張 鈞 申 漢 李章波 李靜靜 郭 嬌 張業(yè)宗 張 飛 李 莎 代明慧

（內(nèi)蒙古真金種業(yè)科技有限公司，鄂爾多斯 014300）

據(jù)統(tǒng)計(jì)內(nèi)蒙古全區(qū)現(xiàn)有耕地面積913.33 萬hm2，是我國13 個(gè)糧食主產(chǎn)省區(qū)和5 個(gè)凈調(diào)出糧食省區(qū)之一，每年為國家提供100 多億kg 商品糧。受氣候、生物等成土因素的影響，我國西北地區(qū)耕地多為黃土地，養(yǎng)分含量低，保水保肥性能差，其土地生產(chǎn)能力低，大大制約了玉米單產(chǎn)提高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及群眾生活水平的提高，為了增加玉米產(chǎn)量，人們對化肥農(nóng)藥施用量增加，對環(huán)境也產(chǎn)生了不良影響，對國家生態(tài)、糧食安全構(gòu)成威脅[1]。近些年的反復(fù)索取式的耕作使耕地變得日益貧瘠、耕層變淺、犁底層厚（15cm 左右）、結(jié)構(gòu)發(fā)生退化[2]。

玉米作為西北地區(qū)第一大農(nóng)作物，秸稈處理是困擾人們多年的難題，現(xiàn)階段玉米秸稈的處理方式主要是焚燒、做飼料。大面積的秸稈焚燒不僅是一種資源浪費(fèi)，對環(huán)境也造成嚴(yán)重污染，同時(shí)燃燒產(chǎn)生的大量灰塵對人們的呼吸系統(tǒng)有著嚴(yán)重的危害，這樣的焚燒損失了大量有機(jī)質(zhì)，有機(jī)碳的存儲(chǔ)量急劇下降，增加了碳排放，破壞了土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡；做飼料只能起到裹腹作用，營養(yǎng)價(jià)值低[3]。有研究表明[4]，秸稈還田可以提高土壤的蓄水能力，有利于植物根系吸收水分與養(yǎng)分，改善耕地的理化性能。因此利用秸稈還田來改善西北地區(qū)耕作土壤具有重要意義。

1 土壤地力提升技術(shù)概況

1.1 改良試驗(yàn)地概況改良試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部鄂爾多斯達(dá)拉特旗，地處黃河中上游，屬典型的溫帶大陸性氣候，干燥少雨，晝夜溫差大，年均日照時(shí)數(shù)約3000h，年均降水量240～360mm，主要集中在7-9 月。土質(zhì)為沙壤土，土壤改良開始前土壤耕層（0～20cm）有機(jī)質(zhì)含量13.5g/kg、全氮含量0.74g/kg、有效磷含量9.27mg/kg、速效鉀含量262.3mg/kg，pH 值為8.13。改良試驗(yàn)開始于2015 年，于2019 年結(jié)束，持續(xù)改良5 年，改良土地面積15hm2。

1.2 改良技術(shù)依據(jù)參考內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)高聚林教授提出的“兩改、一增、二?！庇衩赘弋a(chǎn)栽培技術(shù)，真金研發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)應(yīng)用推廣創(chuàng)新為“一增、二改、三保障”玉米高產(chǎn)栽培耕作模式?！耙辉觥笔侵冈黾臃N植密度；“二改”是指由種植稀植大穗品種改為種植耐密、早熟、宜籽粒機(jī)收品種，以及土壤改良（深翻+秸稈還田）；“三保障”是指全程機(jī)械化、病蟲草害綜合防治和政策的保障。真金研發(fā)團(tuán)隊(duì)在高聚林教授及其團(tuán)隊(duì)老師的指導(dǎo)下，通過多年研究實(shí)踐總結(jié)出“深翻深松+秸稈機(jī)械二次粉碎還田+冬灌+專利”的耕作土壤地力提升技術(shù)，實(shí)現(xiàn)黃土地變“黑土地”（“黃變黑”）。

2 具體實(shí)施方案

2.1 秸稈粉碎玉米收獲后立即用大型秸稈粉碎機(jī)將玉米秸稈二次粉碎，粉碎時(shí)調(diào)整好拖拉機(jī)的作業(yè)速度和留茬高度，謹(jǐn)防漏切和刀片打土，粉碎后均勻平鋪于地面，厚度不超過3cm，粉碎率95%以上，粉碎長度不大于4cm。粉碎后用撒肥機(jī)施入尿素300kg/hm2、土壤改良劑90kg/hm2。

2.2 深翻深松還田使用土壤翻轉(zhuǎn)犁使土壤翻轉(zhuǎn)180°的同時(shí)將粉碎后秸稈埋入土壤中，秸稈翻埋率98%以上，深度35～40cm，用140 馬力以上動(dòng)力的拖拉機(jī)機(jī)械深翻還田，深翻時(shí)壓犁，犁鏵之間間隔不超過30cm，以防中間漏翻留埂，經(jīng)過連續(xù)5 年深翻+秸稈還田以后，第6 年用深松機(jī)（貝松HELIOS-LM-900）進(jìn)行1 次深松，深度45cm 以上，各行深度一致誤差不超過2cm，以后每連續(xù)4 年深翻+秸稈還田后進(jìn)行1 年深松。

2.3 冬灌深翻后進(jìn)行冬灌，冬灌的時(shí)間和灌水?dāng)?shù)量要因地制宜。一般情況下灌水時(shí)間為10 月中旬到11 月中旬。滴灌地塊，在深翻前進(jìn)行冬灌，灌水量為900m3/hm2，滴水深至15cm，以不影響深翻為宜；漫灌地塊，在深翻后進(jìn)行，耙耱打畦，耙深14～16cm，耙后地面平整延播種垂直方向在4cm寬的地面上，高低差不超過3cm，不漏耙、不拖堆，相鄰作業(yè)幅重耙量小于15cm，灌水量為1350m3/hm2。

2.4 技術(shù)參數(shù)探索5 年試驗(yàn)中，每年3 月底利用一種移動(dòng)式智能土樣樣品采集裝置（專利號(hào)：ZL202020858410.0）取土進(jìn)行土壤相關(guān)指標(biāo)的測定，根據(jù)測定數(shù)據(jù)及秸稈腐熟程度，不斷調(diào)整和摸索秸稈還田時(shí)間、深度、秸稈粉碎長度、化肥施用量等參數(shù)（表1），以期達(dá)到更好的改良效果。

表1 土壤改良技術(shù)參數(shù)

3 改良效果

3.1 玉米產(chǎn)量提升改良土壤的同時(shí)，種植玉米真金308（審定編號(hào)：蒙審玉2015032）進(jìn)行試驗(yàn)，用高密精準(zhǔn)九行播種機(jī)播種，株距18cm，行距60cm，密度為92600/hm2。栽培管理方式同當(dāng)?shù)赜衩壮Ｒ?guī)栽培管理方式，10 月中下旬收獲測產(chǎn)，玉米每hm2產(chǎn)量由2015 年的11350kg 增加到2019 年的14031kg（表1）。

3.2 土壤質(zhì)地和肥力通過2015-2019 年連續(xù)5 年的持續(xù)改良，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和肥力改善效果明顯，肥力、有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分利用率明顯提高，土壤耕層（0～20cm）有機(jī)質(zhì)含量提高到21.7g/kg、全氮含量提高到1.12g/kg、有效磷含量提高到13.34mg/kg、速效鉀含量提高到281.7mg/kg，土壤pH 值由8.13 降到7.89。犁底層被打破，玉米根系由原來的10～20cm延伸到現(xiàn)在的53cm。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤中的蚯蚓數(shù)量明顯增多。改良前土壤中幾乎看不到蚯蚓，改良后的土壤中35cm深度蚯蚓可達(dá)20～30 條/m2。通過土壤改良，達(dá)到了疏松土壤、改良土壤理化性、增加有機(jī)質(zhì)、培肥地力等多重目標(biāo)，同時(shí)提高產(chǎn)量、減少環(huán)境污染，從而有效解決我國玉米秸稈利用率不高的問題。不僅能更好促進(jìn)農(nóng)作物的生長，還有效減少雜草和病蟲害的發(fā)生程度，進(jìn)而可降低農(nóng)藥的單位面積使用量。增加了土壤固碳能力，土壤碳氮比增加，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，土壤顏色由原來的黃色變?yōu)楝F(xiàn)在的黑色，顏色雖然只是表象，但可以直觀體現(xiàn)土壤改良地力提升的程度，因此將本技術(shù)總結(jié)為西北地區(qū)耕作土壤地力提升“黃變黑”技術(shù)。

4 推廣前景

“深翻深松+秸稈還田+冬灌+專利”的“黃變黑”土壤改良技術(shù)，是真金研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次提出，試驗(yàn)在達(dá)拉特旗進(jìn)行，此技術(shù)是將綜合開發(fā)利用率低的秸稈通過直接方式還田，應(yīng)用該技術(shù)可有效地促進(jìn)作物生長發(fā)育，增加農(nóng)田生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民的收入，能減少秸稈不正當(dāng)使用帶來的污染和危害，更加環(huán)保，促進(jìn)可持續(xù)循環(huán)的發(fā)展，有利于建設(shè)資源環(huán)境友好型社會(huì)，為秸稈的合理利用開辟新征程。應(yīng)用此技術(shù)改良土壤效果明顯，會(huì)成為西北地區(qū)耕作土壤地力提升一項(xiàng)十分重要的手段?，F(xiàn)國家大力支持秸稈還田，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，未來對秸稈還田的研究將更加深入、更加廣泛，而“黃變黑”土壤改良技術(shù)也將迅速得到推廣。有利于推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。