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本文導讀目錄：

1、秸稈覆蓋保護性耕作彰顯抗逆性

2、秸稈覆蓋方式對西北旱作馬鈴薯產量效益的影響

3、秸稈覆蓋條耕＋施用農肥玉米保護性耕作新技術模式

秸稈覆蓋保護性耕作彰顯抗逆性 ♂

秸稈覆蓋保護性耕作彰顯抗逆性

昨天一場大風過后，看一看從吉林省雙遼市的風沙吹到鄉(xiāng)村水泥路上，有的地方達一米厚。汽車不能開動；到今天在梨樹縣西部看到，黑土地沙土地玉米幼苗受災狀況。

天災之后，更加警視農業(yè)，風災、過度耕種，就是災害；而唯有保護性耕作地塊，受災明顯輕很多，并且秸稈留茬高覆蓋率，災情越輕，甚至看不出災情，秸稈覆蓋保護性耕作，越是在遭遇災害下，彰顯出抗逆性，優(yōu)勢明顯。
必須堅持走保護性耕作特別是秸稈覆蓋這條道，保護黑土地盡管還是有不少困難與挑戰(zhàn)不少，但是貴在堅持，久久為功。

秸稈覆蓋方式對西北旱作馬鈴薯產量效益的影響 ♂

秸稈覆蓋方式對西北旱作馬鈴薯產量效益的影響

西北地區(qū)土地面積約占全國面積的40%，但水資源量不足全國總量的10%，特別是黃土高原地區(qū)，年均降水量220~550 mm，年均蒸發(fā)量高達2 000~2 500 mm。干旱、土壤貧瘠成為制約西北地區(qū)旱地農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。

馬鈴薯因其產量高，經濟效益好，已成為西北旱地農業(yè)增收的主要來源。依靠傳統(tǒng)的露地平播或壟溝條播模式，馬鈴薯產量維持在13 522 kg/hm2左右，并且土壤表層蒸發(fā)強烈，降水和灌溉水利用率低，干旱缺水問題較為突出。

如何提高土壤水含量，確保有限的降雨和灌溉水高效利用，切實提高馬鈴薯產量，成為西北地區(qū)重要的研究課題。研究表明，地膜覆蓋可以大幅提高西北旱地馬鈴薯產量，但地膜覆蓋產生的高溫脅迫和難以自然降解的特性，對薯塊生長和環(huán)境都不利，故不是理想的馬鈴薯覆蓋材料。

對于該問題，研究發(fā)現，秸稈覆蓋可以改良土壤物理特性，增強保墑蓄水能力，并且對溫度的調控比較緩慢，適合馬鈴薯生性喜涼的特性，故研究秸稈覆蓋對馬鈴薯產量的影響具有重大意義。

1馬鈴薯秸稈覆蓋方式

秸稈覆蓋栽培馬鈴薯，是21世紀初我國農業(yè)技術部門研發(fā)的一種由秸稈還田和輕型栽培配套形成的馬鈴薯栽培新技術。目前西北地區(qū)較為常見有兩種馬鈴薯秸稈覆蓋方式：一是秸稈覆蓋方式與免耕相結合，此種方法使得約70%的薯塊生長在秸稈之中，收獲時薯塊圓整，色澤鮮亮，并不易傷及薯塊，提高了馬鈴薯的商品性和貯藏性能；另一種是在起壟覆土后，將粉碎的秸稈作為保溫、保墑材料覆在馬鈴薯溝壟之上，此類覆蓋方式多用于秸稈的生態(tài)效應研究。

表1不同覆蓋方式下馬鈴薯產量效應比較

2對馬鈴薯產量的影響

在我國西北地區(qū)對玉米、棉花等旱地作物研究均表明，秸稈覆蓋有明顯的增產效應［7-8］。馬鈴薯與其他作物的區(qū)別在于薯塊分布于土層之下，根區(qū)土壤環(huán)境直接影響薯塊的生長發(fā)育。而秸稈覆蓋層的保水性優(yōu)于裸地，透氣性高于地膜，更利于土層與近地表大氣的氣體交換，促進了土壤呼吸與地上部分光合作用；并且通過微生物對秸稈的分解，可調節(jié)土壤的碳氮比，增加土壤有機質含量，提高土壤肥力，為馬鈴薯薯塊的生長發(fā)育提供更適宜的環(huán)境。

張萬恒等：秸稈覆蓋方式對西北旱作馬鈴薯產量效益的影響農業(yè)工程農學與生物技術由表1可得出，西北地區(qū)秸稈覆蓋與無覆蓋相比可增產10%~20%，增產效應顯著（p<0.05），但在充分灌溉條件下，秸稈覆蓋僅比無覆蓋增產4.6%，而干旱缺水時增產幅度卻達到40%，說明秸稈覆蓋在干旱環(huán)境下增產效應更顯著。

對比秸稈與地膜覆蓋，馬鈴薯產量卻無顯著差異（p>0.05），但秸稈覆蓋方式在寧夏回族自治區(qū)、陜西地區(qū)多表現出增產；而在甘肅大部分地區(qū)卻表現出減產，主要是甘肅地區(qū)降雨稀少，覆膜能更有效地保持土壤水分，使地膜覆蓋產量高于秸稈覆蓋。

綜上所述，在西北地區(qū)采用秸稈覆蓋方式栽培馬鈴薯的增產現象是客觀存在的。因此，在實際生產活動中，應根據當地實際情況，因地制宜的選擇合適的覆蓋方式，以求馬鈴薯年產量最大化。

3對馬鈴薯產量構成要素的影響

3.1對單株結薯數量的影響

馬鈴薯塊莖是由匍匐莖頂端膨大形成，但在匍匐莖生長過程中，如果遇到低溫、缺水等不利因素，會抑制塊莖的形成和生長，進而影響到馬鈴薯單株結薯數量。

施坰林等認為，覆蓋層對太陽光輻射、吸收和熱量傳導均有影響，使熱量傳導至覆蓋層以下數量少且時間長，導致低溫回升緩慢。西北地區(qū)春旱和低溫持續(xù)時間較長，對馬鈴薯根系活動影響很大，導致馬鈴薯匍匐莖生長、分化也較為緩慢，最終使單株塊莖數量減少。

3.2對塊莖質量分級的影響

秸稈覆蓋雖使馬鈴薯結薯數量下降，但卻促成了大薯和商品薯的比率，侯清賢等表明，秸稈覆蓋比傳統(tǒng)裸地種植和地膜覆蓋收獲的馬鈴薯大薯產量分別提高38%和25%，中薯產量分別提高70%和17%，可以顯著提高單位面積內的馬鈴薯產量。

秸稈明顯提高土壤水含量及水分利用效率，此外能延緩土溫升高的速率，使薯塊避開夏季高溫傷害，利于薯塊的膨大，促成了馬鈴薯大、中薯的數量增加。

4馬鈴薯增產的主要原因

4.1秸稈覆蓋對土壤理化性質的影響

4.1.1土壤溫度

馬鈴薯塊莖是由匍匐莖頂端膨大而形成，在生長過程中氣溫超過29 ℃就會抑制塊莖的形成與生長，對馬鈴薯產量影響很大。紀曉玲等表明，秸稈覆蓋與無覆蓋相比，苗期平均溫度低0.5 ℃，塊莖形成期和膨大期平均低2 ℃，較適宜的溫度可為馬鈴薯提供優(yōu)良的環(huán)境，更利于塊莖養(yǎng)分的積累。因此，研究表明，土壤溫度是影響馬鈴薯生長的一個主要因素，對于產量的構成具有較大影響。

4.1.2土壤水分

在自然條件下，土壤表層受雨滴沖擊而形成密實的弱透水層，降雨易產生徑流難以入滲。秸稈覆蓋可以很好的保護土層土壤團粒結構，粗糙的表面加大了對徑流的攔蓄能力，從而可提高土層含水量。

此外，由于秸稈覆蓋物的存在，減小了地表與土壤剖面的溫差，放緩了水汽散失的速率，土層保水性能提高。籍增順等表明，秸稈覆蓋比裸地0~20 cm的土層含水量增加約2.29%。因此，秸稈覆蓋可有效提高土壤水分，并且，較高的土壤含水量是保證馬鈴薯產量的基礎條件，尤其是馬鈴薯需水關鍵期（現蕾至終花）。

表2不同地區(qū)秸稈覆蓋馬鈴薯水分利用效率（WUE）比較

4.1.3土壤酶活性

秸稈覆蓋與無覆蓋土壤最明顯的差異在于對微生物及酶促反應的影響，秸稈覆蓋增溫保墑效應間接影響土壤酶活性。其中脲酶能夠催化尿素水解為CO2和NH4，其活性的高低在一定的程度上可以反映土壤供N水平；過氧化氫酶在有機質氧化及腐殖質形成過程中起重要作用；堿性磷酸酶加速有機磷的脫磷速率，增加土壤有效磷含量；轉化酶對土壤碳素循環(huán)有重要意義等。

苗琳等表明，在0~10cm的土層范圍內，脲酶、過氧化氫酶、轉化酶、堿性磷酸酶的活性分別提高3.2%、6.8%、19.6%、11.4%。在氮肥營養(yǎng)充足時，能促進馬鈴薯莖葉生長，使同化面積加大，增強光合作用，提高凈光合作用生產率；而磷肥有益于根系發(fā)育，促進馬鈴薯開花結果。

4.1.4土壤微生物

秸稈覆蓋后為土壤微生物提供了豐富的C源和N源，可增加微生物數量。王蕓等［18］表明，秸稈覆蓋使養(yǎng)分聚集在0~20 cm土層中，導致土壤表層的細菌、放線菌、真菌的數量均明顯高于傳統(tǒng)裸地。

秸稈覆蓋方式為微生物生長活動提供必需的能量和養(yǎng)分，加速微生物利用外源養(yǎng)分進行自身物質合成和新陳代謝，從而使微生物的數量及其活性增加；通過微生物的同化作用漚肥土壤，為馬鈴薯的生長發(fā)育提供良好的物質環(huán)境。

4.2秸稈覆蓋對馬鈴薯水分利用的影響

秸稈覆蓋改變了近地表的水熱狀況，增加了地表顯熱通量，有效抑制土壤表面水分蒸發(fā)，提高土壤水分儲存量。而在馬鈴薯高耗水階段能促進蒸騰作用，將耗水從棵間蒸發(fā)的物理過程轉變?yōu)橹仓暾趄v的生理過程，使無效消耗轉化為有效消耗，從而提高了水分利用效率。

通過表2可得出，西北地區(qū)秸稈覆蓋下的馬鈴薯水分利用效率比無覆蓋提高了10%~16%，說明秸稈覆蓋在一定程度上提高了馬鈴薯的水分利用效率，這與許翠平的結論相似。

并且秸稈覆蓋下的水分利用率與無覆蓋相比，其提高的百分比與降雨表現出正相關。無論是無覆蓋還是秸稈覆蓋，降雨稀少導致土壤水分含量降低，使兩種覆蓋方式水分利用效率無明顯差別；而降雨較充足時，秸稈覆蓋的保蓄水能力強于無覆蓋，減少無效的棵間蒸發(fā)，馬鈴薯水分利用效率顯著提高。

研究表明，農田耕作多年后其土壤有機質必定減少，施用化肥可提高土壤碳氮含量，但污染問題也較突出；從土壤改良的角度看，腐熟的秸稈覆蓋物會增加土壤碳氮含量及地表微生物的數量，從而可提高土壤肥力和質量。并且現代農業(yè)的發(fā)展對地膜的需求逐年增加，而地膜殘留也逐年積累，常年殘存在土壤中的塑料地膜嚴重阻礙了作物根系的伸長與土壤水分的運移。

盡管目前覆蓋膜料有生物降解膜、液體膜等新型材料，但始終因成本等因素沒有大范圍推廣使用，在沒有徹底解決塑料薄膜的可降解性問題之前，地膜殘留污染仍是目前面臨的主要環(huán)境問題。

而地表秸稈覆蓋措施可通過生物降解的途徑漚肥土壤，涵養(yǎng)土層養(yǎng)分，馬鈴薯水分利用效率和產量比傳統(tǒng)裸地均有顯著提高，而與地膜覆蓋產量卻無顯著性差異，分析以上諸多因素，秸稈覆蓋可能是一種雙贏的馬鈴薯覆蓋措施。

（作者：張萬恒 張恒嘉 王澤義 高佳）

秸稈覆蓋條耕＋施用農肥玉米保護性耕作新技術模式 ♂

秸稈覆蓋條耕＋施用農肥玉米保護性耕作新技術模式

又一種保護性耕作新技術模式，秸稈全量覆蓋還田條耕＋施用農家肥玉米種植模式，今年在吉林省農安縣三崗鎮(zhèn)亞賓農機合作社示范應用并且取得成功，不僅實現了秸稈覆蓋還田保護黑土地，同時玉米產量大幅度提升，用上了農家肥、減施了化肥，收到了多贏的效果。

11月份，經吉林省農科院李剛研究員、曹慶軍博士研發(fā)團隊對這一技術模式進行實地玉米測產，折合14個標準水平均畝產達1803斤，比對照田高出15％以上，同時讓村屯農家肥處理老大難問題有了破解之招，畝減施化肥達25％以上。這標志著長春市在玉米保護性耕作技術應用創(chuàng)新上又取得了新的重要突破，也為鄉(xiāng)村糞肥處理這個棘手老大難問題找到了適宜可行的辦法。

十年前亞賓農機合作社就在長春市率先開始推廣保護性耕作，常亞賓理事長被評為東北黑土地保護性耕作推廣應用先鋒人物，還是保護性耕作農民實踐專家，合作社成為國家黑土地保護與利用科技創(chuàng)新聯盟黑土地保護性耕作梨樹模式推廣基地。理事長常亞賓善于在生產實踐中不斷鉆研、應用保護性耕作新技術，積極探索融合新的技術，破解面臨的問。這幾年眼見著，一方面在農村環(huán)境治理中，農家糞肥消化處理成為一個鄉(xiāng)村難事；另一方面，黑土地保護又急需提升有機質，增施農家肥，減少化肥使用量。為此，從2021年秋季開始，在縣里農業(yè)等有關部門和鄉(xiāng)村的支持下，常亞賓帶領合作社開始瞄定了利用農家肥，提出試驗秸稈覆蓋保護性耕作條耕＋施用農家肥的黑土地保護性耕作新技術模式的探索示范，既能夠保護黑土地，又能夠利用上農家肥。

2022年亞賓合作社流轉的4500畝玉米田，全部采用了秸稈覆蓋保護性耕作條耕＋施用農家肥的黑土地保護性耕作新技術模式。在2021年秋季玉米機械收獲秸稈粉碎全部還田后，使用秸稈歸行機進行秸稈歸行，然后用農家肥撒施機，主要在待播種行撒施農家肥，秋季或春季采用條耕機對待播種行進行淺耕鎮(zhèn)壓，并把農家肥碎混到耕層中。每畝施用農家肥約1.5立方米。

為了保證新技術模式的科學、規(guī)范實施，亞賓合作社購置了三臺條耕機、有機肥施撒機和農肥運輸車，購買和自制了秸稈歸行機，改制了苗期深松機，設立兩個上千百方米的農家肥堆放處理場。請省農科院、長春市農機技術推廣總站等單位給予技術支持；在國家黑土地保護與利用科技創(chuàng)新聯盟等專家的指導下，常亞賓親自總結技術實施做法，編寫出秸稈全覆蓋＋農家肥保護性耕作條耕技術模式實施要點，指導規(guī)范作業(yè)實施，并被＂黑土地發(fā)布＂公眾號上選用刊發(fā)。

保護性耕作條耕十施用農家肥技術方案，每畝覆蓋還田利用秸稈達1600斤以上，機械增施農家肥25立方米，不但為4000多噸秸稈、7500立方米畜禽糞肥處理找到了最佳出路，利于培肥黑土地地力和改善農村環(huán)境衛(wèi)生，并且減少了化肥用量，后期依然沒有出現玉米植株脫肥現象，還降低農資化肥投入成本。

在今年前期干旱和后期超量降雨的不利情況下，保護性耕作條耕＋施肥農家肥技術模式，照比純免耕，苗期溫度得到提升，苗情優(yōu)勢依然如常，保苗株數更顯優(yōu)勢。保護性耕作地塊，由于播得晚，雖然前期比常規(guī)種植玉米苗顯得略小一些，但整齊度好，苗比較均勻；而常規(guī)雖然苗比較大，可大小苗現象比較突出，小苗率比條耕＋施用農家肥模式高8個百分點以上。同時，總體公頃株數優(yōu)勢更明顯，條耕＋施肥農家肥的公頃苗株數平均約在6.5萬左右，而傳統(tǒng)耕作大約5.4萬株左右，相差一萬株以上，同時玉米穗棒大小均勻，為保護性耕作模式產量明顯高于傳統(tǒng)耕作打下了堅實的基礎。玉米總產量突破達800萬斤，增產達百萬斤，增加收益近百萬元，保護性耕作新技術模式盡顯優(yōu)勢，讓合作社和農民實現了多贏。