播种)→田间管理→玉米收获→秸秆粉碎还田覆盖→机械自动撒施化肥→深松(选择性)→小麦(少)免耕播种(带状播种或防缠绕免耕播种)→田间管理;2.传统耕作(习惯耕作)：小麦机械收获→人工处理麦秸及麦茬→玉米灭茬旋耕播种→田间管理→玉米机械化收获+秸秆还田→人工撒施化肥→机械深翻→小麦旋耕播种→田间管理。

一、机具试验过程

1.玉米播种机具作业过程?2015年在杨庄街办营沟村开展了两种不同玉米免耕播种技术集成模式对比试验。对比试验统一在小麦秸秆粉碎覆盖条件下进行，主要集成模式有两种：一是秸秆粉碎覆盖+免耕精量深松播种;二是秸秆粉碎覆盖+免耕精量播种。模式一采用山东生产的海轮王2SFM-4型免耕精量深松施肥播种作业50亩;模式二采用西安亚澳生产的2BYF-4型免耕精量播种机作业面积50亩，进行两种机型的对比试验。两种模式均采用相同的陕西金谷配方肥科技推广有限公司生产的26∶10∶10参混肥料做底肥，每亩40kg;品种：正大12;播量：3kg/亩;播期：6月12日。

2.小麦播种机具作业过程?2015年在杨庄街办营沟村开展了两种不同小麦免耕播种技术集成模式对比试验。对比试验统一在玉米秸秆还田覆盖条件下进行，主要集成模式有两种：一是秸秆还田覆盖+深松+小麦防缠绕免耕播种;二是秸秆还田覆盖+深松+小麦免耕带状播种。模式一：采用西安永晨生产的1800型深松机和河南洛阳生产的鑫乐2BMFD-6/12型防缠绕免耕播种机作业50亩;模式二：采用西安永晨生产的1800型深松机和西安亚澳生产的2BMG-4/7型小麦免耕带状播种机作业50亩。两种模式均采用小麦品种：西农3517;底肥：陕西金谷配方肥科技推广有限公司生产的18∶17∶7参混肥料做底肥;播量：12.5kg/亩;播期：10月13日。

二、机具对比试验情况

玉米种植机具：西安亚澳生产的2BYF-4型免耕精量播种机的种植效果优于西安亚澳生产的2BMG-4/7型免耕带状播种机。原因：主要区别在于节约种子和节省工序。亚澳2BYF-4型免耕精量播种机亩播4200苗，亚澳2BMG-4/7型免耕带状播种机亩播2kg～2.5kg，而且亚澳2BYF-4型免耕精量播种机后期无需提苗，节约人工提苗费用30元/亩。

小麦种植机具：统一在玉米机械化收获(摘穗)，秸秆还田覆盖，特别是在秸秆量大、土壤墒情较大的情况下，河南洛阳生产的鑫乐2BMFD-6/12型防缠绕免耕播种机通过性、稳定性要优于西安亚澳生产的2BMG-4/7型小麦免耕带状播种机。原因：主要区别于两种机具的旋耕刀形状和旋耕机转速。鑫乐2BMFD-6/12型防缠绕免耕播种机旋耕刀为圆盘锯齿刀(直刀)，圆盘锯齿刀数：96把，刀轴转数310r/min, 作业速度2km/h～5km/h。亚澳2BMG4/7型小麦免耕带状播种机旋耕刀为弯刀，旋耕刀数：36把，刀轴转数283r/min，作业速度2km/h～5km/h。

通过试验发现：圆盘锯齿刀在作业时直接将秸秆切碎成3cm长的小段，切段后秸秆滑落到沟底，下种在沟坡两侧与土壤完全接触，确保了出苗率。弯曲旋耕刀在作业时切碎秸秆效果不明显，墒情好的情况下容易产生缠绕、壅堵现象，导致播种出现浮子，严重影响小麦出苗率。并且鑫乐2BMFD-6/12型防缠绕免耕播种机旋耕机转速高于亚澳2BMG-4/7型小麦免耕带状播种机。

三、农作物对比试验情况

1.土壤蓄水情况对比测试?表1是杨庄街办营沟村两种模式土壤含水率的变化情况。从表中可以看出，保护性耕作的土壤含水率高于传统耕作。0～10cm，10cm～20cm，20cm～30cm，30cm～40cm土壤含水率保护性耕作比传统耕作高0.53，0.68，0.30，0.28个百分点。由于秸秆覆盖降低了土壤水分蒸发，同时免耕减轻了农机具对土壤的压实作用，土壤孔隙相对增多，从而使土壤的透水性和蓄水保墒能力得到了有效提高。

表1　土壤含水率变化一览表

地址：杨庄街办营沟村 　单位：%

2.土壤有机质含量的变化?表2是长安区杨庄街办营沟村的监测数据，其结果表明：0～10cm土壤有机质含量保护性耕作增加0.016%，传统耕作增加0.005%;10cm～20cm土壤有机质含量保护性耕作增加0.011%，传统耕作增加0.004%;20cm～30cm土壤有机质含量保护性耕作增加0.008%，传统耕作增加0.001%;30cm～40cm土壤有机质含量保护性耕作增加0.005%，传统播种增加0.003%。

由于免耕用大量秸秆及残茬覆盖地表，直接增加了有机质，同时减少耕作。

表2　土壤有机质含量变化一览表

地址：杨庄街办营沟村　单位：%

3.杂草、病虫害的影响?实施保护性耕作以来，没有重大病、虫、草害发生。常见病虫害(如小麦麦穗蚜危害、白粉病、锈病)普遍偏轻，级别相同，差异不明显;田间杂草的数量、大小及重量不存在明显差异。杂草和各种常见病虫、草害得到有效控制，对作物生长就没有负面影响。

4.作物生长情况测试

(1)玉米生长情况?表3测试结果表明，免耕精量深松比免耕精量亩穗数增加130个，穗粒数增加4.2粒，千粒重增加2.9g，亩增产26.4kg。

表3　2015年玉米生长状况测试一览表

地点：杨庄街办营沟村

免耕精量深松播种玉米增产主要原因：①争取积温。采用玉米兔耕播种，可比耕翻后播种提前5天～10天完成，为早腾茬和下茬适时播种创造条件。②抗倒伏。由于长安区在8月中下旬易出现大风大雨等强对流天气，玉米倒伏较为普遍。采用免耕播种，由于玉米根系扎土较深，所产生的气生根较多，因此抗倒伏能力增强。③蓄水保墒。如墒情适中，深翻后播种会加速水分的蒸发，不利于种子发芽;如墒情差，为保证发芽出苗，需要浇水，耕翻地比免耕地用水量多一倍。④节省肥料。由于不深耕，麦茬、麦草留于地表，接受阳光多，气温高，比埋在地下腐烂快，提高了土壤肥效。同时，麦草腐烂时产生的CO2，促进了玉米的光合作用，利于玉米生长。⑤无需培土。玉米系须根作物，培土后须根会扎在松土上，对固株的作用甚微。⑥减少水土流失。由于麦草和麦茬对地表的覆盖作用，有效地减少了田间的径流量、蒸发量和风蚀量。

(2)小麦生长情况?表4表明，深松防缠绕播种小麦亩穗数小于深松带状播种，但由于肥力集中和边行优势的作用，有效分蘖多于带状播种，穗粒数比带状播种增加1.8个，千粒重比带状播种增加1.5g，亩增产30.5kg。

表4　2015年度小麦生长状况测试一览表

地点：杨庄街办营沟村

深松+防缠绕播种小麦增产主要原因：一是秸秆覆盖具有较好的蓄水保墒作用，抗旱能力增强。二是秸秆覆盖提高了小麦的抗冻能力。在小麦越冬期可提高地温，在开春后地温相对较低，小麦返青相对较晚，避免了“倒春寒”对小麦的冻害。三是肥效提高。免耕播种可实现化肥深施和沟内镇压，大大降低化肥流失，提高肥效。四是培肥地力，改善结构。玉米秸秆直接粉碎还田，增加土壤有机质的含量，不(少)耕翻土地减缓了有机质的氧化分解，有利于有机质的积累和肥力的提高;土壤地表覆盖秸秆，土壤表层不受雨水直接冲击，防止了土壤板结，从而改善土壤结构，培肥了地力。五是抗病虫害能力增强。

四、主要结论

1.通过试验表明，小麦种植机具：河南洛阳生产的鑫乐2BMFD-6/12型小麦防缠绕免耕播种机(一沟两行)，适宜在长安区大面积推广。玉米种植机具：西安亚澳生产的2BYF-4型免耕精量播种机适宜在本区大面积应用。

2.由于秸秆覆盖降低了土壤水分蒸发，同时免耕减轻了农机具对土壤的压实作用，土壤孔隙相对增多，从而使土壤的透水性和蓄水保墒能力得到了有效提高。

3.保护性耕作技术的推广应用，具有显著的社会效益。在减少农业生产投入的情况下增加粮食产量，增加农民收入。