玉米秸秆覆盖技术机理及关键技术

中华园林网　 2006-11-23 　　

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一、技术机理　　玉米秸秆覆盖技术是利用玉米秋收后废弃不用的秸秆，通过人工或机械操作，把秸秆按不同形式覆盖地表，并综合采用少耕、免耕、选用良种、平衡施肥、防治病虫害、模式化栽培等多项配套技术，达到蓄水保墒、改土培肥、减少水土流失、增产增收的目的。目前，玉米秸秆覆盖技术包括半耕整秆半覆盖、全耕整秆半覆盖、免耕整秆半覆盖、秸秆、地膜二元单覆盖、秸秆地膜二元双覆盖等形式，被覆盖的作物有玉米、马铃薯、果树、油葵、豆类、蔬菜等。　　二、适用范围　　玉米秸秆覆盖技术适用于干旱、半干旱地区玉米种植区。半耕整秆半覆盖、全耕整秆半覆盖、免耕整秆半覆盖适宜于海拔1000米以下,年均气温8℃以上,≥10℃的年有效积温3000 ℃以上，年降水500毫米左右，无霜期150天左右的晚熟玉米旱作区;秸秆、地膜二元单覆盖适宜于海拔1000--1300米,年均气温8-10℃, ≥10℃的年有效积温3000--2500℃，年降水450毫米左右，无霜期130天左右的的中熟玉米旱作区；秸秆地膜二元双覆盖适宜于海拔1300米以上，年均气温8℃以下，≥10℃的年有效积温2500℃左右，适宜地膜覆盖的冷凉区。　　三、关键技术　　（一）覆盖方式　　1、半耕整秆半覆盖　　秋收后硬茬隔行覆盖整玉米秸秆，第二年春天在未覆盖行耕翻、施肥、播种。　　2、全耕整秆半覆盖　　秋收后将玉米秸秆移出田块，进行秋耕并隔行覆盖整玉米秸秆，第二年春天在未覆盖行浅耕、施肥、播种。 3、免耕整秆半覆盖　　秋收后硬茬隔行覆盖整玉米秸秆，第二年春天不耕翻，不去茬，在未覆盖行开沟施肥、播种。　　4、秸秆、地膜二元单覆盖　　秋收后硬茬隔行覆盖整玉米秸秆，第二年春天在未覆盖行内开沟、施肥、盖膜、打孔、播种。　　5、秸秆、地膜二元双覆盖　　秋收后开沟铺秆，第二年春天施肥、起垄、盖膜、打孔、播种。　　（二）覆盖量　　玉米秸秆覆盖以每亩盖500--1000公斤玉米秸秆为宜。　　（三）操作程序　　1、半耕整秆半覆盖　　(1)玉米成熟后立秆收获玉米穗；(2)一边割秆一边硬茬顺行覆盖，盖 67厘米，空67厘米（或盖60厘米，空73厘米），下一排根压住上一排稍，在秸秆交接处压少量土，以免大风刮走。也可用秸秆覆盖机按上述要求操作；(3)第二年春天，在未覆盖秸秆的空行内耕翻、施肥；(4) 用单行或双行半精量播种机在未盖行内紧靠秸秆两边种两行玉米；(5) 玉米生长期间在未盖行内中耕、追肥、培土；(6)秋收后，在第一年未盖秸秆的空行内覆盖秸秆。　　2、全耕整秆半覆盖　　(1)玉米成熟后收获玉米穗，并将玉米秆搂到地边；(2)机耕或畜耕并耙平；(3)顺行覆盖整玉米秆（覆盖方法同“1”）；(4)第二年春天，在未盖的空行内施肥、播种；(5) 播后田间管理与半耕整秆半覆盖相同，秋收秋耕后，倒行覆盖玉米整秆。 3、免耕整秆半覆盖　　(1)玉米成熟收穗后，不翻耕、不去茬;(2)硬茬顺行覆盖整玉米秆形成半覆盖（覆盖方法同“1”）；(3)第二年春播时在未盖的空行内先开施肥沟，沟深10厘米以上，施入农肥、化肥，第二犁开播种沟下种并覆土；(4)玉米生长期间在空行内追肥、培土；(5)秋收后，在第一年未盖秸秆的空行内覆盖秸秆。　　4、秸秆、地膜二元单覆盖　　(1)以133厘米为一带，宽行83厘米、窄行50厘米。秋收后，在窄行上按半耕半覆盖方法形成整秆半覆盖；(2) 第二年春天在空行内开沟、施肥、起20厘米左右高的垄。播种前3--5天在垄背上覆盖40-60厘米宽的地膜，在膜侧种植两行玉米；(3) 玉米生长期田间管理同地膜覆盖田；(4)秋收后除去残留地膜，倒行覆盖秸秆。　　5、秸秆、地膜二元双覆盖　　(1)以133厘米为一带，宽行83厘米，窄行50厘米。秋收后，在宽行中心用犁来回开一条宽、深均为20-25厘米的沟，把玉米秸秆按每把10--15根顺沟放入，覆土过冬；(2)第二年春天，在覆盖行上施肥、起垄，垄上覆盖80厘米的地膜；(3) 在地膜两边打孔种两行玉米;(4)玉米生长期间管理同地膜覆盖田；(5)秋收后按本方法倒行覆盖。　　四、配套技术　　1、选用适宜品种　　玉米秸秆覆盖田改善了生态条件，所以应选用适宜本地气候的高产、抗病、抗倒伏、耐水肥品种。　　2、防治病虫害　　秸秆覆盖玉米,早春地温低,出苗缓慢,易感丝黑穗病、黑粉病,应采取种子包衣或“甲基对硫磷”、40％“拌种双”按种子量的0.3 %拌种。发现丝黑穗病和黑粉病植株要及时清除,最好深埋病株。玉米螟发生较严重的秸秆，应用“Bt”200倍液进行秸秆处理。　　3、平衡施肥　　在当地配方施肥的基础上，适当增施15％--20％的氮肥，以调整碳氮比，促进秸秆腐解。一般情况下，每亩生产600—800公斤玉米籽粒,应施纯氮15—22公斤，五氧化二磷7—10公斤。秸秆、地膜二元覆盖套种经济作物的高产高效田还需适当增施磷、钾肥和锌肥。 4、合理密植　　在当地常规栽培密度的基础上，每亩增加300--500株。　　5、化学除草　　秸秆覆盖田虽然可以抑制杂草，但丰雨年份，草害仍不容忽视。用除草剂在播后或出苗前进行化学除草；生长期间，定向喷洒杂草。　　6、中耕培土　　冷凉地区玉米整秆覆盖田苗期地温低、生长缓慢，第一次中耕要早、要深，在4--5叶期进行，深度达3--5寸，以利提高地温。结合最后一次中耕进行培土，预防倒伏。　　7、配备专用机具　　玉米整秆覆盖可选用半覆盖机覆盖或用大型农机具直接压倒覆盖,用小型旋耕机耕翻,用单、双行精量播种机播种;免耕覆盖可用中国农业大学研制的2BN-2/3 免耕播种机或进口免耕播种机,一次完成扒秸、破茬、松土、播种、施肥、镇压等作业，提高劳动效率。　　五、注意事项　　1、就青覆盖　　为提高秸秆的腐烂效果，满足其腐烂过程中对水分的需要，尽量做到就青覆盖。　　2、调整行距　　覆盖行与空行的宽度，可根据各地种植习惯和秸秆覆盖量适当调整，但要与耕作机械配套，以便于机械化作业。　　3、适量压土　　压土太多易生杂草，一般在秸秆首尾交接处压土,风较大的地区每隔１米可再压少量土。　　4、隔年深耕　　　　玉米整秆半耕半覆盖或免耕半覆盖的田块，每隔3-5年应深耕一次，以解决土壤养分上下不均及耕作层变薄的问题。　　5、移位借墒　　秋冬连续性干旱，春旱严重时，可采取整秆移位借墒。二元双覆盖可采用旧膜重用、错位播种的办法，以保捉全苗。　　六、投资及效益分析　　（一）投资分析　　1、玉米秸秆半覆盖　　据山西省1999年旱地玉米主产区抽样调查，常规耕作每亩投资179.2元，包括直接生产费用116.1元，投工7.6个，折款63.1元；玉米秸秆半耕半覆盖每亩投资164.2元，包括直接生产费用106.1元，投工7个，折款58.1元，每亩比常规耕作节约投资15元；玉米秸秆全耕整秆半覆盖每亩投资182.5元，包括直接生产费用116.1元，投工8个，折款66.4元，每亩比常规耕作增加投入3.3元；玉米秸秆免耕半覆盖每亩投资155.2元，包括直接生产费用97.1元，投工7个，折款58.1元，每亩比常规耕作节省投资24元。　　（二）效益分析　　1.经济效益　　玉米秸秆覆盖后经济效益明显提高，主要体现在两个方面，一是促进作物生长发育，优化产量结构，增加作物产量；其次是减少了生产投入。　　（1）玉米秸秆半覆盖。据山西1999年旱地玉米主产区抽样调查，常规耕作平均亩产玉米419.8公斤，亩产值377.8元，亩纯收益198.6元。玉米秸秆半耕半覆盖平均亩产玉米493公斤，亩产值443.7元，亩纯收益279.5元。比常规耕作亩增加纯收益80.9元。玉米秸秆全耕半覆盖平均亩产玉米498公斤。亩产值448.2元，亩纯收益265.7元，比常规耕作亩增加纯收益67.1元；玉米秸秆免耕半覆盖平均亩产玉米480公斤，亩产值432元，亩纯收益276.8元，比常规耕作亩增加纯收益78.2元。　　（2）玉米秸秆、地膜二元覆盖。据陵川县1996年至1999年连续四年调查，地膜覆盖平均亩产玉米533.8公斤，亩产值480.4元，亩纯收益279.5元；秸秆、地膜二元单覆盖平均亩产玉米671.3公斤，亩产值604.2元，亩纯收益422.1元，比地膜覆盖亩增纯收益142.6元；秸秆、地膜二元双覆盖平均亩产玉米608.5公斤，亩产值547.7元，亩纯收益357.3元，比地膜覆盖亩增纯收益77.8元。　　2、生态和社会效益　　玉米秸秆覆盖具有显著的生态和社会效益，主要表现在以下几个方面：　　（1）蓄水保墒，提高水分利用率。玉米秸秆覆盖地表后，不仅阻挡、减少土壤水分扩散和蒸发，而且降水通过秸秆渗漏地表，减少了降水的溅击，增加了降水入渗率。据山西省多点调查，土壤含水量比不覆盖田提高2％-5％，水分利用率提高25％左右。每毫米水分利用效益提高0.58公斤左右。二元单覆盖田由于地膜、秸秆的双重阻隔作用，降水一是通过膜面的缓冲，流入垄沟；二是通过秸秆渗漏地表，可更加充分地纳雨蓄墒，进一步提高水分的利用率。据山西陵川县玉米全生育期调查，二元单覆盖田比整秆半耕半覆盖田和不覆盖田耕层土壤含水量分别提高7.1％和11.5％；二元双覆盖田分别提高2％和6.2％。　　（2）促进玉米生长，改善产量性状。据调查，玉米秸秆覆盖灌浆期单株次生根比对照的43条增加30条，增加69.9％；单株干重较对照的33.5克增加29克，增加86.6%；成熟期气生根层数、条数和根重分别比对照增加50％、112％和92.4％；千粒重、出籽率比对照提高12.6％和3.8％。　　（3）培肥改土。玉米秸秆含有机质和氮磷钾及微量元素。据调查，连续两年亩覆盖玉米秸秆500公斤，耕层土壤有机质含量增加0.086％，全氮增加0.062%，全磷增加0.013％。据陵川县平川村调查，连续覆盖五年的地块土壤有机质增加了0.625％，达3.025％，土壤容重达到1.22克/立方厘米。　　（4）减少径流，控制水土流失。玉米秸秆覆盖，避免和减少了降水对地表的直接溅击，降水入渗快、地表径流少，保护地表减少龟裂和板结。据陵川县西河底乡农科站测定，玉米秸秆覆盖径流量降低69.5％，土壤流失量减少89.5%，土壤渗水率增加40％-50％。基本可达中雨无径流，大雨不冲地，连阴不泡浆，雨后不板结。　　（5）抑制杂草，减少病虫危害。由于玉米秸秆的遮荫和机械压抑作用，降低杂草的发芽率和生长势，减少田间杂草的生长量和生长强度，抑制杂草率达80％；二元覆盖条件下，靠地膜的高温灼伤和缺氧窒息，膜内抑草率达90％。杂草的抑制相对减少了病虫的寄主源，从而减轻了病虫危害。加之，二元覆盖改变了田间小气侯，打乱了地下害虫活动规律，改变了黑粉病孢子萌发的条件；当早春地温回升到10℃，地下害虫开始向上移动时，膜内地温已达到12℃，种子已萌发；当地温升到15℃，地下害虫开始危害幼苗时，膜内地温已达到17℃，幼苗已长大，受害轻。二元覆盖的玉米，从播种到出苗较露地种植的玉米缩短出苗期3-5天，有利于避开黑粉孢子的侵染机会。据陵川县平川村连续六年观察，在未施用任何杀虫、杀菌剂农药的情况下，均未发现地下害虫和黑粉病的危害。从而起到了净化土壤、保护生态环境的作用。　　（6）减少玉米秸秆焚烧，保护生态环境。玉米秸秆覆盖减少了玉米秸秆的露天焚烧，不仅使秸秆养分全部归还土壤，而且保护了农业生态环境。　　（7）减少投工，节约劳动力。玉米秸秆覆盖省工、省事，每亩减少投工0.6-1.1个，为社会节约了农业劳动力。　　七、典型事例　　山西陵川县是玉米秸秆覆盖技术的发源地，从1989年开始试验，1991年开始示范玉米秸秆覆盖技术，1992年在中西部乡镇示范推广，1994年推广应用面积达5.2万亩，平均亩产达513公斤，较对照田增产146公斤，增产40％，总增产玉米759万公斤。为了解决冷凉地区玉米秸秆覆盖早春地温低的问题，试验示范成功了秸秆、地膜二元单覆盖和双覆盖技术，扩大了覆盖范围。1996年以来，玉米秸秆覆盖面积每年都在10万亩以上，实现了“大旱大增产、小旱小增产、不旱也增产”，使玉米产量大幅度增长，全县人均占有粮食由270公斤提高到380公斤，由过去的吃返销救济变成了自给有余。面对种植业结构调整的新形势，陵川县积极探索玉米秸秆覆盖与种植业结构调整的新形式，创新、推广应用了玉米、马铃薯条带种植，玉米套种大豆，玉米间作早熟豆角等玉米秸秆覆盖新模式，积极拓宽覆盖领域，提高覆盖效益，亩纯收入分别比单种玉米增收500元、200元和100元。1999年全县秸秆覆盖面积14.6万亩，其中玉米秸秆覆盖粮食、油料作物11.6万亩，覆盖果、桑园3万亩，覆盖田平均增产28.6％，共增产粮食1658.8万公斤，水果5600万公斤，桑叶3200万公斤，共增纯收益4778.8万元。　　山西省陵川县礼义平川村从1990年开始一直是旱地玉米秸秆覆盖示范村。多年来通过玉米秸秆覆盖技术的应用，使本村摆脱了贫困。大旱的1991年年降水428.7毫米，500亩示范田平均亩产712公斤，较未覆盖田增产61％；平水的1992年年降水560毫米，700亩示范田平均亩产692公斤，较未覆盖田增产35％；丰水的1993年年降水630毫米，1200亩覆盖田平均亩产800公斤，较未覆盖田增产15％；1994年遇到前所未有的大旱，年降水377毫米，1500亩覆盖田平均亩产700公斤，较未覆盖田增产43％；1995年遇到前期大旱（1—6月降水95毫米）、后期雨涝（7—9月降水410毫米）、成熟期早霜，1800亩覆盖田平均亩产达530公斤，较未覆盖田增产33％；1996年在遇到前期低温干旱、中期洪涝灾害不利的条件下，2000亩覆盖田表现出较强的抗逆性和良好的丰产性，平均亩产620公斤，比未覆盖田亩产401公斤增产54.6％。　　山西长治县1995年以来，连续五年在全县18万亩玉米上全面实施玉米秸秆半耕半覆盖，土壤肥力和玉米产量同步提高。据多年定点调查，0—20厘米土壤含水量比不覆盖田提高1.5-4个百分点，有机质年增加0.05-0.1％，全氮增加0.003%，全磷增加0.006％，全钾增加0.07％，粮食平均增产幅度在20％左右。1997年全年降水319毫米，覆盖田平均亩产375公斤，比对照增产32.4％；1998年和1999年两年，秸秆覆盖田亩产稳定在550公斤以上。2000年，1-5月份降水只有49.8毫米，对春播出苗构成严重威胁，但18万亩秸秆覆盖田玉米苗全苗壮，生长茂盛，平均亩产621公斤，而未覆盖的对照田土壤墒情较差，出苗不齐，平均亩产526公斤，覆盖田比对照田亩增产95公斤，增产15.3％。　　山西五台县1995年推广玉米秸秆、地膜二元双覆盖取得成功以来，面积不断扩大，抗旱保墒和增产效果日趋显著。据多点调查，二元双覆盖田0-20厘米土层播种期、出苗期、拔节期的土壤含水量分别比地膜覆盖对照田增加2%、1.4%、4.8％，地温分别比对照增加3℃、5℃、4.4℃。2000年，在严重干旱的情况下，全县4.9万亩二元覆盖田玉米平均亩产284公斤，比对照田亩增产36公斤，增产15％；其中松台村1600亩二元双覆盖示范田平均亩产玉米560公斤，比对照亩增产78公斤，增产16％。与此同时，根据种植制度的改革，改进了秸秆、地膜二元覆盖模式，创造了秋深耕、沟放秆、随犁覆土、翌年起垄、铺膜的全耕秸秆、地膜二元双覆盖模式，实施玉米套大豆、玉米套谷子等立体种植模式，大旱之年，闫家寨1200亩全耕秸秆、地膜二元双覆盖玉米套大豆示范田,平均亩产玉米331公斤,大豆107公斤，比地膜覆盖的对照田亩增收50元。（佚名）

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