山东省保护性耕作技术发展现状及对策

保护性耕作是用作物秸秆覆盖地表，对农田实行免（少）耕，以改善土壤结构、培肥地力和提高抗旱能力，实现农业节本增效的先进耕作技术。山东省自2002年引入保护性耕作技术以来，经过10余年的试验示范，探索出“小麦联合收获、秸秆还田、玉米免耕精播”和“玉米联合收获、秸秆还田、机械深松及小麦免耕宽幅精播”夏秋两个“一条龙”作业模式，基本形成适合山东省农业生产特点的小麦玉米全程机械化保护性耕作技术体系。

2016年，全省保护性耕作应用面积达143.6万hm²，累计增产粮食102亿kg，农民增收节支256亿元，取得显著的经济社会效益。

1发展历程

保护性耕作技术在山东省的发展大体可分3个阶段：引进试验阶段（2002—2005年）、政府引导阶段（2006—2016年）和市场选择阶段（2017年至今）。各阶段应用面积如图1所示，中央财政和山东省财政历年投资情况如图2所示。

图1 2002—2016年保护性耕作实施面积

图2 中央财政和山东省财政历年投资情况

1.1引进试验阶段（2002—2005年）

从2002年开始，山东省农机技术推广站在组织有关单位参观考察的基础上，先后在济南市历城区、章丘市、惠民县和昌邑市等地进行保护性耕作技术的引进试验。对不同作业模式的小麦播种质量、生长发育情况和生产成本情况等进行跟踪监测和对比分析。

初步探索研究了小麦玉米一年两作区保护性耕作技术模式和各关键环节技术要求。2005年全省试验示范面积达1.1万hm²，取得明显的经济、社会和生态效益，证明技术应用的可行性。同时，对引进机械存在的问题，提出了改进方案。

1.2政府引导阶段（2006—2016年）

2006年，山东省农机办印发《关于在全省全面推广秸秆还田保护性机械化技术的意见》，吹响全省推广应用保护性耕作技术的号角。11年间，中央财政和山东省财政累计投入资金4 718万元，保护性耕作实施面积快速扩大，到2016年，保护性耕作应用面积达143.6万hm²，小麦免耕播种机保有量达5.2万台（套），玉米免耕播种机达18.8万台（套），其他保护性耕作机具达3.1万台（套）。

1.3市场选择阶段（2017年至今）

2016年以后，中央财政和山东省财政减少了保护性耕作技术专项资金支持，改为秸秆还田和机械深松等单项作业技术补贴。保护性耕作技术进入农户自发应用阶段，实施面积开始回落。2018年，机械深松和秸秆还田面积持续攀升，小麦秸秆还田率达到91.4%，玉米秸秆还田率达86%。

目前，保护性耕作缺少政策、项目和资金支持，在山东小麦玉米主产区均是自发推广应用。2018年，山东“三夏”期间“小麦机收-秸秆处理-玉米机播”的“一条龙”作业实施面积130多万hm2，“三秋”期间玉米机收、机械干燥、秸秆还田、土地深松和小麦免耕播种“一条龙”生产模式也在大力推行。各单项技术应用面积如表1所示。

表1 2018年各单项技术应用面积

2.1技术路线

针对小麦玉米一年两作、农隔时间短、粮食产量高和秸秆产量大等特点，山东省制定了提高秸秆切碎还田质量、装配专门的秸秆切碎抛撒装置及改小麦免耕条播为免耕宽幅精播等措施，探索出“小麦联合收获、秸秆还田、玉米免耕精播”和“玉米联合收获、秸秆还田、机械深松及小麦免耕宽幅精播”夏秋两个“一条龙”技术体系。技术路线如图3所示。

图3 保护性耕作技术路线

2012年以来，山东省大力推行“三夏”“三秋”两个“一条龙”作业模式，覆盖面积接近应作业面积的40%，大大缩短了“三夏”“三秋”作业时间，实现抢收抢种，为山东省粮食连年丰收奠定了坚实的基础。

为保证技术规范应用，山东省农机技术推广站制定了《机械深松作业技术规程》和《机械深松作业质量评价技术规范》2个地方标准，青岛市农机局制定了《黄淮海地区保护性耕作机械化作业体系规范》农业行业标准，并进行了大力宣贯。其中，地方标准《机械深松作业质量评价技术规范》针对深松深度不便测量的问题，创新提出深松深度缩值系数的概念，将松后沟底至地表的垂直距离乘以相应缩值系数视为深松深度，大大降低深松深度检测难度。同时，提供了操作简单且要求统一的符合规模化作业的机械深松作业质量检测方案，对信息化监测和人工检测的质量检验方法和判定规则做出具体要求。

2.2种植规格

统一的种植规格是推广保护性耕作技术的前提。根据对山东不同地区种植规格的调研，结合农业机械现状，考虑耕作模式、灌溉方式和增产高效技术等因素，并根据国家小麦玉米产业体系和山东省地方标准的推荐，将小麦播种定为条播和宽苗带播种2种方式，条播行距12～18 cm，条播宽度3～4 cm，宽苗带播种行距28～30 cm，苗带宽度8～12 cm，将玉米的行距定为60 cm；如果是畦作，畦宽定为240 cm和360 cm两种，畦埂底宽30 cm，畦埂高20 cm，成梯形。

图4为小麦宽苗带，玉米60 cm等行距，畦宽240 cm种植规格示意图。图5为小麦条播，玉米60 cm等行距平作种植规格示意图。

图4 小麦宽幅、玉米等行距畦作种植模式

图5 小麦条播、玉米等行距平作种植模式

2.3关键技术机具应用情况

2.3.1秸秆还田

山东省主要推广了小麦和玉米秸秆粉碎还田技术，并针对粉碎还田效果不好或者留茬偏高的，再使用破茬机进行灭茬作业。2018年，全省完成小麦秸秆还田347.7万hm²、玉米秸秆还田240.5万hm²，整体水平继续上升。秸秆粉碎还田机发展到12.5万台，同比增长8.5%。

2.3.2机械深松

近年来，受深松补贴政策引导，大功率拖拉机和大型深松作业机逐渐增多，农民购买及使用意愿强烈，深松机保有量达3.9万台。2018年，全省实施机械深松89.7万hm²，超额完成农业农村部下达的工作任务。

2.3.3免耕播种

山东省主要推广了小麦免耕宽幅播种和玉米免耕精量播种技术，2项技术在山东推广应用多年，可一次完成开沟、播种、施肥、覆土和镇压，减少机具进地次数，且省时省工等优势明显。近年来，气吸式玉米精量播种机在各地也开始示范推广，作业效率更高且作业精度更好，受到新型经营组织的广泛欢迎。2018年，完成玉米精量播种197.7万hm²。

2.3.4高效植保

近年来，针对农作物植保面临的严峻形势，山东省积极推广主要农作物精准施药与减量增效技术，充分利用农机装备研发计划等平台推动省内企业研发生产大型高效植保装备。2017年底，全省自走式吊杆式喷雾机达1.6万台；植保无人机从357架发展到1 247架，在1年内实现爆发式增长。

3发展制约因素

虽然山东省保护性耕作得到了广泛宣传和一定发展，但明显表现出“游击”规模多和“持久”规模少的局面，近年来应用面积也明显下滑。究其原因，主要在于种植习惯、生产理念和技术应用不过关等方面。

3.1种植习惯

山东省小麦玉米种植规格多种多样，畦宽从1.8 m到5 m均有，套种至今在部分地区仍能见到。小农户地块小，种植规格是多年习惯形成的，更改种植规格有可能导致机具重作或者漏作；家庭农场和农民合作社等新型经营组织面积虽大，但也已形成适合当地情况的种植规格和作业机具配备方案，更改种植规格和技术模式会显著增加新型经营组织，特别是提供农机社会化服务的新型经营组织的农业生产成本。

3.2生产理念

多年来，出于国家粮食安全考虑，政府部门高度重视农业技术的增产效果，对增产之外的保护环境和简化环节等重视不够。而保护性耕作技术的出现，恰恰是为了恢复生态和实现农业可持续发展。增产是保护性耕作在恢复土壤生态及改善土壤环境基础上带来的进一步结果。这导致了保护性耕作技术在学术界产生了一定争论，农民群众接受起来也有一些疑虑。

3.3技术应用不过关

3.3.1玉米秸秆还田不过关，影响小麦免耕播种

保护性耕作强调秸秆还田和不允许翻耕，部分地区秸秆还田质量差，不能适应小麦免耕播种机作业要求。多次使用秸秆还田机或者旋耕机作业，又与减少机具进地次数和降低作业成本的初衷相违背，导致出现悖论。不妥善解决秸秆处理问题，保护性耕作推广依然“前路难”。

3.3.2小麦播后产生微地形，影响下茬玉米直播

苗带旋耕式播种机仅处理播种苗带，导致苗带处的秸秆和土壤被抛撒到未耕作的垄带上，致使苗带间高低不平。从技术上讲，土壤与秸秆充分混合后覆盖地表，可以减少水分流失，保证土壤墒情，但对下茬玉米直播产生严重影响。一是受沟垄相间微地形影响，机手操控作业机具困难；二是播种情况难以掌握，造成播深不一致，种子分布不均匀，出现重苗弱苗甚至缺苗断垄等问题，严重影响保护性耕作技术效能发挥。

4对策与建议

4.1丰富技术内涵，实现保护性耕作技术本地化

保护性耕作是涉及耕作制度、种植方式和种植理念等各方面的变革，虽然国内外已经形成一系列较为成熟的理论和方法，进行了很多应用和探索，但在小麦玉米两熟区其优势和劣势同样明显。应继续加强保护性耕作机理研究，充分吸收其他技术体系优秀成果。黄淮海地区常年实行小麦玉米一年两作，秸秆量非常大；

同时，受传统浅旋耕作的影响，耕层构造破坏严重。建议将深耕、免耕和深松等土壤处理措施相结合，丰富保护性耕作土壤耕作体系，既能解决秸秆处理不好和播种效果差的问题，又能构建合理耕层，为实现“藏粮于地、藏粮于技”提供技术支撑。山东理工大学杜瑞成等人提出的“机械化生态沃土工程”就是使用周期耕作法优化耕层和培肥地力的实例。

4.2加强创新研发，打造保护性耕作新装备

10多年保护性耕作发展历程证明，先进适用的保护性耕作装备，是规范技术运用和发挥技术效能的重要保障。应重点在联合耕整装备和适应两作区的免耕播种装备及其智能化及信息化方面做文章和下功夫，组织攻关、研发创新并试验验证，筛选出适合山东省农业现代化发展的保护性耕作新装备。

4.3加大投资力度，充分保障新技术新装备研发推广应用

2017年以来，财政资金对保护性耕作技术的支持力度不大，保护性耕作技术和装备更新升级步伐减慢。建议政府部门根据保护性耕作技术装备生产应用实际，安排专项资金攻关关键技术装备并安排推广专项资金推动保护性耕作技术应用，在适当时机开展秸秆还田和小麦免耕播种作业补助，提高作业质量要求，真正把保护性耕作节本增效和保护环境的效果发挥出来，推动我国农业生产实现绿色化和可持续化。

5结束语

从山东省10余年的保护性耕作技术发展应用历程看，保护性耕作技术确实是一项符合山东省农业需求的能够实现节本增效和绿色发展的耕作体系。但在推广应用中必须转变农业发展观念，强化农业生态环境保护；加强技术机理研究，形成保护性耕作“山东标准”；

研发先进和适应性强的作业机具，确保机具作业质量。同时，应从政策上对保护性耕作等绿色农机化技术应用予以一定资金支持，推动山东省农业绿色、健康和可持续发展。

（来源：《农业工程》2020年第4期

作者：王博，马根众，蒋帆，张银平，曹海英）