东北玉米大豆轮作秸秆还田大垄栽培技术

东北玉米大豆轮作秸秆还田大垄栽培技术一、技术概述（一）技术基本情况秸秆还田事关农业绿色发展和耕地资源保护，玉米大豆轮作配合秸秆还田技术可以有效推动秸秆以更加合理、科学、高效的方式还田，是现阶段东北地区玉米秸秆利用的一项重要任务，也是我国东北地区最主要的轮作方式。首先，玉米大豆轮作可以缓解东北北部大豆连作障碍，保证我国大豆的种植面积，稳定大豆供给；其次，玉米大豆轮作秸秆还田可以提高土壤供氮能力，改善土壤的理化性质，是落实国家黑土地保护政策的重要手段；第三，玉米大豆轮作可以有效减少玉米生产的成本投入，利用大豆茬口特性和根瘤固氮作用实现节本增效。2023年“中央一号文件”明确指出：全力抓好粮食生产，全方位夯实粮食安全根基，强化藏粮于地、藏粮于技；加力扩种大豆油料，深入推进大豆和油料产能提升工程。本技术针对东北地区（辽宁省、吉林省、黑龙江省以及内蒙古东部地区）玉米大豆轮作秸秆还田标准化作业程度低、生产成本高、土壤侵蚀严重等问题，研究形成的技术体系。通过该技术，实现了玉米大豆轮作高效秸秆还田，解决了土壤干旱退化、地力下降和作业成本高的根本性技术难题，且有效避免了秸秆焚烧造成的环境污染问题。东北地区玉米大豆轮作秸秆还田大垄栽培技术主要是以秸秆覆盖还田和翻埋还田等技术为核心，实现了东北地区作物轮作、农机农艺融合、生产生态协调发展。该技术以玉米大豆轮作秸秆还田为基础，配套研制的“垄台深松灭茬成垄整地机（ZL201511034914.0）”获得发明专利，配合宽窄行种植实现了除草剂的减量施用，申报发明专利“一种秸秆还田大垄双行种植方式农药减施增效的方法（CN202110476951.6）”，为实现标准化作业制定黑龙江地方标准《大豆大垄栽培技术规程》（DB23/T2173-2018）、《大豆玉米轮作少免耕技术规程》（DB23/T2174-2018）、《大豆带状深松栽培技术规程》（DB23/T2694-2020）、《大豆玉米轮作大垄少免耕栽培技术规程》（DB23/T3393-2022）。（二）技术示范推广情况近四年来，东北地区玉米大豆轮作秸秆还田面积超过1亿亩，直接还田量达3500多万吨，为黑土耕地提供了大量的有机质、氮磷钾和微量元素，有力推动了“藏粮于地、藏粮于技”战略落实，为保障粮食安全提供了基础支撑。黑龙江海伦、嫩江、讷河、吉林敦化、内蒙古科右前旗等玉米大豆秸秆还田地点土壤质量定点监测数据显示，2020年土壤有机质含量较2016年平均提高了0.3-0.5g/kg，覆盖还田使地表土壤径流减少60%以上，切实保护了黑土地这一耕地中的“大熊猫”。中科院东北地理所监测显示，连续实施6年后，表层20cm土壤有机质含量相对增加10%，10年后增加21%，15年后增加52%，有机质含量从28.28g/kg提升至43.02g/kg。东北地区监测显示，秸秆还田技术可减少农田扬尘35%以上，减少地表径流40%-80%，每亩可节省作业成本50元以上。2003～2014年，黑龙江省先后在海伦、克东、讷河等地经过布点试验，专门组建以玉米大豆轮作为核心的现代农机专业合作社近20个；2015～2018年，黑龙江省建立18个旱田玉米大豆轮作秸秆还田示范县，每个县安排核心示范区面积1000亩，且依托当地农机合作社建立2个示范基地进行典型示范。近五年累计示范推广840万亩。（三）提质增效情况玉米大豆轮作秸秆还田技术可有效减少玉米田氮肥施用量，节约肥料成本30元/亩，节约整地成本20元/亩，增产幅度可达到7%～10%，亩均增加产值39元/亩，节本增效89元/亩。玉米大豆轮作秸秆还田可显著提高土壤质量，减少因秸秆焚烧引起的空气污染等问题，生态效益显著。（四）技术获奖情况“东北地区玉米秸秆还田技术”和“东北春大豆带状深松覆秸栽培技术”入选农业农村部2022年主推技术。“提高大豆单产关键技术及配套技术模式研究与应用推广”获2020年黑龙江省人民政府，科技进步奖，二等奖；“东北平原玉米水稻高效施肥技术研究与示范”获2021年黑龙江省人民政府，科技进步奖，二等奖。以本技术为核心的科技成果—大豆高产高效关键技术与模式创新应用，于2021年11月完成科技成果评价，专家组一致认为“该成果系统性强，创新性突出，技术难度大，整体达到国际领先水平”。本技术强有力的支撑了上述成果的取得。二、技术要点（一）作业流程玉米大豆轮作秸秆还田大垄栽培技术流程：玉米机械收获→秸秆粉碎→翻耕整地→耙地碎土→起大垄→播种大豆→封闭除草→茎叶除草→垄沟深松→中耕培土→机械收获→灭茬深松→起大垄→播种玉米→封闭除草→茎叶除草→垄沟深松→中耕培土→机械收获。（二）玉米秸秆处理与整地1.秸秆粉碎处理。前茬玉米采用具有秸秆粉碎装置的联合收获机粉碎秸秆，一次性完成收获和秸秆粉碎作业；高留茬、站秆收获及秸秆未达到粉碎要求时，采用秸秆粉碎还田机进行秸秆粉碎作业（图片1）。秸秆粉碎还田作业，要求土壤含水量≤25%，粉碎后的秸秆长度≤10cm，秸秆粉碎长度合格率≥85%，留茬高度≤10cm，秸秆均匀抛撒覆盖地表。图片1玉米秸秆粉碎还田作业图片1玉米秸秆粉碎还田作业2.翻耕整地。选用悬挂式双向翻转铧式犁、圆盘耙，在玉米完成收获和田间秸秆粉碎后及时秋翻地，翻后及时耙地，在土壤封冻前完成起垄整地作业，待播状态越冬。翻耕作业时土壤含水率≤25%、作业耕深≥30cm、耕深稳定性变异系数≤10%、立垡和回垡率≤5%、漏耕率≤2.5%、重耕率≤5%，地头横向翻地地边整齐。垄距110cm或130cm，垄面宽度为70cm～80cm或90cm～100cm，垄高达到12cm～15cm。（三）大豆的种植与管理1.品种选择与播种。选择审定推广的成熟期适宜、高产、优质、抗逆性强的大豆品种，种子进行包衣处理；根据品种特性、地势、土壤肥水条件等确定密度和播种量，在土壤5cm深处地温稳定通过7℃～8℃时播种，播种深度3cm～5cm，播深一致、均匀无断条，播后及时镇压。2.密度与种植规格。保苗密度在35万株/hm2～45万株/hm2时，110cm大垄垄上种植3行大豆，平均行距20cm～25cm；130cm大垄垄上种植4行大豆，行距25cm～30cm。保苗密度在25万株/hm2～30万株/hm2时，垄上种植4行大豆，110cm大垄，小行距10cm～12cm，大行距20cm～30cm；130cm大垄，小行距10cm～12cm，大行距30cm～40cm。保苗密度在15万株/hm2～20万株/hm2时，垄上宜种植2行大豆，110cm大垄，垄上平均行距40cm～45cm；130cm大垄，垄上行距50cm～60cm。3.施肥。化肥在播种时施入，采取侧深分层施肥，施于种子侧向5cm～6cm、深度为种下5cm～6cm和10cm～11cm两层，各占50%。一般施纯N为30kg/hm2～45kg/hm2、P2O5为80kg/hm2～110kg/hm2、K2O为40kg/hm2～55kg/hm2，或等养分的复合肥。4.化学除草与中耕。选用高效、低残留对下茬作物安全的除草剂，宜采用播后封闭和苗期茎叶处理相结合的方式。在大豆2片～3片复叶时进行垄沟深松，宜采用双铲深松机分层深松，前铲作业深度10cm～12cm，后铲作业深度25cm～30m；深松后7天～10天进行中耕培土1次，在双铲深松机后铲安装分土板进行中耕培土，前铲作业深度10cm～12cm；后铲培土作业深度12cm～15cm。图片2大豆大垄田间长势5.病虫害综合防治。地下害虫发生较重的地区或田块，可结合分层施肥，在浅层施肥的肥料中拌入杀虫剂施入；注重防治大豆根腐病、大豆食心虫、大豆蚜虫等。6.大豆收获。在大豆成熟期采取机械联合收获，割茬高度以不留底荚和不出现“泥花脸”为准，不丢枝、不炸荚，损失率≤3%。秸秆还田时，秸秆粉碎均匀抛撒，秸秆长度≤10cm。（四）大豆茬整地大豆收获后采用深松灭茬整地机沿垄台进行带状深松、灭茬整地作业，深松深度25cm以上，灭茬、深松、起垄连续作业，垄距110cm或130cm，垄面宽度为70cm～80cm或90cm～100cm，垄高达到8cm～10cm。图片3大豆茬灭茬深松整地作业（五）玉米的种植与管理1.品种选择与播种。选择审定推广的成熟期适宜、高产、优质、抗逆性强的玉米品种，种子进行包衣处理；在土壤5cm深处地温稳定通过7℃～8℃时播种，播种深度3cm～5cm。垄上种植双行玉米，双行中心距离40cm～50cm，播深一致、均匀无断条，播后及时镇压。2.施肥。宜侧深施肥。种肥，施于种子侧向5cm～6cm、深度为种下5cm～6cm和10cm～11cm两层，分别为施用量的30%和70%；追肥，施于植株侧向10cm～15cm，深度8cm～10cm。根据测土配方结果确定化肥用量，一般施纯N为150kg/hm2～200kg/hm2、P2O5为80kg/hm2～110kg/hm2、K2O为40kg/hm2～55kg/hm2。3.化学除草与中耕管理。选用高效、低残留对下茬作物安全的除草剂，宜采用播后封闭和苗期茎叶处理相结合的方式。玉米苗期进行垄沟深松，宜采用双铲深松机分层深松，前铲作业深度10cm～12cm，后铲作业深度25cm～30cm。玉米拔节期，在双铲深松机后铲安装分土板进行中耕培土，前铲作业深度10cm～12cm；后铲培土作业深度12cm～15cm；根据玉米长势，间隔7