東北玉米大豆輪作秸稈還田大壟栽培技術(shù)

東北玉米大豆輪作秸稈還田大壟栽培技術(shù)一、技術(shù)概述（一）技術(shù)基本情況秸稈還田事關(guān)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和耕地資源保護(hù)，玉米大豆輪作配合秸稈還田技術(shù)可以有效推動(dòng)秸稈以更加合理、科學(xué)、高效的方式還田，是現(xiàn)階段東北地區(qū)玉米秸稈利用的一項(xiàng)重要任務(wù)，也是我國(guó)東北地區(qū)最主要的輪作方式。首先，玉米大豆輪作可以緩解東北北部大豆連作障礙，保證我國(guó)大豆的種植面積，穩(wěn)定大豆供給；其次，玉米大豆輪作秸稈還田可以提高土壤供氮能力，改善土壤的理化性質(zhì)，是落實(shí)國(guó)家黑土地保護(hù)政策的重要手段；第三，玉米大豆輪作可以有效減少玉米生產(chǎn)的成本投入，利用大豆茬口特性和根瘤固氮作用實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效。2023年“中央一號(hào)文件”明確指出：全力抓好糧食生產(chǎn)，全方位夯實(shí)糧食安全根基，強(qiáng)化藏糧于地、藏糧于技；加力擴(kuò)種大豆油料，深入推進(jìn)大豆和油料產(chǎn)能提升工程。本技術(shù)針對(duì)東北地區(qū)（遼寧省、吉林省、黑龍江省以及內(nèi)蒙古東部地區(qū)）玉米大豆輪作秸稈還田標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程度低、生產(chǎn)成本高、土壤侵蝕嚴(yán)重等問(wèn)題，研究形成的技術(shù)體系。通過(guò)該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了玉米大豆輪作高效秸稈還田，解決了土壤干旱退化、地力下降和作業(yè)成本高的根本性技術(shù)難題，且有效避免了秸稈焚燒造成的環(huán)境污染問(wèn)題。東北地區(qū)玉米大豆輪作秸稈還田大壟栽培技術(shù)主要是以秸稈覆蓋還田和翻埋還田等技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)了東北地區(qū)作物輪作、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、生產(chǎn)生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展。該技術(shù)以玉米大豆輪作秸稈還田為基礎(chǔ)，配套研制的“壟臺(tái)深松滅茬成壟整地機(jī)（ZL201511034914.0）”獲得發(fā)明專(zhuān)利，配合寬窄行種植實(shí)現(xiàn)了除草劑的減量施用，申報(bào)發(fā)明專(zhuān)利“一種秸稈還田大壟雙行種植方式農(nóng)藥減施增效的方法（CN202110476951.6）”，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)制定黑龍江地方標(biāo)準(zhǔn)《大豆大壟栽培技術(shù)規(guī)程》（DB23/T2173-2018）、《大豆玉米輪作少免耕技術(shù)規(guī)程》（DB23/T2174-2018）、《大豆帶狀深松栽培技術(shù)規(guī)程》（DB23/T2694-2020）、《大豆玉米輪作大壟少免耕栽培技術(shù)規(guī)程》（DB23/T3393-2022）。（二）技術(shù)示范推廣情況近四年來(lái)，東北地區(qū)玉米大豆輪作秸稈還田面積超過(guò)1億畝，直接還田量達(dá)3500多萬(wàn)噸，為黑土耕地提供了大量的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀和微量元素，有力推動(dòng)了“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略落實(shí)，為保障糧食安全提供了基礎(chǔ)支撐。黑龍江海倫、嫩江、訥河、吉林敦化、內(nèi)蒙古科右前旗等玉米大豆秸稈還田地點(diǎn)土壤質(zhì)量定點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2020年土壤有機(jī)質(zhì)含量較2016年平均提高了0.3-0.5g/kg，覆蓋還田使地表土壤徑流減少60%以上，切實(shí)保護(hù)了黑土地這一耕地中的“大熊貓”。中科院東北地理所監(jiān)測(cè)顯示，連續(xù)實(shí)施6年后，表層20cm土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)增加10%，10年后增加21%，15年后增加52%，有機(jī)質(zhì)含量從28.28g/kg提升至43.02g/kg。東北地區(qū)監(jiān)測(cè)顯示，秸稈還田技術(shù)可減少農(nóng)田揚(yáng)塵35%以上，減少地表徑流40%-80%，每畝可節(jié)省作業(yè)成本50元以上。2003～2014年，黑龍江省先后在海倫、克東、訥河等地經(jīng)過(guò)布點(diǎn)試驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)組建以玉米大豆輪作為核心的現(xiàn)代農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)合作社近20個(gè)；2015～2018年，黑龍江省建立18個(gè)旱田玉米大豆輪作秸稈還田示范縣，每個(gè)縣安排核心示范區(qū)面積1000畝，且依托當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)合作社建立2個(gè)示范基地進(jìn)行典型示范。近五年累計(jì)示范推廣840萬(wàn)畝。（三）提質(zhì)增效情況玉米大豆輪作秸稈還田技術(shù)可有效減少玉米田氮肥施用量，節(jié)約肥料成本30元/畝，節(jié)約整地成本20元/畝，增產(chǎn)幅度可達(dá)到7%～10%，畝均增加產(chǎn)值39元/畝，節(jié)本增效89元/畝。玉米大豆輪作秸稈還田可顯著提高土壤質(zhì)量，減少因秸稈焚燒引起的空氣污染等問(wèn)題，生態(tài)效益顯著。（四）技術(shù)獲獎(jiǎng)情況“東北地區(qū)玉米秸稈還田技術(shù)”和“東北春大豆帶狀深松覆秸栽培技術(shù)”入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2022年主推技術(shù)?！疤岣叽蠖箚萎a(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及配套技術(shù)模式研究與應(yīng)用推廣”獲2020年黑龍江省人民政府，科技進(jìn)步獎(jiǎng)，二等獎(jiǎng)；“東北平原玉米水稻高效施肥技術(shù)研究與示范”獲2021年黑龍江省人民政府，科技進(jìn)步獎(jiǎng)，二等獎(jiǎng)。以本技術(shù)為核心的科技成果—大豆高產(chǎn)高效關(guān)鍵技術(shù)與模式創(chuàng)新應(yīng)用，于2021年11月完成科技成果評(píng)價(jià)，專(zhuān)家組一致認(rèn)為“該成果系統(tǒng)性強(qiáng)，創(chuàng)新性突出，技術(shù)難度大，整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。本技術(shù)強(qiáng)有力的支撐了上述成果的取得。二、技術(shù)要點(diǎn)（一）作業(yè)流程玉米大豆輪作秸稈還田大壟栽培技術(shù)流程：玉米機(jī)械收獲→秸稈粉碎→翻耕整地→耙地碎土→起大壟→播種大豆→封閉除草→莖葉除草→壟溝深松→中耕培土→機(jī)械收獲→滅茬深松→起大壟→播種玉米→封閉除草→莖葉除草→壟溝深松→中耕培土→機(jī)械收獲。（二）玉米秸稈處理與整地1.秸稈粉碎處理。前茬玉米采用具有秸稈粉碎裝置的聯(lián)合收獲機(jī)粉碎秸稈，一次性完成收獲和秸稈粉碎作業(yè)；高留茬、站稈收獲及秸稈未達(dá)到粉碎要求時(shí)，采用秸稈粉碎還田機(jī)進(jìn)行秸稈粉碎作業(yè)（圖片1）。秸稈粉碎還田作業(yè)，要求土壤含水量≤25%，粉碎后的秸稈長(zhǎng)度≤10cm，秸稈粉碎長(zhǎng)度合格率≥85%，留茬高度≤10cm，秸稈均勻拋撒覆蓋地表。圖片1玉米秸稈粉碎還田作業(yè)圖片1玉米秸稈粉碎還田作業(yè)2.翻耕整地。選用懸掛式雙向翻轉(zhuǎn)鏵式犁、圓盤(pán)耙，在玉米完成收獲和田間秸稈粉碎后及時(shí)秋翻地，翻后及時(shí)耙地，在土壤封凍前完成起壟整地作業(yè)，待播狀態(tài)越冬。翻耕作業(yè)時(shí)土壤含水率≤25%、作業(yè)耕深≥30cm、耕深穩(wěn)定性變異系數(shù)≤10%、立垡和回垡率≤5%、漏耕率≤2.5%、重耕率≤5%，地頭橫向翻地地邊整齊。壟距110cm或130cm，壟面寬度為70cm～80cm或90cm～100cm，壟高達(dá)到12cm～15cm。（三）大豆的種植與管理1.品種選擇與播種。選擇審定推廣的成熟期適宜、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的大豆品種，種子進(jìn)行包衣處理；根據(jù)品種特性、地勢(shì)、土壤肥水條件等確定密度和播種量，在土壤5cm深處地溫穩(wěn)定通過(guò)7℃～8℃時(shí)播種，播種深度3cm～5cm，播深一致、均勻無(wú)斷條，播后及時(shí)鎮(zhèn)壓。2.密度與種植規(guī)格。保苗密度在35萬(wàn)株/hm2～45萬(wàn)株/hm2時(shí)，110cm大壟壟上種植3行大豆，平均行距20cm～25cm；130cm大壟壟上種植4行大豆，行距25cm～30cm。保苗密度在25萬(wàn)株/hm2～30萬(wàn)株/hm2時(shí)，壟上種植4行大豆，110cm大壟，小行距10cm～12cm，大行距20cm～30cm；130cm大壟，小行距10cm～12cm，大行距30cm～40cm。保苗密度在15萬(wàn)株/hm2～20萬(wàn)株/hm2時(shí)，壟上宜種植2行大豆，110cm大壟，壟上平均行距40cm～45cm；130cm大壟，壟上行距50cm～60cm。3.施肥?；试诓シN時(shí)施入，采取側(cè)深分層施肥，施于種子側(cè)向5cm～6cm、深度為種下5cm～6cm和10cm～11cm兩層，各占50%。一般施純N為30kg/hm2～45kg/hm2、P2O5為80kg/hm2～110kg/hm2、K2O為40kg/hm2～55kg/hm2，或等養(yǎng)分的復(fù)合肥。4.化學(xué)除草與中耕。選用高效、低殘留對(duì)下茬作物安全的除草劑，宜采用播后封閉和苗期莖葉處理相結(jié)合的方式。在大豆2片～3片復(fù)葉時(shí)進(jìn)行壟溝深松，宜采用雙鏟深松機(jī)分層深松，前鏟作業(yè)深度10cm～12cm，后鏟作業(yè)深度25cm～30m；深松后7天～10天進(jìn)行中耕培土1次，在雙鏟深松機(jī)后鏟安裝分土板進(jìn)行中耕培土，前鏟作業(yè)深度10cm～12cm；后鏟培土作業(yè)深度12cm～15cm。圖片2大豆大壟田間長(zhǎng)勢(shì)5.病蟲(chóng)害綜合防治。地下害蟲(chóng)發(fā)生較重的地區(qū)或田塊，可結(jié)合分層施肥，在淺層施肥的肥料中拌入殺蟲(chóng)劑施入；注重防治大豆根腐病、大豆食心蟲(chóng)、大豆蚜蟲(chóng)等。6.大豆收獲。在大豆成熟期采取機(jī)械聯(lián)合收獲，割茬高度以不留底莢和不出現(xiàn)“泥花臉”為準(zhǔn)，不丟枝、不炸莢，損失率≤3%。秸稈還田時(shí)，秸稈粉碎均勻拋撒，秸稈長(zhǎng)度≤10cm。（四）大豆茬整地大豆收獲后采用深松滅茬整地機(jī)沿壟臺(tái)進(jìn)行帶狀深松、滅茬整地作業(yè)，深松深度25cm以上，滅茬、深松、起壟連續(xù)作業(yè)，壟距110cm或130cm，壟面寬度為70cm～80cm或90cm～100cm，壟高達(dá)到8cm～10cm。圖片3大豆茬滅茬深松整地作業(yè)（五）玉米的種植與管理1.品種選擇與播種。選擇審定推廣的成熟期適宜、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的玉米品種，種子進(jìn)行包衣處理；在土壤5cm深處地溫穩(wěn)定通過(guò)7℃～8℃時(shí)播種，播種深度3cm～5cm。壟上種植雙行玉米，雙行中心距離40cm～50cm，播深一致、均勻無(wú)斷條，播后及時(shí)鎮(zhèn)壓。2.施肥。宜側(cè)深施肥。種肥，施于種子側(cè)向5cm～6cm、深度為種下5cm～6cm和10cm～11cm兩層，分別為施用量的30%和70%；追肥，施于植株側(cè)向10cm～15cm，深度8cm～10cm。根據(jù)測(cè)土配方結(jié)果確定化肥用量，一般施純N為150kg/hm2～200kg/hm2、P2O5為80kg/hm2～110kg/hm2、K2O為40kg/hm2～55kg/hm2。3.化學(xué)除草與中耕管理。選用高效、低殘留對(duì)下茬作物安全的除草劑，宜采用播后封閉和苗期莖葉處理相結(jié)合的方式。玉米苗期進(jìn)行壟溝深松，宜采用雙鏟深松機(jī)分層深松，前鏟作業(yè)深度10cm～12cm，后鏟作業(yè)深度25cm～30cm。玉米拔節(jié)期，在雙鏟深松機(jī)后鏟安裝分土板進(jìn)行中耕培土，前鏟作業(yè)深度10cm～12cm；后鏟培土作業(yè)深度12cm～15cm；根據(jù)玉米長(zhǎng)勢(shì)，間隔7