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摘要 对在宁夏中部干旱带灌溉农田已形成种植规模的一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式与之相对应的传统模式进行了综合效益研究。结果表明，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式光能利用率达1.03%，较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式提高0.04%，少耗水450 m3/hm2，有机质利用率提高34.66%，纯收益提高4.88%。
关键词 玉米；栽培模式；效益分析
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）17-0062-02
宁夏中部干旱带，位于东经104°17′～104°41′，北纬36°06′～39°05′，范围包括鄂尔多斯台地南缘、黄土高原北缘和腾格里沙漠的东南边缘地区。多年年均降水量为180～400 mm，且多集中在7—9月，由东向西递减，年变率大（荒漠草原区-70%～90%，干旱草原区-38%～60%），年蒸发量2 000 mm以上，干燥度在2.17～3.78之间，呈现出干旱半干旱的气候特征，造成作物需水与自然降水的不同步。该区域光热资源丰富，≥10 ℃有效积温2 500～3 100 ℃，无霜期128～156 d，适合农作物的生长和干物质的积累。农业的特点是“非灌不植”，被划分为西北绿洲农业区[1]。该区域采取的保护性耕作技术模式[2-3]以保护和改善生态环境为首要目标，有效降低土壤蒸发强度和机具能耗，减少农业生产成本，提高水资源利用效率和农业比较效益，优化农业生态，促进农业可持续发展。
1 技术模式、工艺路线与技术特点
1.1 一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式
工艺路线：玉米收获留高茬（≥30 cm）→秸秆运出→根茬固土越冬→少耕施肥播种并铺设滴管带→化学除草→生育期杂草和病虫害防治、补灌（水肥一体化）→玉米收获留高茬（≥30 cm）。
该模式的特点：一是采取70 cm、30 cm宽窄行播种；二是机器作业工序相对较少，2行一带，节约了人工与生产成本；三是根茬的大量还田有利于农田干物质平衡和培肥地力；四是通风透光好，改善穗部性状、增加穗粒数、提高百粒重、易发挥土壤肥力和边行效应而获得高产[4]。
1.2 一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式
工艺路线：玉米收获留高茬（≤5 cm）→秸秆运出→人工撒施农家肥并深翻（≥25 cm）→旋耕施肥播种→人工铺设滴管带→人工除草→生育期杂草和病虫害防治、补灌（水肥一体化）→玉米收获。
该模式的特点：一是利用当地勺轮式玉米播种机多的机具优势，采取50 cm等行距播种；二是应用面积大，是当地传统的种植模式；三是结合秋深翻深施农家肥，容易获得高产；四是由于机深翻，杂草与病虫害危害程度相对较低；五是人工与机器作业成本较高；六是一行一带人工与物质投入相对较高。
2 效益分析
2.1 生态效益
2.1.1 光热利用率。试验表明，一方面，由于实行宽窄行播种，边行拔节期冠层、中部、基部光强分别占自然光强的89.7%、51.3%、33.2%，叶温分别达到21.3、19.7、22.6 ℃，播行间地表5 cm土层温度分别为27.8、24.7 ℃，光强分别高于对照8.6%、4.7%、3.8%，叶温高于对照1.1、0.6、0.4 ℃，播行间地表5 cm土层温度分别高于对照3.3、1.2 ℃，光、热条件的改善对边行玉米生长发育十分有利，而等行距相互遮荫，劣势明显；另一方面，少耕播种由于地表秸秆高茬覆盖，减少了铧式犁翻耕与播前的旋耕整地作业，0～25 cm土壤含水量与5 cm处地温分别达到15.3%和8.6 ℃，可提前10～20 d抢墒抢温播种，为西蒙6号、屯玉1号等中晚熟品种争得 ≥10 ℃积温118.3 ℃，在玉米生长期积温不足的区域，保证了中晚熟玉米从播种至成熟2 500～2 700 ℃热量条件[5]，光能利用率达1.03%，较对照提高0.04%。
2.1.2 水分利用率。对土壤水分剧变的0～40 cm土层含水量多次测定结果表明，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式在播期由于秸秆的高茬覆盖和取消了铧式犁的翻耕作业，加之茬桩积聚雨雪的作用，使播期0～20 cm土壤含水量较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式高2.83个百分点；在50 mm/h的雨强作用下，地表径流较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式减少46.8%；在玉米抽雄期至灌浆期的需水临界期[6]测定，0～200 cm土层总蓄水量较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式低34.3 mm，说明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有效耗水即蒸腾用水增大；从各土层看，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式在0～40 cm少耗水4.52 mm，在40～120 cm和120～230 cm则较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式分别多耗水25.6 mm和11.7 mm，说明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式有利于玉米对深层水分的吸收。全生育期一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式少耗水450 m3/hm2，表明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式能够提高玉米的抗干旱能力。
2.1.3 肥料利用率。宁夏中部干旱带又属于农牧交错区，其茎、叶多作饲料用。据测算，10 500 kg/hm2产量的玉米留茬30 cm，等同于2 887.5 kg/hm2的秸秆还田，并且随年限的增加，其养分呈逐年提高的趋势。据播种前测定，经过10年秸秆留高茬覆盖，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有机质为1.236%，一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式为1.013%；而收获期的测定，全生育期一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有机质下降了76.36%、水解氮和速效磷分别下降了11.3%和18.6%，一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式仅降低了41.70%、5.78%和6.32%，说明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有机质矿化和养分分解速率较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式高。一方面要求一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式应进一步加大肥料投入，以更多的茎叶还田以培肥地力而维持土壤肥力不致衰减；另一方面，一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式因农家肥的施用虽然分解慢，但弥补了部分养分，一定程度上缓解了其养分的消耗。
2.2 经济效益
2.2.1 产量效应。一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式因采取宽窄行播种，强化透光，改善田间通风和CO2供给，调节温湿度，容易发挥边行效应。在产量三要素中，其穗数较对照少12 600穗/hm2，穗粒数多61粒，百粒重高3.1 g，产量低1 095 kg/hm2。
2.2.2 经济效应。经测算，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式因减少机器作业费、人工铺设滴灌带劳务用工费、节约管带费，因而前期投入较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式低18.9%，虽产量较一年一作春玉米常規机械化翻耕播种技术模式低11%，但纯收入较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式增加4.88%。
2.3 社会效益
对农田实施保护性耕作、节水灌溉、秸秆还田等机械化技术的推广应用是实现“一控两减三基本”的重要内容。一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的大面积推广应用，有利于环境友好型、资源节约型社会的建设，有利于剩余劳动力的转移从事二、三产业增加收入，同时对土地集约经营和现代农业的发展具有巨大的推动作用。
3 参考文献
[1] 农业部农业机械化管理司.中国保护性耕作[M].北京：中国农业出版社，2008.
[2] 王旭红，吴兴.盐池县玉米保护性耕作的技术模式与生态效应[J].宁夏农林科技，2011，52（8）：5-6.
[3] 陶維华.玉米机械化少耕播种的生态与产量效应[J].农机科技推广，2016（3）：30-31.
[4] 于健.玉米留高茬覆盖免耕施肥播种技术的综合效应研究[J].现代农业科技，2016（24）：20.
[5] 杜守宇，田恩平，温敏，等.胡麻套种玉米的理论基础与栽培实践[J].玉米科学，1993，1（4）：35-38.
[6] 白莉萍，隋方功，孙朝晖.土壤水分胁迫对玉米形态发育及产量的影响[J].生态学报，2004，24（7）：1556-1560.
关键词 玉米；栽培模式；效益分析
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）17-0062-02
宁夏中部干旱带，位于东经104°17′～104°41′，北纬36°06′～39°05′，范围包括鄂尔多斯台地南缘、黄土高原北缘和腾格里沙漠的东南边缘地区。多年年均降水量为180～400 mm，且多集中在7—9月，由东向西递减，年变率大（荒漠草原区-70%～90%，干旱草原区-38%～60%），年蒸发量2 000 mm以上，干燥度在2.17～3.78之间，呈现出干旱半干旱的气候特征，造成作物需水与自然降水的不同步。该区域光热资源丰富，≥10 ℃有效积温2 500～3 100 ℃，无霜期128～156 d，适合农作物的生长和干物质的积累。农业的特点是“非灌不植”，被划分为西北绿洲农业区[1]。该区域采取的保护性耕作技术模式[2-3]以保护和改善生态环境为首要目标，有效降低土壤蒸发强度和机具能耗，减少农业生产成本，提高水资源利用效率和农业比较效益，优化农业生态，促进农业可持续发展。
1 技术模式、工艺路线与技术特点
1.1 一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式
工艺路线：玉米收获留高茬（≥30 cm）→秸秆运出→根茬固土越冬→少耕施肥播种并铺设滴管带→化学除草→生育期杂草和病虫害防治、补灌（水肥一体化）→玉米收获留高茬（≥30 cm）。
该模式的特点：一是采取70 cm、30 cm宽窄行播种；二是机器作业工序相对较少，2行一带，节约了人工与生产成本；三是根茬的大量还田有利于农田干物质平衡和培肥地力；四是通风透光好，改善穗部性状、增加穗粒数、提高百粒重、易发挥土壤肥力和边行效应而获得高产[4]。
1.2 一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式
工艺路线：玉米收获留高茬（≤5 cm）→秸秆运出→人工撒施农家肥并深翻（≥25 cm）→旋耕施肥播种→人工铺设滴管带→人工除草→生育期杂草和病虫害防治、补灌（水肥一体化）→玉米收获。
该模式的特点：一是利用当地勺轮式玉米播种机多的机具优势，采取50 cm等行距播种；二是应用面积大，是当地传统的种植模式；三是结合秋深翻深施农家肥，容易获得高产；四是由于机深翻，杂草与病虫害危害程度相对较低；五是人工与机器作业成本较高；六是一行一带人工与物质投入相对较高。
2 效益分析
2.1 生态效益
2.1.1 光热利用率。试验表明，一方面，由于实行宽窄行播种，边行拔节期冠层、中部、基部光强分别占自然光强的89.7%、51.3%、33.2%，叶温分别达到21.3、19.7、22.6 ℃，播行间地表5 cm土层温度分别为27.8、24.7 ℃，光强分别高于对照8.6%、4.7%、3.8%，叶温高于对照1.1、0.6、0.4 ℃，播行间地表5 cm土层温度分别高于对照3.3、1.2 ℃，光、热条件的改善对边行玉米生长发育十分有利，而等行距相互遮荫，劣势明显；另一方面，少耕播种由于地表秸秆高茬覆盖，减少了铧式犁翻耕与播前的旋耕整地作业，0～25 cm土壤含水量与5 cm处地温分别达到15.3%和8.6 ℃，可提前10～20 d抢墒抢温播种，为西蒙6号、屯玉1号等中晚熟品种争得 ≥10 ℃积温118.3 ℃，在玉米生长期积温不足的区域，保证了中晚熟玉米从播种至成熟2 500～2 700 ℃热量条件[5]，光能利用率达1.03%，较对照提高0.04%。
2.1.2 水分利用率。对土壤水分剧变的0～40 cm土层含水量多次测定结果表明，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式在播期由于秸秆的高茬覆盖和取消了铧式犁的翻耕作业，加之茬桩积聚雨雪的作用，使播期0～20 cm土壤含水量较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式高2.83个百分点；在50 mm/h的雨强作用下，地表径流较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式减少46.8%；在玉米抽雄期至灌浆期的需水临界期[6]测定，0～200 cm土层总蓄水量较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式低34.3 mm，说明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有效耗水即蒸腾用水增大；从各土层看，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式在0～40 cm少耗水4.52 mm，在40～120 cm和120～230 cm则较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式分别多耗水25.6 mm和11.7 mm，说明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式有利于玉米对深层水分的吸收。全生育期一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式少耗水450 m3/hm2，表明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式能够提高玉米的抗干旱能力。
2.1.3 肥料利用率。宁夏中部干旱带又属于农牧交错区，其茎、叶多作饲料用。据测算，10 500 kg/hm2产量的玉米留茬30 cm，等同于2 887.5 kg/hm2的秸秆还田，并且随年限的增加，其养分呈逐年提高的趋势。据播种前测定，经过10年秸秆留高茬覆盖，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有机质为1.236%，一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式为1.013%；而收获期的测定，全生育期一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有机质下降了76.36%、水解氮和速效磷分别下降了11.3%和18.6%，一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式仅降低了41.70%、5.78%和6.32%，说明一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的有机质矿化和养分分解速率较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式高。一方面要求一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式应进一步加大肥料投入，以更多的茎叶还田以培肥地力而维持土壤肥力不致衰减；另一方面，一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式因农家肥的施用虽然分解慢，但弥补了部分养分，一定程度上缓解了其养分的消耗。
2.2 经济效益
2.2.1 产量效应。一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式因采取宽窄行播种，强化透光，改善田间通风和CO2供给，调节温湿度，容易发挥边行效应。在产量三要素中，其穗数较对照少12 600穗/hm2，穗粒数多61粒，百粒重高3.1 g，产量低1 095 kg/hm2。
2.2.2 经济效应。经测算，一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式因减少机器作业费、人工铺设滴灌带劳务用工费、节约管带费，因而前期投入较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式低18.9%，虽产量较一年一作春玉米常規机械化翻耕播种技术模式低11%，但纯收入较一年一作春玉米常规机械化翻耕播种技术模式增加4.88%。
2.3 社会效益
对农田实施保护性耕作、节水灌溉、秸秆还田等机械化技术的推广应用是实现“一控两减三基本”的重要内容。一年一作宽窄行春玉米留高茬覆盖少耕播种技术模式的大面积推广应用，有利于环境友好型、资源节约型社会的建设，有利于剩余劳动力的转移从事二、三产业增加收入，同时对土地集约经营和现代农业的发展具有巨大的推动作用。
3 参考文献
[1] 农业部农业机械化管理司.中国保护性耕作[M].北京：中国农业出版社，2008.
[2] 王旭红，吴兴.盐池县玉米保护性耕作的技术模式与生态效应[J].宁夏农林科技，2011，52（8）：5-6.
[3] 陶維华.玉米机械化少耕播种的生态与产量效应[J].农机科技推广，2016（3）：30-31.
[4] 于健.玉米留高茬覆盖免耕施肥播种技术的综合效应研究[J].现代农业科技，2016（24）：20.
[5] 杜守宇，田恩平，温敏，等.胡麻套种玉米的理论基础与栽培实践[J].玉米科学，1993，1（4）：35-38.
[6] 白莉萍，隋方功，孙朝晖.土壤水分胁迫对玉米形态发育及产量的影响[J].生态学报，2004，24（7）：1556-1560.