CN112075155A - 一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农作物耕作技术领域，尤其涉及一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法，包括以下步骤：分时段分层作业，在第一年秋季直接对耕作层和犁底层耕整作业，改变秸秆的分布状态；第二年春季播前对播深范围内的耕作层再次整理，构建复合种床。本发明提出的一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法，有利于土壤保水、保墒，提高种床温度，延长作物生长期。

Description

一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法

技术领域

本发明涉及玉米保护性耕作方法技术领域，具体涉及一种玉米秸秆全量还田的耕整地方法，属于农作物耕作方法。

背景技术

我国东北地区现行的耕整地方法主要有三种：一是翻耕法，二是灭茬旋耕法，三是深松耕法。前两种耕法在作业后无秸秆有效覆盖土壤水分散失严重，易加重旱情，且在地表下20cm左右处易形成坚硬的犁底层，使土壤通透性变差，不利于作物的生长发育。另外，作业后的地表完全裸露，易加剧土壤的风蚀和水蚀。灭茬旋耕法无法在玉米秸秆全量覆盖地表条件下直接作业，需先将秸秆进行打包离田或焚烧处理。深松耕法虽然打破了犁底层，土壤松而不翻，但全量秸秆覆盖地表，地温提升缓慢，且秸秆还田后大量有机质堆积在地表，耕作层土壤有机质含量增加有限。此外，秸秆全覆盖条件下播种机通过性差，秸秆易拖堆，有些地区对秸秆进行了归行处理，但局部秸秆过多，不易腐解，会影响下一年播种。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法，通过对耕地的秋、春两次耕整作业，打破了坚硬的犁底层，降低了耕作层土壤的强度，并改变了秸秆的原有分布状态，改善土壤理化性状，提高土壤抗旱保墒能力，有效抑制土壤的风蚀和水蚀，春季构建复合种床，有利于提升地温，提高播种机的通过性。

本发明解决上述问题的技术方案是：分时段分层作业，即在第一年秋季直接对耕作层和犁底层耕整作业，改变秸秆的分布状态；第二年春季播前对播深范围内的耕作层再次整理，构建复合种床。

进一步的是：所述在第一年秋季直接对耕作层和犁底层耕整作业，改变秸秆的分布状态的步骤包括：第一年秋季对耕作层土壤全部扰动，并且对犁底层土壤条带翻动形成多个条带翻动区域，耕作后10-20％的秸秆覆盖在地表，其覆盖率为50-70％；70-80％的秸秆均匀分布在被扰动的耕作层中；剩余秸秆分布在各条带翻动区域内。

进一步的是：所述第一年秋季对耕作层土壤全部扰动的范围是地表以下至12-20cm以上的耕作层。

进一步的是：所述条带翻动区域的宽度为6-12cm，相邻条所述条带翻动区域的间距为30-45cm，所述条带翻动区域的翻土深度为20-35cm。

进一步的是：所述第二年春季播前对播深范围内的耕作层再次整理的范围是地表以下至6-12cm以上的耕作层。

进一步的是：所述构建复合种床包括：将再次整理区域内长度＞30cm的秸秆置于地表，剩余秸秆与土壤再次均匀混合，再次整理区域深度以下混入秸秆量和分布状态保持不变。

进一步的是：置于地表的秸秆按机具作业方向顺向排布，覆盖率为30-50％。

进一步的是：所述耕整地方法应用于东北地区。

本发明的有益效果体现在：

兼顾了土壤保护和春季地温提升，相对于地表裸露的翻耕法和灭茬旋耕法，本发明通过适量秸秆覆盖地表，可以有效防止土壤风蚀、水蚀，提高土壤抗旱保墒能力；相对于秸秆全覆盖的深松耕作方法，本发明减少了地表秸秆的覆盖量和覆盖率，结合春季播前的整地作业，能够快速提高种床温度，延长作物生长期。

耕层土壤与秸秆均匀混合，可以加快秸秆腐烂速度，全方位提升耕层内土壤有机质含量，改善土壤理化性状。

犁底层条带翻动的扰动系数和土壤膨松度要远大于深松作业，能接纳更多的雨雪，提高自然降水的利用率。

相对于秸秆全覆盖深松耕作方法，本发明实施后长秸秆顺向覆盖地表更有利于后续机具作业。

分段作业的优点和积极效果具体体现在：秋季耕作可以接纳更多的秋冬季雨雪，提高自然降水利用率；秋季土壤含水量较大，耕作后形成的较大土垡，利于固定地表秸秆，降低地表风速，可有效减少土壤风蚀；东北地区玉米为一年一熟，耕地具有较长的休闲期，秋季耕作后蓬松的土壤能够得到充分自然沉降，地表较大土垡经过长时间冻融更易松碎，春季构建复合种床有利于提高种床温度，形成上松下实、细碎、平整的种床。

为进一步说明本发明的有益效果，将本发明的方法与灭茬旋耕法和深松耕法进行了对比试验，试验情况如下：

1.试验条件

2017年10月～2020年6月(连续3年)在长春市农安县开展不同耕作方法(本方法、灭茬旋耕法和深松耕法)的对比试验。2020年玉米出苗期，测定三种不同耕作方法的土壤温度、土壤含水率、土壤容重。

2.试验方法

2020年春季玉米出苗期间，需要测定土壤温度、土壤含水率、土壤容重3项技术指标，具体测定所参考的相关行业技术标准如下：

土壤温度：参照标准LY/T 1219-1999《森林土壤温度的测定》，使用曲管地温计进行观测，每种耕作方法根据五点取样法选择试验点，每个试验点同时测取深度为5cm、10cm、15cm和20cm的土壤温度，并通过两次平均值计算得到不同耕法的土壤温度数据。

土壤含水率：参照标准NY/T 52-1987《土壤水分测定法》，采用烘干法测定，每种耕作方法随机选取3个试验点，计算平均值得到不同耕法的土壤含水率数据。

土壤容重：参照标准NY/T 1121.4-2006《土壤检测第4部分：土壤容重的测定》，采用环刀法测定，每种耕作方法随机选取3个试验点，计算平均值得到不同耕法的土壤容重数据。

试验结果：

2020年春季出苗期，对3种不同耕作方法的土壤温度、土壤含水率、土壤容重3项技术指标进行测定，通过试验可知第二年春季采用本发明方法耕作的土壤温度平均高于深松耕法2.5℃，土壤含水率平均高于灭茬旋耕法1-3个百分点，土壤容重低于深松耕法。

表1：不同耕法土壤容重对比表

耕作方法	本方法	深松耕法	灭茬旋耕法
				土壤容重(单位：g/cm<sup>3</sup>)	1.34	1.87	1.26

附图说明

图1为秋季作业后土层剖面示意图，图中B-条带区域宽度；D-条带间距；H-条带区域翻土深度；

图2为春季作业后土层剖面示意图；

图3为地表秸秆分布示意图；

图4为土壤温度数据折线图；

图5为土壤含水率数据折线图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1，一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法，采用分时分段作业方式实现，即第一年秋季玉米机收后对全量秸秆覆盖的耕地直接进行耕作，第二年春季播种前对播深范围内的耕作层再次进行全幅整地作业，再次改变秸秆分布构建复合种床，达到待平播状态。

作为本发明一个优选实施例，第一年秋季耕作使用相关耕整地机具对秸秆进行切断，并与土壤混合，将秸秆覆盖混埋还田。

作为本发明一个优选实施例，第一年秋季耕作的过程中，覆盖在地表的秸秆随土壤扰动翻混，改变原有的分布状态，其中10-20％的秸秆覆盖在地表，秸秆覆盖率50％-70％；70％-80％的秸秆均匀分布在耕作层中；剩余秸秆分布在耕作层以下各条带区域内。

作为本发明一个优选实施例，第一年秋季耕作过程是对耕作层土壤全部扰动，犁底层土壤条带翻动。

作为本发明一个优选实施例,第一年秋季耕作过程是对耕作层土壤全部扰动的范围是地表以下至12-20cm以上的耕作层。

作为本发明一个优选实施例,犁底层进行条带翻动，条带区域宽度B为6-11cm，条带间距D为30-45cm，条带区域翻土深度H为20-35cm。

作为本发明一个优选实施例，第二年春季播种前采用专用的种床整理机对播深范围内的耕作层进行全幅整地作业。

作为本发明一个优选实施例，春季耕作层整理范围是地表以下至6-12cm以上的耕作层，将耕深位置土壤刮平压实。

作为本发明一个优选实施例，构建复合种床是指第二年春季种前将春季再次整理的区域内长度＞30cm的秸秆置于地表，剩余秸秆与土壤再次均匀混合，整理区域深度以下混入秸秆量和分布状态保持不变，地表上秸秆按机具作业方向顺向排布，地表秸秆覆盖率为30％-50％。

实施例2

地点：吉林省长春市农安县开安镇创新家庭农场。

实施条件：凯斯2104轮式拖拉机，专用联合整地机，专用种床整理机。

实施面积：180亩。

作业流程：

2019年10月15日(机收后)，使用自主研制的专用联合整地机在全量玉米秸秆覆盖的耕地直接进行作业，地表以下，15cm以内的耕作层土壤全部扰动，15-25cm的土壤条带翻动形成条带区域，条带区域宽度为12cm，相邻条带间距45cm。

秋季作业实施完成后，测定技术指标如下：地表秸秆覆盖量162.89g/m²，占全量秸秆的14.8％，地表秸秆覆盖率为57％；地表以下，15cm以内的耕作层混入秸秆量798.6g/m²，占全量秸秆的72.5％；剩余秸秆(全量秸秆的12.7％)混埋在深度为15-25cm上述的条带区域内。

2020年4月18日(春季播种前)，使用自主研制的专用种床整理机对种床层进行二次全幅整地作业，作业深度8cm；种床层内长度＞30cm的秸秆被置于地表，种床层内剩余秸秆与土壤再次均匀混合；种床层以下混入秸秆量和分布状态保持不变；地表上秸秆按机具作业方向顺向排布，地表秸秆覆盖率39％。

实施例3

地点：敦化市鸿发现代生态农场。

实施条件：约翰迪尔8R-8270R轮式拖拉机，专用联合整地机，专用种床整理机。

实施面积：87亩。

作业流程：

2019年10月30日(机收后)，使用自主研制的专用联合整地机在全量玉米秸秆覆盖的耕地直接进行作业，地表以下，18cm以内的耕作层土壤全部扰动，18-35cm的土壤条带翻动形成条带区域，条带区域宽度8cm，相邻条带间距33cm。

秋季作业实施完成后，测定技术指标如下：地表秸秆覆盖量157.5g/m²，占全量秸秆的11.3％，地表秸秆覆盖率为63％；地表以下，18cm以内的耕作层混入秸秆量981.4g/m²，占全量秸秆的70.4％；剩余秸秆(全量秸秆的18.3％)混埋在深度为18-35cm上述的条带区域内。

2020年4月27日(春季播种前)，使用自主研制的专用种床整理机对种床层进行二次全幅整地作业，作业深度12cm；种床层内长度＞30cm的秸秆被置于地表，种床层内剩余秸秆与土壤再次均匀混合；种床层以下混入秸秆量和分布状态保持不变；地表上秸秆按机具作业方向顺向排布，地表秸秆覆盖率47％。

实施例4

地点：梨树县卢伟农机农民专业合作社。

实施条件：凯斯2104轮式拖拉机，专用联合整地机，专用种床整理机。

实验面积：50亩。

作业流程：

2019年11月2日(机收后)，使用自主研制的专用联合整地机在全量玉米秸秆覆盖的耕地直接进行作业，地表以下，15cm以内的耕作层土壤全部扰动，15-30cm的土壤条带翻动形成条带区域，条带区域宽度10cm，相邻条带间距45cm。

秋季作业实施完成后，测定技术指标如下：地表秸秆覆盖量185.5g/m²，占全量秸秆的17.6％，地表秸秆覆盖率为58％；地表以下，15cm以内的耕作层混入秸秆量759.9g/m²，占全量秸秆的72.1％；剩余秸秆(全量秸秆的10.3％)混埋在深度为15-30cm上述的条带区域内。

2020年4月10日(春季播种前)，使用自主研制的专用种床整理机对种床层进行二次全幅整地作业，作业深度10cm；种床层内长度＞30cm的秸秆被置于地表，种床层内剩余秸秆与土壤再次均匀混合；种床层以下混入秸秆量和分布状态保持不变；地表上秸秆按机具作业方向顺向排布，地表秸秆覆盖率33％。

以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种玉米秸秆全量覆盖地表条件下的耕整地方法，其特征在于，分时段分层作业，即在第一年秋季直接对耕作层和犁底层耕整作业，改变秸秆的分布状态；第二年春季播前对播深范围内的耕作层再次整理，构建复合种床。

2.根据权利要求1所述的耕整地方法，其特征在于，所述在第一年秋季直接对耕作层和犁底层耕整作业，改变秸秆的分布状态的步骤包括：第一年秋季对耕作层土壤全部扰动，并且对犁底层土壤条带翻动形成多个条带翻动区域，耕作后10-20％的秸秆覆盖在地表，其覆盖率为50-70％；70-80％的秸秆均匀分布在被扰动的耕作层中；剩余秸秆分布在各条带翻动区域内。

3.根据权利要求2所述的耕整地方法，其特征在于，所述第一年秋季对耕作层土壤全部扰动的范围是地表以下至12-20cm以上的耕作层。

4.根据权利要求2所述的耕整地方法，其特征在于，所述条带翻动区域的宽度为6-12cm，相邻条所述条带翻动区域的间距为30-45cm，所述条带翻动区域的翻土深度为20-35cm。

5.根据权利要求1所述的耕整地方法，其特征在于，所述第二年春季播前对播深范围内的耕作层再次整理的范围是地表以下至6-12cm以上的耕作层。

6.根据权利要求1所述的耕整地方法，其特征在于，所述构建复合种床包括：将再次整理区域内长度＞30cm的秸秆置于地表，剩余秸秆与土壤再次均匀混合，再次整理区域深度以下混入秸秆量和分布状态保持不变。

7.根据权利要求6所述的耕整地方法，其特征在于，置于地表的秸秆按机具作业方向顺向排布，覆盖率为30-50％。

8.根据权利要求1-7所述的耕整地方法，其特征在于，所述耕整地方法应用于东北地区。

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