王科研

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.04.026

玉米是世界上最重要的糧食作物之一，其種植面積和產(chǎn)量在全球范圍內(nèi)居于領(lǐng)先地位。然而，傳統(tǒng)的玉米種植方式往往存在土壤侵蝕、水資源浪費(fèi)以及農(nóng)藥過度使用等問題，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。為了解決這些問題并提高玉米生產(chǎn)的可持續(xù)性，機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注。

一、玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

一是土壤保護(hù)和改善：傳統(tǒng)的玉米種植方式常常采用劇烈的犁耕和深耕，容易導(dǎo)致土壤侵蝕和結(jié)構(gòu)破壞。而機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)通過合理利用農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，減少或避免過度深耕，采用非翻耕或最小耕作方式，有助于保護(hù)和改善土壤質(zhì)量，減少水土流失和侵蝕風(fēng)險(xiǎn)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤保水能力和肥力。

二是資源利用效率提高：機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)利用精確施肥技術(shù)和覆蓋物等措施，可以根據(jù)土壤養(yǎng)分需求進(jìn)行合理施肥，減少肥料的浪費(fèi)和環(huán)境污染。同時(shí)，通過采用機(jī)械除草技術(shù)和覆蓋物抑制雜草生長，可以減少對(duì)化學(xué)除草劑的依賴，降低農(nóng)藥使用量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。

三是水資源節(jié)約和管理：機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)通過推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌和微噴灌，減少水分蒸發(fā)和表面徑流，提高水利用效率。此外，利用土壤覆蓋物可以降低土壤的蒸發(fā)速率，有效節(jié)約水資源。精確測(cè)量土壤濕度并合理控制灌溉量，避免過度灌溉，進(jìn)一步提升水資源的利用效率。

四是環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡：機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)減少了土壤侵蝕、水污染和空氣污染的風(fēng)險(xiǎn)。通過推廣生物防治技術(shù)和定期輪作間種，可以降低病蟲害的發(fā)生，并減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的使用。這有助于維護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的健康，促進(jìn)生物多樣性的保持。

五是經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展：機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)可以提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，優(yōu)化資源利用，減少生產(chǎn)成本和風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)民通過減少投入和提高產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也能夠推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。此外，該技術(shù)還有助于改善農(nóng)田環(huán)境，增強(qiáng)土壤肥力，為長期穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)在土壤保護(hù)、資源利用效率、水資源管理、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要的意義和優(yōu)勢(shì)。通過推廣和應(yīng)用這一技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)的高效、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

二、玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作前的準(zhǔn)備工作

一是土壤測(cè)試和分析：在進(jìn)行玉米種植之前，進(jìn)行土壤測(cè)試和分析是至關(guān)重要的。這可以幫助農(nóng)民了解土壤的養(yǎng)分含量、pH值、有機(jī)質(zhì)含量等信息，從而合理制定施肥計(jì)劃和土壤改良措施。

二是選種及種子處理：根據(jù)土壤條件、氣候特點(diǎn)和市場(chǎng)需求，選擇適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的優(yōu)良玉米品種?？紤]到耐逆性、抗病蟲害能力以及產(chǎn)量和品質(zhì)等因素，選擇適應(yīng)性強(qiáng)、豐產(chǎn)穩(wěn)定的品種。種子處理方面，按照如下步驟進(jìn)行：①種子消毒：種子消毒是一種常見的種子處理方法，用于殺滅種子表面和內(nèi)部可能存在的病菌和真菌。常用的消毒劑包括甲基溴菊酯、多菌靈、異菌脲等。種子消毒可以有效預(yù)防病原體的傳播，并提高種子的健康度。②種子浸泡：將玉米種子浸泡在適當(dāng)?shù)娜芤褐?，可以促進(jìn)種子吸水和萌發(fā)。浸泡種子的時(shí)間通常根據(jù)種子的大小和品種而定，一般在幾小時(shí)到一天之間。此過程有助于縮短種子的發(fā)芽期，并提高幼苗的出苗率。③種子涂覆：種子涂覆是在種子外表面添加一層保護(hù)性物質(zhì)，如殺蟲劑、殺菌劑、生長調(diào)節(jié)劑等。涂覆可以防治害蟲和病菌的侵襲，提高植物抗逆性和幼苗生長能力。④生物控制劑應(yīng)用：生物控制劑是一種利用有益微生物來控制病害和害蟲的方法。在玉米種子處理過程中，可以將合適的生物控制劑應(yīng)用到種子表面或與種子一起浸泡。這些生物控制劑可以與植物共生，提供抗病蟲害的保護(hù)和促進(jìn)植物生長。⑤營養(yǎng)素涂覆：除了防治病害和害蟲外，種子處理還可以向種子表面添加營養(yǎng)素，如微量元素、激素和酶類物質(zhì)，以提供植物在早期生長階段所需的養(yǎng)分。這種涂覆有助于促進(jìn)種子的發(fā)芽和幼苗的健康生長。

三是土地平整和排水系統(tǒng)建設(shè)：確保耕地表面平整，避免積水和坡度過大。通過修建或改良排水系統(tǒng)，提高土壤排水條件，減少積水對(duì)作物生長的不利影響。

四是清除殘留物和雜草：清除田地中的殘留物和雜草，保持田間整潔。殘留物和雜草會(huì)影響機(jī)械化作業(yè)效果，增加耕作難度，同時(shí)也可能成為病蟲害的潛藏源。

五是準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)機(jī)械和工具：選擇合適的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，如旋耕機(jī)、播種機(jī)、施肥機(jī)和除草機(jī)等，以滿足玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作的需要。確保這些設(shè)備處于良好工作狀態(tài)，進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)。

通過充分準(zhǔn)備和實(shí)施上述工作，可以為玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高作物產(chǎn)量，改善土壤質(zhì)量，并最大程度地發(fā)揮機(jī)械化耕作的優(yōu)勢(shì)。

三、玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

1、優(yōu)化耕作方式

一是土壤覆蓋：利用覆蓋物（如秸稈、塑料薄膜）覆蓋土壤表面，可以有效阻止雜草生長并減少水分蒸發(fā)，從而改善土壤保水能力。選擇適當(dāng)?shù)母采w物和施放方式，確保土壤表面均勻覆蓋，避免覆蓋不足或過度覆蓋。

二是輪作與間種：通過合理輪作和間種安排，可以減少病蟲害的傳播和滋生，降低土壤中病蟲害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。將玉米與其他作物進(jìn)行輪作，并在作物之間種植綠肥或固氮作物，有助于改善土壤結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)狀況，提高農(nóng)田的整體生態(tài)系統(tǒng)健康。

三是減少耕作深度：在機(jī)械化保護(hù)性耕作中，減少耕作深度可以幫助保持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少土壤侵蝕和有機(jī)質(zhì)的流失。適當(dāng)?shù)母魃疃瓤梢愿鶕?jù)土壤類型和植物需求來確定，避免過度翻耕和破壞土壤結(jié)構(gòu)。

四是精確施肥：根據(jù)土壤測(cè)試結(jié)果和玉米生長階段的養(yǎng)分需求，進(jìn)行精確施肥。通過合理施用氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，配合追肥技術(shù)，可以提高養(yǎng)分利用效率，減少浪費(fèi)和環(huán)境污染?？刹捎没贕PS技術(shù)的精確施肥設(shè)備，使施肥更加準(zhǔn)確和精細(xì)化。

五是定期監(jiān)測(cè)和管理：定期監(jiān)測(cè)農(nóng)田的土壤濕度、病蟲害情況和作物生長狀況，及時(shí)采取相應(yīng)的管理措施。例如，根據(jù)土壤濕度調(diào)整灌溉策略，使用可視診斷技術(shù)（如葉綠素儀）檢測(cè)植物養(yǎng)分狀態(tài)，選擇合適的防治方法來應(yīng)對(duì)病蟲害問題。

六是就選擇適宜機(jī)械設(shè)備：選擇適合玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作的機(jī)械設(shè)備，如噴霧器、除草機(jī)、播種機(jī)等。確保設(shè)備的質(zhì)量和性能符合實(shí)際需求，提高作業(yè)效率和減少能源消耗。

通過土壤覆蓋、輪作與間種、減少耕作深度、精確施肥、定期監(jiān)測(cè)和管理以及選擇適宜機(jī)械設(shè)備等要點(diǎn)的應(yīng)用，可以優(yōu)化玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作的耕作方式，提高作物產(chǎn)量、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，并有效降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

2、施肥和草控管理

機(jī)械化技術(shù)、施肥和草控管理結(jié)合可以提高作物產(chǎn)量、減少勞動(dòng)成本，并有效管理營養(yǎng)素供應(yīng)和雜草控制。

一是精確施肥：利用機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行精確施肥是一種高效的方法。通過使用具有GPS定位和控制系統(tǒng)的精確施肥裝置，可以根據(jù)土壤測(cè)試和作物需求準(zhǔn)確地施加適量的肥料。這樣可以避免過量施肥造成的環(huán)境污染和浪費(fèi)，并確保作物獲得所需的養(yǎng)分。

二是變量施肥：利用變量施肥技術(shù)，在農(nóng)田不同區(qū)域根據(jù)土壤質(zhì)量和作物需求施用不同劑量的肥料。這需要結(jié)合機(jī)械化設(shè)備和農(nóng)田信息管理系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)先獲取的土壤數(shù)據(jù)和作物需求土層，在施肥過程中自動(dòng)調(diào)整施肥劑量。這樣可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)性施肥，提高養(yǎng)分利用效率，并最大限度地滿足作物的需求。

三是草控管理：機(jī)械化設(shè)備可以用于草控管理，減少雜草對(duì)玉米生長的競(jìng)爭。例如，使用旋耕機(jī)或切割器具可以在玉米行間割斷和覆蓋雜草，阻止其生長。此外，可以使用噴霧器或草藥噴灑裝置將除草劑均勻噴灑到農(nóng)田中，針對(duì)性地控制雜草的生長。這種結(jié)合機(jī)械化設(shè)備和草控管理的方法可以減少人工除草的需求，提高作業(yè)效率。

四是土壤覆蓋技術(shù)：機(jī)械化設(shè)備可以應(yīng)用于土壤覆蓋技術(shù)的實(shí)施。例如，在播種前使用覆蓋物將秸稈或塑料薄膜覆蓋在土壤表面，阻止雜草的生長并減少水分蒸發(fā)。這樣可以減輕后續(xù)的除草工作，并提供保護(hù)作物免受土壤侵蝕的效果。

五是數(shù)據(jù)管理與決策支持系統(tǒng)：結(jié)合機(jī)械化技術(shù)、施肥和草控管理的要點(diǎn)需要建立數(shù)據(jù)管理和決策支持系統(tǒng)。通過收集和分析土壤、作物和機(jī)械化操作的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以更好地了解農(nóng)田狀況，并根據(jù)數(shù)據(jù)為施肥和草控管理做出準(zhǔn)確的決策。這些系統(tǒng)可以提供實(shí)時(shí)的指導(dǎo)和建議，幫助農(nóng)民在使用機(jī)械化設(shè)備時(shí)做出正確的決策。

將機(jī)械化技術(shù)與施肥和草控管理結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)精確施肥、變量施肥、草控管理和土壤覆蓋等優(yōu)化耕作方式的目標(biāo)。通過合理利用機(jī)械化設(shè)備和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，農(nóng)民可以更高效地管理營養(yǎng)素供應(yīng)和雜草控制，從而提高玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

3、水資源管理

水資源管理是非常重要的一環(huán)。有效管理水資源可以提高灌溉效率，減少水分浪費(fèi)，并為作物的生長提供適宜的水分供應(yīng)。

一是土壤水分監(jiān)測(cè)：使用土壤水分傳感器或其他監(jiān)測(cè)設(shè)備來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田的土壤水分狀況。這些設(shè)備可以幫助農(nóng)民了解土壤的水分分布情況和水分需求，從而根據(jù)實(shí)際情況合理安排灌溉。

二是灌溉調(diào)度：基于土壤水分監(jiān)測(cè)結(jié)果和作物的需水量，制定科學(xué)的灌溉調(diào)度方案。根據(jù)作物的生長階段和需水特點(diǎn)，確定合適的灌溉時(shí)機(jī)、灌溉量和灌溉方式。例如，通過滴灌、噴灌或微噴等精確灌溉技術(shù)，將水分直接送到植株根系附近，降低蒸發(fā)損失并提高用水利用效率。

三是節(jié)水灌溉技術(shù)：采用節(jié)水灌溉技術(shù)可以有效減少水分的浪費(fèi)。例如，采用滴灌系統(tǒng)可以將水分精確送達(dá)植株根系區(qū)域，減少蒸發(fā)和徑流損失；利用噴灌和微噴灌可以均勻覆蓋農(nóng)田，減少霧化和風(fēng)吹散失。此外，還可以采用覆膜灌溉、井下滴灌等技術(shù)，進(jìn)一步節(jié)約用水。

四是雨水收集利用：合理利用雨水資源是另一個(gè)重要的水資源管理措施。通過收集和儲(chǔ)存降雨水量，可以在干旱期或無法進(jìn)行灌溉時(shí)使用。例如，設(shè)置雨水收集裝置（如雨水桶、水塔）來收集屋頂和其他場(chǎng)地的雨水，然后用于灌溉作物。

五是土壤改良：合理的土壤改良措施可以提高土壤的保水能力和水分持留能力。例如，添加有機(jī)質(zhì)（如堆肥、秸稈等）可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的水分保持能力；進(jìn)行土壤覆蓋可以減少土壤表面的蒸發(fā)和水分流失。

六是整體規(guī)劃與管理：在玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作中，水資源管理需要綜合考慮農(nóng)田的整體情況。通過合理規(guī)劃農(nóng)田布局、灌溉工程建設(shè)和水資源分配，最大限度地優(yōu)化水資源利用效率。此外，灌溉設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)也是關(guān)鍵，確保其正常工作和高效使用。

通過土壤水分監(jiān)測(cè)、科學(xué)的灌溉調(diào)度、采用節(jié)水灌溉技術(shù)、雨水收集利用、土壤改良以及整體規(guī)劃與管理等要點(diǎn)的應(yīng)用，可以有效進(jìn)行玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作中的水資源管理，提高灌溉效率，減少水分浪費(fèi)，并為作物提供適宜的水分供應(yīng)。

4、病蟲害防治

通過合理的管理和采用科學(xué)的防治策略，可以有效控制病蟲害的發(fā)生和傳播，減少損失并提高產(chǎn)量。以下是詳細(xì)說明如何進(jìn)行病蟲害防治的要點(diǎn)：

一是病蟲害監(jiān)測(cè)：定期進(jìn)行病蟲害的監(jiān)測(cè)和調(diào)查，及時(shí)了解病蟲害的種類、密度和分布情況。通過使用捕捉器、黃板、誘蟲燈等監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以吸引和捕獲病蟲害，為防治提供依據(jù)。

二是生物防治：利用天敵、寄生蟲和寄生菌等自然敵害生物來控制病蟲害。例如，引入天敵昆蟲或釋放寄生蟲來控制玉米害蟲的數(shù)量；使用對(duì)特定病原體具有殺滅作用的寄生菌來控制病害的發(fā)生。生物防治可以減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴，并對(duì)環(huán)境友好。

三是種植抗病蟲害品種：選擇抗病蟲害的玉米品種進(jìn)行種植是重要的防治策略之一。抗病蟲害品種具有較強(qiáng)的抵抗力，對(duì)特定病蟲害具有免疫或耐受能力。通過選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝筒∠x害壓力的抗病蟲害品種，可以減少病蟲害的發(fā)生和損失。

四是合理施用化學(xué)農(nóng)藥：在必要時(shí)，采用化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行病蟲害防治。但需要注意合理使用，按照農(nóng)藥的推薦劑量、使用方法和安全期限進(jìn)行施藥，并遵守相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以減少對(duì)環(huán)境和人體的不利影響。

五是應(yīng)用植保無人機(jī)：無人機(jī)可以通過預(yù)先設(shè)定的路徑和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，精準(zhǔn)地進(jìn)行病蟲害防治農(nóng)藥的噴灑。這種精確施藥可以減少農(nóng)藥的浪費(fèi)和過量使用，同時(shí)確保農(nóng)藥覆蓋到作物需要的區(qū)域。相比傳統(tǒng)的手動(dòng)或機(jī)械式噴灑，無人機(jī)能夠更快速地完成大面積農(nóng)田的噴灑任務(wù)。它們具有較大的工作能力和高飛行速度，可以在較短時(shí)間內(nèi)完成大面積的噴灑作業(yè)，提高工作效率。同時(shí)，無人機(jī)可以輕松飛越不規(guī)則的地形，包括崎嶇的山區(qū)、濕地等難以到達(dá)的地方。這使得噴灑農(nóng)藥的范圍更廣，更全面地覆蓋整個(gè)農(nóng)田。此外，無人機(jī)噴灑農(nóng)藥可以減少人工接觸農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)農(nóng)民的健康安全。此外，由于噴灑精確性高，農(nóng)藥的使用量可有效控制，減少環(huán)境中的農(nóng)藥殘留和污染。最后，通過無人機(jī)噴灑農(nóng)藥后，可以利用無人機(jī)進(jìn)行后續(xù)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估工作。比如，可以使用多光譜或紅外攝像技術(shù)來檢測(cè)植被的反射率和表面溫度，以評(píng)估病蟲害的防治效果。

結(jié)合病蟲害監(jiān)測(cè)、生物防治、種植抗病蟲害品種、合理施用化學(xué)農(nóng)藥、輪作與間作、土壤改良與健康管理以及整體規(guī)劃與管理等要點(diǎn)的應(yīng)用，可以有效進(jìn)行玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作中的病蟲害防治，控制病蟲害的發(fā)生和傳播，保障玉米產(chǎn)量和質(zhì)量。

綜上所述，機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)為玉米生產(chǎn)帶來了巨大的潛力和機(jī)遇。通過合理利用農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，結(jié)合保護(hù)性耕作原則，可以顯著減少土壤侵蝕、改善水資源利用效率，并降低農(nóng)藥和肥料的使用量。這不僅有助于保護(hù)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的健康，還能提高農(nóng)民的收入和經(jīng)濟(jì)效益。總之，機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)代表了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行的玉米生產(chǎn)具有重要意義。通過合作研究和政策支持，可以共同努力，推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

（作者單位：112536遼寧省昌圖縣寶力鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心）