歷經(jīng)13載中科院保護(hù)性耕作基地顯成效
歷經(jīng)13載中科院保護(hù)性耕作基地顯成效
中國(guó)科學(xué)院設(shè)立在吉林省梨樹(shù)縣高家村的保護(hù)性耕作研發(fā)基地，近日傳來(lái)令人振奮的喜訊。
在2019年遭遇極端異常的氣候條件下，該研發(fā)基地試驗(yàn)示范的玉米秸稈覆蓋免少耕機(jī)械化保護(hù)性耕作模式，進(jìn)一步彰顯出抗災(zāi)保護(hù)黑土地的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)再奪玉米豐收。
創(chuàng)立玉米秸稈覆蓋保護(hù)性耕作技術(shù)模式
2007年，國(guó)內(nèi)一批土壤、農(nóng)業(yè)、農(nóng)機(jī)等領(lǐng)域的專(zhuān)家和科技人員，匯聚到東北黑土地的重點(diǎn)區(qū)域吉林省梨樹(shù)縣高家村，建立了“中國(guó)科學(xué)院保護(hù)性耕作研發(fā)基地”，并開(kāi)展了玉米秸稈覆蓋免耕長(zhǎng)期定位實(shí)驗(yàn)，開(kāi)啟了夢(mèng)想若干年后這項(xiàng)技術(shù)能推廣惠及東北黑土地的追夢(mèng)實(shí)踐。
他們采取產(chǎn)-學(xué)-研結(jié)合，應(yīng)用科研-生產(chǎn)-企業(yè)相結(jié)合的模式，開(kāi)創(chuàng)了農(nóng)藝-農(nóng)機(jī)聯(lián)合攻關(guān)研究的典范。在東北黑土地一干就是13載，致力于保護(hù)性耕作技術(shù)的研究和示范推廣工作。
如今，一個(gè)完整的玉米秸稈覆蓋少免耕保護(hù)性耕作技術(shù)體系已形成，并在東北4省區(qū)數(shù)百萬(wàn)畝玉米生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用;第一個(gè)省級(jí)玉米秸稈覆蓋歸行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是源于這個(gè)基地的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
正是在這個(gè)基地創(chuàng)立形成的玉米秸稈覆蓋保護(hù)性耕作技術(shù)成果，引領(lǐng)促進(jìn)了東北黑土地玉米耕作制度的改革，為推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
近幾年來(lái)，高家村“中國(guó)科學(xué)院保護(hù)性耕作研發(fā)基地”引起了國(guó)內(nèi)外的矚目和關(guān)注，先后有十幾個(gè)國(guó)家的專(zhuān)家、官員前來(lái)參觀，中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院10多位院士曾到這個(gè)基地考察過(guò)， 來(lái)自全國(guó)各地的調(diào)研學(xué)習(xí)人員已達(dá)數(shù)萬(wàn)人。
秸稈覆蓋免耕技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果可貴
13年的連續(xù)試驗(yàn)證明，研究建立的《秸稈覆蓋少免耕全程機(jī)械化技術(shù)》，解決了秸稈還田下的播種機(jī)田間管理難題，最低成本實(shí)現(xiàn)連續(xù)多年秸稈全量還田，解除了農(nóng)民“秸稈處理難”的問(wèn)題。
1. 防止水土流失
秸稈覆蓋免耕是防止水土流失、保護(hù)土壤有效的手段，表土侵蝕量減少80%以上。如果東北地區(qū)全部采用秸稈覆蓋免耕技術(shù)，可基本消除當(dāng)?shù)厣硥m暴的產(chǎn)生。
2. 增加土壤蓄水
秸稈覆蓋免耕可以增加土壤蓄水50～60mm，基本免除干旱對(duì)試驗(yàn)地生產(chǎn)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，秸稈在地表覆蓋可不同程度消除地表徑流，和常規(guī)耕作相比，降雨的滲透率平均增加30%以上，地表蒸發(fā)降低40%以上。
3. 減少作物倒伏
秸稈覆蓋免耕減少倒伏災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響。2012年臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)襲擊了東北，試驗(yàn)地周邊所有地塊玉米均100%嚴(yán)重倒伏，而秸稈覆蓋免耕試驗(yàn)地只有15%左右的玉米倒伏。連續(xù)多年試驗(yàn)表明，秸稈覆蓋免耕可有效防止玉米根倒，減少大風(fēng)災(zāi)害，特別是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)對(duì)玉米生產(chǎn)的影響。
4. 提高土壤肥力
秸稈覆蓋免耕促進(jìn)了耕層（0～20cm）土壤有機(jī)質(zhì)的積累，提高土壤肥力。從2007年到2018年，耕層土壤有機(jī)質(zhì)由22.5g/kg 增加至24.0g/kg。另外，13年來(lái)，土壤有機(jī)碳增加10%以上。
5. 增加養(yǎng)分容量
秸稈覆蓋免耕提高氮、磷、鉀養(yǎng)分的活性，增加氮、磷、鉀養(yǎng)分在耕層的積累。研究表明，從2007年到2018年，耕層土壤堿解氮含量由104mg/kg增至112 mg/kg；耕層土壤有效磷從8.5mg/kg增加到20.9mg/kg，土壤耕層速效鉀從149mg/kg增加到191mg/kg。
耕層土壤全氮含量由1.21g/kg增加到1.37 g/kg。土壤全磷含量從0.38g/kg增加到0.46g/kg，全鉀含量由20.9g/kg增加到23.8g/kg。
秸稈覆蓋歸田不僅增加了各養(yǎng)分庫(kù)容量，同時(shí)提高了養(yǎng)分活性，增加了土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力，為實(shí)現(xiàn)化肥減施提供了重要保障。
6. 改善土壤結(jié)構(gòu)
秸稈覆蓋免耕改善了土壤結(jié)構(gòu)，提升了土壤生物功能。秸稈覆蓋免耕5年后，對(duì)土壤團(tuán)聚體的組成和分布已產(chǎn)生了顯著影響，促進(jìn)土壤大顆粒大團(tuán)聚體（>2000 μm）的形成，增加團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，改善土壤結(jié)構(gòu)。
7. 改善土壤犁底層
秸稈覆蓋免耕可使土壤犁底層消失。和常規(guī)壟作處理相比，秸稈覆蓋免耕處理5 年后犁底層消失，土壤穿透阻力迅速降低。通過(guò)深松消除犁底層是生產(chǎn)上重要的增產(chǎn)措施，但也是成本較高、動(dòng)力需求較高的農(nóng)事作業(yè)，秸稈覆蓋免耕是目前成本最低的犁低層消除方案。
增加經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益是最終目標(biāo)
由于消除了干旱及倒伏等對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，同時(shí)土壤肥力不斷提高，試驗(yàn)地玉米生產(chǎn)力也實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提高。
2007年試驗(yàn)地是當(dāng)?shù)氐亩鹊?，而目前該地塊產(chǎn)量水平不斷攀升，其中高產(chǎn)試驗(yàn)田2017、2018年連續(xù)兩年玉米產(chǎn)量達(dá)到14250kg/hm2（950kg/畝）以上。
該技術(shù)可以減少農(nóng)機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減少燃油消耗及勞動(dòng)力成本。根據(jù)研究的歷年平均數(shù)據(jù)算，節(jié)省成本1500元/hm2（100元/畝），玉米產(chǎn)量增加750kg/hm2（50kg/畝），節(jié)本增效可達(dá)2550元/hm2（170元/畝）左右。
該技術(shù)可減少秸稈焚燒、沙塵暴、水土流失、面源污染帶來(lái)的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題；減緩干旱、倒伏等自然災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響；促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累，提高土壤肥力、遏制黑土退化、提高化肥利用率，為實(shí)現(xiàn)減量施肥提供了保障；在持續(xù)提高土地生產(chǎn)力的同時(shí)降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)黑土地保護(hù)及農(nóng)業(yè)生態(tài)綠色發(fā)展。
秸稈覆蓋免耕技術(shù)適于春季較為干旱的地區(qū)，而在其他生態(tài)區(qū)，該科研團(tuán)隊(duì)正在積極開(kāi)展研究與示范不同類(lèi)型的秸稈覆蓋少免耕技術(shù)模式，以盡快建立玉米連作、玉米大豆輪作、大豆等生產(chǎn)體系的秸稈覆蓋少免耕技術(shù)體系。
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