王洪涛

摘 要 机械化保护性耕作技术是对传统耕作技术的变革，是保护生态环境、促进农业增产的重要措施，非常适合应用在旱作中，是实现农业可持续发展的必由之路。为介绍推广机械化保护性耕作技术，从抑制土壤扬尘，减少水土流失；改善土壤肥力，优化土壤结构；降低农业成本，提高粮食产量；促进作物生产，提高种植产量几个方面总结了机械化保护性耕作技术的原理与成效，并以山东省宁阳县为例，总结了玉米机械化保护性耕作技术的应用方式。

关键词 机械化保护性耕作；玉米种植；应用；山东省宁阳县

中图分类号：S513 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.24.011

山东省宁阳县是农业大县，20世纪80年代，宁阳县农业经济得到了迅速发展，但是受到人为、自然因素的影响，农业生态环境恶化，给农业经济的发展带来了一定的挑战。宁阳县气候干旱，年平均降水量689.6 mm，秋冬降水量偏少，常发生春旱，农业生态环境持续恶化。为了实现农业的稳步发展，除了做好节水灌溉、退耕还林等工作，还需要从耕作制度的改革着手。对此，宁阳县近些年来积极推行机械化保护性耕作技术，取得了良好的成果。

1 机械化保护性耕作技术的作用

1.1 抑制土壤扬尘，减少水土流失

推广机械化保护性耕作技术，可以通过秸秆覆盖地表减轻降水给土壤带来的冲击，促进雨水下渗，有效减少地表径流。美国农业部提供的数据显示，机械化保护性耕作技术可减少60%～80%的水土流失量。这一技术的应用还可以显著降低风速，避免土壤颗粒被大风吹起，有效改善土壤中的团粒结构，无论是在保水还是保土方面，都具有明显优势[1]。

1.2 改善土壤肥力，优化土壤结构

机械化保护性耕作技术通过利用残渣与秸秆，提高土壤中有机物的含量，优化土壤的理化性质。根据西北农林科技大学的研究，在连续3年采用机械化保护性耕作技术的农田中，土壤的氮、磷、有机物含量均有所增加，全氮、全磷、有机物质增加量分别为15.5%、9.4%、17.9%。另澳大利亚农业研究部的研究测试显示，连续推行15年机械化保护性耕作技术后，土壤中的蚯蚓数量明显增加，蚯蚓的大量繁殖可进一步改善土壤的理化性质，提高土壤肥力。

1.3 降低农业成本，提高粮食产量

山东省常用的耕作方式有耙磨、翻耕、镇压等，这些方式在农业发展进程中曾经做出极大的贡献，但这种农作方式工序复杂、能耗较高、劳动力消耗大，显著增加了农业生产成本。以玉米种植为例，传统的种植方式琐碎、复杂，种植成本达到每公顷

3 400元，占相关产量总价值的30%左右。在使用机械性保护性耕作技术后，可减少4～5道工序、降低23%～29%的成本；再加上机械性保护性耕作技术的增产明显，可增加20%～30%的产量，有效提高了农民收益。

1.4 促进作物生产，提高种植产量

利用机械化保护性耕作技术，可以改善作物生长的微生态环境。以春玉米种植为例，使用机械化保护性耕作技术可有效改善幼苗的生长环境，且玉米各期的生长效果都要优于传统耕作方式，产量也更高。从中国农业大学的研究数据来看，春玉米实施机械化保护性耕作技术后，水分利用率提高了17.2%，产量增加16.8%；冬小麦在实施机械化保护性耕作技术后，水分利用率提高了15.8%，产量增加15.2%。

2 宁阳县玉米机械化保护性耕作技术的应用

2.1 推广现状

宁阳县总面积1 125 km2，共有耕地面积5.33万hm2，

其中丘陵耕地面积达2.13万hm2。从2008年开始，宁阳县大力发展机械化保护性耕作技术，并以此为推动农村经济发展的主要措施；2009年，宁阳镇建立了第一个万亩保护性耕作示范园。截至2022年底，宁阳县农业综合化机械化水平在80%以上，被评为2022年度“两全两高”农业机械化示范县（示范市）。为了发展机械化保护性耕作技术，宁阳县政府推出了一系列的扶持政策，将机械化保护性耕作技术的推广任务下达到各个乡镇，制定了对应的奖励政策，并通过召开现场发布会、增加作业补贴及累加补贴等举措，显著促进了机械化保护性耕作技术的发展，出现了推广面积持续增加、机械数量快速增多的良好局面，秸秆还田、玉米机收、小麦免耕作业模式得到了跨越式的发展。

2.2 实际应用

2.2.1 玉米品种的选择

玉米品种会直接影响玉米产量，根据宁阳县的土壤环境、气候情况、土地利用率等，需要选择成熟稳定、产量高、抗逆性强、出芽率高的品种，并确保在使用免耕播种技术的条件下，玉米品种的出芽率超过95%。宁阳县是中晚熟种植区，活跃积温介于2 300～2 500 ℃，综合各项因素，玉米品种主要选择MY73。

2.2.2 种植方式

宁阳县玉米种植的方式有2类。1）寬窄行交替种植。这一模式不改变原有的种植行数，将传统的均匀垄种植改为宽窄行交替种植，宽行为90 cm或80 cm，窄行通常为40 cm或50cm。宽行、窄行分别为休耕带与种植生长带，每年进行交替种植。这一模式可充分发挥出MY73的品种优势，还可提高田地的通风透光性，从而提高产量。2）均匀垄种植。均匀垄种植是宁阳县长期以来惯用的一种种植方式，不少农民依然在沿用这种耕作方式，即每年交替在垄台与垄沟种植，

2年为一个周期。均匀垄种植可以利用垄台、垄沟的高留茬固土，以及便于结合秸秆覆盖减缓土壤表层的流动，有效减少扬尘对生态环境带来的影响。

2.2.3 耕作方式

1）秸秆覆盖还田。秸秆覆盖还田即在秋季机械收获中将秸秆覆盖在地表，于次年春季进行相应的处理，既是处理秸秆的最优途径，也可有效提高土壤肥力。针对宽窄行交替种植、均匀垄种植方式的不同，需要采用对应的秸秆覆盖还田方式。针对宽窄行交替种植，通常采用秸秆全部覆盖还田+机械化收获的方式，提前对秸秆进行集中化处理，将待播种带完全清空，将秸秆堆放在“休闲带”上[2]。对于容易出现春旱的地块，在播种前几天需要进行免耕播种。如果地块的秸秆量较少，可额外进行秸秆归行。针对均匀垄种植，则使用秸秆全量覆盖还田均匀免耕播种技术，在前茬玉米收获后，将其覆盖于地表，次年春季实施均匀行免耕播。主要是采用秸秆全覆盖+机械收获的方式，秸秆切碎长度控制在10 cm内，割茬高度不超过8 cm。

2）机械化整地。整地可提高田地的蓄水能力、优化土壤结构，促进玉米生长，如果田块的黏土层较厚，需要进行深松作业。为了保障处理效果，需使用秸秆还田机将散落在田地中的秸秆粉碎再进行深松作业。根据不同地块的情况，灵活选择深松+旋耕、深松+浅耕的方式，播种前使用36.77 kW以上的拖拉机配和旋耕机进行作业。在完成秋收之后可进行深松作业，深度以30 cm左右为宜。

3）机械化播种。播种作业由播种机完成，播种首年以宽行90 cm为休耕带、窄行40 cm为种植带，此后每年轮换。播种前后都需进行镇压，通过播种前镇压来提高整地效果，增加土壤中的水分与有机物含量；播种后的镇压可促进种子的出芽。镇压作业可使用镇压器、拖拉机结合的方式[3]。在播种作业时，需要应用免耕播种机，每667 m2种子用量2.0～2.5 kg，采用60 cm等行距播种，播种深度为3～5 cm，在土壤含水量13%左右时播种。播种2 d后，使用机械喷药的方式进行封闭化处理，保障喷洒的均匀性，避免在下雨前喷洒，以充分发挥农药药效。

4）机械化深松。通过机械化深松，可改善气体、液体的比例，改善土壤结构，提高土壤抗旱能力。在机械化深松作业时，为了不损伤植物根茎，需科学选择深松机具，当前常用的机具有框架式与单柱式2种结构，其功能与用途不同，且需要配合镇压装置与碎土装置使用。例如，为了打破犁层，满足松土要求，可联合使用振动式深松机与全方位深松机；若是为了储水保墒，可使用耕幅较宽、动土量大的深松机。根据宁阳县玉米种植的要求，为了满足苗期深松作业的要求，通常使用带有施肥功能的深松机，使用时注意适当提高机架的高度，避免损伤幼苗。另外，宁阳县的玉米种植共有2个深松期，除了苗期深松之外，还需要进行秋收后蓄水保墒深松，这一阶段的深松是为了使土层能够形成孔隙结构，提高整个土壤的通透性。此次深松于13%～22%的土壤湿度情况下进行，每隔1年进行一次，深度控制在25～40 cm，保持深度的一致性。

2.2.4 植保方式

1）播种期植保。玉米种子在萌芽之前非常脆弱，为了提高种子的出芽率，在这一阶段需采用合理的机械化植保方式提高种子抗病能力，为玉米种子的出芽提供良好的条件。盡管在播种前会使用包衣剂处理种子，但依然需重视种植期的植保工作[4]。在玉米播种之前，会使用灭茬机、除草剂来处理土壤，将田间的根茬、杂草完全清理干净，并使用液态施肥机与固态施肥机增施肥料。在完成以上操作之后，根据宁阳县玉米病虫害的发生特点选择化学药剂进行机械化喷药，在机械化喷药时，需关注以下几个问题：①药剂温度控制在10 ℃以上；②药剂浓度需要与空气湿度适宜，用药类型包括2.5%溴氰菊酯乳油（敌杀死），每667 m2

用量20～40 mL（兑水25 L）；20%氰戊菊酯乳油（速灭杀丁），每667 m2用量20～40 mL（兑水25 L）；③为了保障药剂喷洒的均匀性，喷洒时采用多孔防滴喷头，喷头与地面的距离控制在20～40 cm；④根据土壤湿度、药剂浓度、作业温度等控制好拖拉机行驶速度。在喷药完毕后，需要设置好警示标志。

2）苗期植保。宁阳县玉米耕地常见病害以玉米锈病、白斑病、纹枯病为主，虫害主要是粘虫与玉米螟。在病虫害初期，每667 m2使用50%多菌灵可湿性粉剂100 g配制成500倍液、戊唑醇悬浮剂20～30 mL兑水30 kg喷施；拔节期间，可使用4.5%的高效氯氰菊酯50 mL+灭幼脲50 mL，兑水30 kg喷施；在苗期植保时，需要根据耕地面积的差异选择药剂喷施工具，对于小面积耕地，采用背负式喷雾机；对于大面积耕地，使用自走式喷雾机。自走式喷雾机有四轮式、三轮式两类，作业方式灵活，作业幅度可以达到7 m、高度可以达到1.8 m，可以根据实际操作要求进行调整。

3）穗粒期植保。在穗粒期，需要进行1次深耕、2次中耕，在大喇叭口期，需要喷洒烯世宝与矮壮素，用法用量为烯世宝25 mL兑水30 kg喷雾、50%矮壮素15～30 g加水30 kg对玉米植株顶部叶片喷雾。在穗粒期，若出现严重病害，可使用80%的代森锰锌或者18.7%的嘧菌酯，可起到良好的防治效果。宁阳县玉米穗粒期植保主要通过使用植保无人机进行，其主要结构包括飞行平台、控制系统、喷洒装置，在操作时，要求将其高度控制在植株上方0.5～1.0 m，同时要设置好无人机的飞行速度，确保施药的均匀性。

2.2.5 收获方式

为了保证收获质量，同时满足秸秆处理要求，宁阳县大力推广机械化收获方式，以提高根茬合格率，降低果穗的破损率。在机械化收获时需满足以下几个要点。1）果穗籽粒成熟后4 d左右进行机械化收获，这一时期秸秆变黄，便于后续的粉碎工作，可以减小机械功率的消耗。2）机械化收获作业需要考虑地块大小和种植间距，收获前提前划定好作业路线。3）在收获作业时，需要将联合收获机转换到运输状态，如果机械前方的坡度超过15°，则严禁中途换挡。在操作时，需要全程观察机具的状态，如果机具在中途出现故障，需要等到熄火后再进行检查。

为了保障机械化收获的质量，还需注意以下几个问题：1）在收获前做好田间调查工作，明确果穗下垂度、倒伏程度、行距、密度，制定好收获作业计划；2）提前4～5 d做好对田间障碍物的标示，确保收获作业的安全性；3）正式收获前先进行试收获，确保机具满足要求后再正式作业；4）操作前要调整好摘穗板，避免由于间隙不当对玉米籽粒造成破坏；作业时需要实时观察果穗箱的情况，果穗箱满后要及时进行卸货，防止出现卡堵的情况；5）要控制好收获高度，以小于10 cm为宜，如果收获高度过大，容易损坏刀具[5]。在安装除茬机时，要严格根据说明书控制刀具的深度，确保除茬可以做到深浅一致。

3 结语

山东省是我国重要的粮食产区，在国家粮食战略安全储备工作中发挥着不可替代的重要作用。宁阳县作为一个农业大县，近年来积极推广机械化保护性耕作技术，并将这一技术应用在玉米种植中，有效减少了水土流失，改善了环境质量，提高了玉米的产量和品质，具有较好的发展前景。

参考文献：

[1] 梁远，杨忠国，刘宏梅.寒地玉米机械化保护性耕作技术及机具探究[J].南方农业，2016，10（36）：10-11.

[2] 李刚.北票市玉米机械化保护性耕作播种作业技术[J].农民致富之友，2021（21）：107.

[3] 王清明.玉米保护性耕作及全程机械化种植技术的探析[J].种子科技，2022，40（23）：43-45.

[4] 魏思琳，杨印生，王海娜.玉米种植农户对机械化保护性耕作技术的认知研究[J].中国农机化学报，2016，37（10）：214-220.

[5] 焦利.小麦、玉米机械化保护性耕作技术推广技术总结分析[J].农家科技，2019（9）：124.

（责任编辑：张春雨）