青島市小麥玉米周年生產保護性耕作技術發展現狀及建議

鹿偉 張豐 郭春霞 朱憲良

摘 要： 保護性耕作技術是提高土壤肥力和抗旱能力的一項先進農業耕作技術，其以保護生態環境、促進農田可持續利用和節本增效為目標，以秸稈覆蓋、留茬或殘茬覆蓋等為主要技術手段，實施免（少）耕、深松等技術?；仡櫫饲鄭u市保護性耕作技術發展歷程，介紹了青島市保護性耕作發展現狀及成效，針對發展過程中存在問題，提出了推進青島市保護性耕作技術發展的措施與建議。

關鍵詞：保護性耕作；免耕播種；小麥；玉米；秸稈綜合利用

中圖分類號：S22 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）01-0021-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.01.003

0 引言

保護性耕作技術是提高土壤肥力和抗旱能力的一項先進農業耕作技術，主要包括作物秸稈、殘茬覆蓋技術，免耕或少耕播種施肥技術，雜草、病蟲害控制和防治技術，以及深松技術等[1-4]。其核心技術是以保護生態環境、促進農田可持續利用和節本增效為目標，以秸稈覆蓋、留茬或殘茬覆蓋等為主要技術手段，實施免（少）耕、深松技術[5-7]。保護性耕作20 世紀30年代起源于美國，目前已在美國、加拿大、澳大利亞等70 多個國家和地區推廣應用。我國從20 世紀70 年代末開始引進和試驗免（少）耕技術，取得一定的成效，尤其是2002 年以來，國家將保護性耕作列入示范項目，加快推進保護性耕作技術示范推廣的步伐，在促進農機化生產節本增效、提升產量、促進農民增收及帶動農機化新型經營主體社會化服務等方面取得良好的成效。2019 年，農業農村部發布了行業標準NY/T3484—2019《黃淮海地區保護性耕作機械化作業技術規范》。

山東省青島市自2006 年以來，通過保護性耕作示范基地及全程機械化示范基地建設，取得良好的發展效果。本研究在傳統保護性耕作的基礎上，探討試驗研究沿海高產田、種養結合條件下保護性耕作技術發展路徑，推進青島市保護性耕作技術向縱深發展。

1 發展歷程

1.1 保護性耕作技術發展歷程

青島市非常重視保護性耕作技術的試驗示范與推廣應用。2006 年實施保護性耕作技術以來，依據作物生長特性、裝備研發與應用水平、農機社會化服務程度等制定了一年兩作機械化保護性耕作發展戰略，在全國率先探索了沿海地區高產田一年兩作保護性耕作技術模式，參與起草行業標準NY/T 3484—2019《黃淮海地區保護性耕作機械化作業技術規范》，推動青島市機械化保護性耕作技術向更廣更深領域擴展。青島市機械化保護性耕作技術發展經歷了小麥聯合收獲、玉米鐵茬直播（玉米免耕播種）、玉米聯合收獲、小麥免（少）耕播種及創新發展5 個階段。

（1）實施小麥機械化聯合收獲，推進小麥秸稈還田覆蓋技術。20 世紀90 年代中后期，青島市開展了小麥秸稈綜合利用（秸稈還田機械化）技術推廣應用。2005 年小麥聯合收獲機保有量達到6 106 臺，小麥秸稈還田利用率超過70%，這一階段小麥聯合收獲機發展及農機大戶、農機社會化服務組織初步發展推進了小麥聯合收獲及秸稈還田技術的應用。

（2）通過開展“三夏”農機作業一條龍服務，實現玉米免耕施肥播種。20 世紀90 年代末，大力推廣“三夏”小麥聯合收獲、秸稈粉碎還田和玉米鐵茬直播等一條龍作業模式，推廣玉米免耕施肥播種機，推進了玉米免耕直播的發展。據當時統計，玉米免耕播種機保有量1.2 萬臺，玉米免耕播種率超過75%。

（3）玉米秸稈粉碎還田技術推廣應用。在實現小麥機械化收獲秸稈還田基礎上，青島市印發了《關于實施玉米生產全程機械化有關問題的通知》，2005、2006 年財政投入農機購置補貼資金2 000 萬元補貼玉米聯合收獲機、秸稈粉碎還田機，增加玉米聯合收獲機800 余臺、秸稈粉碎還田機793 臺，促進了玉米秸稈還田覆蓋機械化技術推廣應用。

（4）保護性耕作技術推廣應用規范期。2006 年開始實施了保護性耕作示范縣建設項目，取消秋季深耕深翻，實施深松、小麥免耕施肥播種為主要環節的保護性耕作技術，在膠州市設立了666.7 hm2 示范區進行試驗示范，開始了保護性耕作技術示范與推廣應用。大力推廣深松、小麥免耕施肥播種機械化技術，規范規劃建設了一批省市級保護性耕作示范區，青島市形成了以農業生態環境建設和治理為重點的沿黃海保護性耕作示范帶和以糧油生產綜合能力提升為重點的平萊保護性耕作帶，并建立和完善了機械化保護性耕作技術發展機制。據不完全統計，截止到2022 年底，青島市小麥免耕播種機保有量達5 000 多臺、玉米免耕播種機2 萬多臺，全市保護性耕作投入資金約6 000 萬元，設了27 個保護性耕作示范區，示范區耕地86 666.7 hm2。

（5）保護性耕作創新發展階段。近幾年，繼續大力普及推廣應用保護性耕作技術，補短板、強弱項、促協調，推進農機農藝融合、農機化與信息化融合，進一步探討沿海中高產田小麥、玉米周年生產綠色增糧保護性耕作技術，不斷完善保護性耕作技術體系，大力培樹培強新型經營主體，加快推進從傳統耕作向保護性耕作的轉變，推動保護性耕作技術健康可持續發展。小麥保護性耕作方面，繼續推廣應用小麥寬幅免耕播種或小寬行免耕播種技術；夏玉米播種方面，推行小麥機收?秸稈還田（覆蓋）?免耕播種玉米的一條龍作業模式，根據推廣應用的玉米免耕播種機提出了玉米茬地免耕直播、小麥清茬或滅茬一體化播種、小麥滅茬（或雙軸滅茬）后免耕播種等模式及北斗定位導航+播種。

1.2 保護性耕作技術新模式

隨著保護性耕作技術應用發展、全程機械化技術推廣應用與生態環境保護要求提高，保護性耕作技術創新發展形成了保護性耕作技術新模式。

（1）農牧結合保護性耕作模式。青島市萊西市利用奶牛養殖業發展優勢，堅持綠色發展，將秸稈青貯、秸稈根茬還田、秸稈過腹還田、糞污處理機械化技術與保護性耕作技術相結合，與傳統耕作模式對比，針對不同秸稈還田量、不同發酵腐熟有機肥（牛糞）投入量，以及沙姜黑土帶不同深松深度的產量效果與糞污資源化利用效率，探索出了農牧結合高產高效的保護性耕作技術模式。該模式的推廣應用有效改善了土壤板結狀況，降低了畜牧養殖飼料成本、農業種植成本等，打造了萊西市可持續農業發展樣板。目前，萊西市推廣保護性耕作技術實施小麥種植約2 萬hm2，增產約750 kg/hm2，建立多個保護性耕作試驗示范基地。

萊西市以推廣保護性耕作新模式為主要手段，創新性提出了農牧結合、秸稈飼料化、秸稈基料化及新型耕作機械應用等新路徑，秸稈綜合利用率達到96%。秸稈綜合利用模式綜合農業種植、畜牧養殖、沼氣發酵，形成了一條生態農業的產業鏈，實現了秸稈變廢為寶的成功轉變，為農業綠色發展探索出了一條新路。聯合國可持續農業機械化中心（CSAM）的《秸稈綜合利用試點項目》落戶萊西市。

（2）生態沃土機械化模式。在解決長期免（少）耕、過度翻耕及淺耕存在問題的基礎上，擴展保護性耕作技術應用范圍，科學組合深翻、深松、旋耕與免（少）耕耕作模式。以青島市西海岸新區生態沃土機械化生態項目為基礎，以生態型機械化技術與耕作方法為手段，開展了生態沃土機械化技術推廣應用，土壤有機質含量不斷提升，土壤結構和生態逐步改善，減少農藥（除草劑）與化肥施用量，探索出了適度規?；a條件下生態沃土機械化生產模式，推進農機化生產向優質、高產、高效、生態和低耗方向發展。

2 發展成效

推廣應用保護性耕作技術，對推進農業發展具有重要的現實意義，尤其是在當前我國大力推進碳達峰、碳中和的形勢下，能夠有效推進農業生產的碳減排，優化生態環境，保障糧食安全，實現農業現代化和生態化文明建設的雙贏。青島市保護性耕作技術推廣應用已取得良好的成效，經濟、生態、社會效益明顯。

2.1 經濟效益

據青島農業大學測試，保護性耕作旱地節本增效經濟效益達2 250 元/hm2，水澆地經濟效益達1 950 元/hm2。

（1）增產增收。免耕播種地塊小麥分蘗多，達3.4～4.5 個/株，比常規播種地塊小麥分蘗多1.1～1.6 個/株，并且根系發達粗壯，抗旱能力明顯增強。旱作農業區平均增產720 kg/hm2，農民增收約2 100 元/hm2；水澆地農業區平均增產570 kg/hm2，農民增收1 650 元/hm2。

（2）節水。免耕播種麥田土壤含水量高，比常規播種麥田土壤含水量高6 個百分點。在條件相同情況下，水澆地實施保護性耕作比常規耕作減少灌溉1 次，節約成本300 元/hm2；旱作區實施保護性耕作比常規耕作減少灌溉2～3 次，節約成本600～900 元/hm2。

（3）節約農機作業費。傳統小麥播種需3～4 道工序，采用免耕播種機可一次性完成碎稈、滅茬、施肥、播種和鎮壓等多項作業。旱作區節約農機作業成本750 元/hm2，水澆地節約農機作業成本600 元/hm2。

（4）節約肥料。小麥種植傳統的施肥方式是耕翻或旋耕將化肥撒施于地表，實施保護性耕作肥料集中深施，提高化肥利用率，可減少化肥約112.5 kg/hm2，節約成本450 元/hm2。

（5）培肥地力。秸稈還田提高了土壤肥力，據測算，麥田每年可增加土壤有機質0.01%～0.03%，玉米田年可增加土壤有機質0.02%～0.06%，并且使土壤的容重減少，以及透水性、透氣性和蓄水保墑能力增加，土壤團粒結構發生變化，保持疏松狀態，有效緩解土壤易板結的問題。

2.2 生態效益

發展保護性耕作是從根本上解決秸稈焚燒、減少溫室氣體排放的重要舉措。保護性耕作實施秸稈還田，有效防止了農民搶農時趕季節焚燒秸稈。秸稈還田增加土壤孔隙度和雨水滲透能力，促進土壤蓄水保墑，增加抗旱防澇能力，土地深松有利于減輕土壤地表徑流，較多吸納雨雪，促進土壤有機質增加，加快土壤熟化。同時還具有防治農田揚塵、水土流失和抑制沙塵暴的作用。秸稈連續5 年還田，土壤有機質可增加0.5 個百分點，比常規麥田土壤含水量提高6 個百分點，耕地地力可提高1 個等級。

2.3 社會效益

保護性耕作的實施，轉變了傳統的耕作方式，減少生物質能浪費，杜絕秸稈焚燒，增強了農民科學種田意識和環境保護意識，提高了農民的整體素質。同時促進了農機具的結構調整和優化，提高了農業裝備水平，促進了現代農業發展和社會主義新農村建設。

3 存在問題

3.1 保護性耕作長效機制還未建立

目前，影響保護性耕作長效機制建立的關鍵因素是農機新型經營主體等認識和接受程度。當前政府行為還應占主導地位，借助行政力量督導、資金政策引導、技術支撐作用和試驗示范等推廣應用保護性耕作技術。財政投入的長效機制需要進一步完善，農機經營新型主體的主導地位還有待確立，市場機制和服務體系有待培育和發展，新型農業服務主體的主動性有待充分發揮。建立保護性耕作技術應用長效機制，健全社會化、市場化運行機制，使農機新型經營主體在市場需求的驅動作用下，自覺長期應用保護性耕作技術。

3.2 觀念和認識上有待加強

保護性耕作不僅是耕作技術的變革，同時也是農作物栽培制度、田間管理及傳統耕作與管理模式等一系列創新發展。保護性耕作的增產和綜合效益具有滯后性、緩變性，部分種糧主體仍習慣于傳統機械化耕作模式，更多關注產量、短期經濟效益，對耕作制度變革帶來的風險考慮較多，對生態、社會效益認識不足。另外，保護性耕作采用大量的秸稈、根茬覆蓋地表，給機械化播種造成一些影響，造成春季地溫回升慢、病蟲害增多及土壤上下層營養不均等問題，農機新型經營主體、種植戶對技術認識不深刻，有的用旋耕機旋耕1～2 遍再免耕播種，這樣就失去了保護性耕作的意義。

3.3 農機農藝、農機化與信息化技術有待進一步融合

保護性耕作是一項系統工程，涉及農機農藝融合、農機化與信息化融合，秸稈處理、免耕播種及病蟲草害防控等有效協調，需要全程推進。對保護性耕作關鍵技術與裝備研究缺乏科學性、系統性，機具結構、強度、性能和適應性有待進一步提升，保護性耕作技術體系需要完善與規范，技術支撐能力需要加強，保護性耕作沿海高產地區技術模式和技術路線尚需創新完善，北斗定位導航終端、苗情智能監測和遠程運維等智能技術需強化推廣應用。

3.4 機具性能有待進一步提升

作業時，由于地表秸稈、殘茬覆蓋，易造成免耕播種機機體堵塞，并且免耕播種狀態下，其開溝器應具有較強的入土功能，結構強度要求大。保護性耕作技術模式對機具性能，特別是免耕播種機的結構強度、仿形性能、通過性、開溝覆土適應性、安全性及可靠性等有更高的要求，需要在生產中進一步提升與改進，同時提升專用機具供應能力。

4 發展建議

4.1 加大宣傳推廣力度，營造氛圍

保護性耕作技術雖已推廣實施多年，但社會各界對保護性耕作技術在促進現代農業可持續發展，以及生態、社會效益提升中的作用認識不足。要通過多種形式加大保護性耕作技術宣傳，舉辦培訓班、召開現場會、設置宣傳欄等，強化培訓與指導，引進、試驗、改進和推廣各類保護性耕作機具。同時，在不斷推進規?；洜I的條件下，充分發揮農機新型經營主體在農機化新技術、新裝備推廣中的宣傳示范作用，營造保護性耕作發展氛圍，形成社會各界對保護性耕作發展的共識，利于推進保護性耕作的發展[8-9]。

4.2 加大財政投入，強化示范

2018 年，國務院印發的《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》指出，要大力支持保護性耕作等綠色高效技術的示范推廣。不斷加大保護性耕作技術推廣財政投入，在原保護性耕作示范區（基地）建設的基礎上，結合糧油作物產能提升、提單產行動及青島市綠色增糧先行區建設的要求，引進保護性耕作新技術、新裝備，高起點和高標準建設保護性耕作全程機械化示范基地，進一步探索研究示范沿海地區高產田保護性耕作技術推廣應用新模式，推進青島市保護性耕作向高水平方向發展[10-11]。

4.3 推進農機農藝、農機化與信息化融合

在借鑒國內外保護性耕作技術和成功經驗的基礎上，針對青島市區域的自然條件、栽培模式及經濟社會發展水平，推進農機農藝向深度融合發展。依托農機新型經營主體，引進適應青島市保護性耕作的新裝備或規范改造保護性耕作現有機具，優化完善農作物秸稈還田技術，補短板、強弱項、促協調，集成配套良種、良法、良制、良田和良機技術，逐步解決目前保護性耕作生產中病蟲草害防控、高效肥水運籌、生產技術模式等短板與弱項問題。同時結合小麥寬幅精量播種施肥農藝要求，將實用增產技術與先進農業機械組裝配套集成應用，強化小麥免耕播種二次鎮壓，確保苗齊、苗強、苗壯及高產要求基本苗數。另外，加強農機化與信息化深度融合，不斷推進北斗定位導航終端、智能化苗情監測、遠程監測及智能農機裝備等智能化技術在保護性耕作技術中的應用，創新保護性耕作發展機制，推廣應用先進農機裝備及智能化技術，推動保護性耕作技術轉型升級。

4.4 強化機具研發推廣

國外從20 世紀40 年代初對保護性耕作及免耕播種機的研究，取得了一定的成效，形成了性能良好的條帶耕作、垂直耕作等保護性耕作機具，規?；a程度高、動力配套功率大，以大型、復式、多功能裝備為主，逐步向信息化、智能化方向發展。我國免耕播種機研發生產推廣較晚，還存在一些問題，如工作效率低、作業性能需完善等，加大保護性耕作機具，特別是免耕播種機研發力度，形成“研推用”一體化多元機制，推進耕作模式與機具系統化、標準化、復合化和智能化融合。

5 結束語

分析了青島市保護性耕作技術發展歷程、發展成就、存在問題，提出了發展建議。在傳統保護性耕作條件下，試驗研究了沿海高產田保護性耕作發展模式，對糧油產能提升大背景下如何進行耕地保護、推進青島市保護性耕作技術創新發展具有重要的指導意義。