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冬小麥秸稈還田“兩旋一深”增產(chǎn)增效技術(shù)（技術(shù)體系）。
二、技術(shù)概述
（一）技術(shù)基本情況。
我省是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，冬小麥播種面積和總產(chǎn)約占全國的16%和18%。然而，我省目前冬小麥生產(chǎn)平均產(chǎn)量遠(yuǎn)低于高產(chǎn)紀(jì)錄和品種區(qū)試產(chǎn)量，區(qū)域氮肥利用率不到30%，大面積均衡提高冬小麥產(chǎn)量是增強糧食生產(chǎn)能力的必然選擇。因此，在兼顧糧食安全與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的前提下，如何維持土壤高肥力和健康是我省糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)面臨的重要挑戰(zhàn)。秸稈還田是增加土壤有機(jī)質(zhì)、改善土壤養(yǎng)分釋放與固定的一條主要途徑，在我省可持續(xù)農(nóng)業(yè)和小麥綠色生態(tài)安全生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。旋耕還田兼具省時和省工優(yōu)勢，但長期淺旋耕造成我省耕層普遍變淺、土壤表富里貧、地上病蟲害加重、犁底層變厚等突出問題，制約了全省小麥持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)增效。
2012年以來，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系等的支持下，從制約我省連年旋耕造成的土壤淺層化、可持續(xù)增產(chǎn)增效能力低入手，重點突破了秸稈還田模式、小麥生產(chǎn)系統(tǒng)地下養(yǎng)分循環(huán)、小麥生產(chǎn)固碳減排、秸稈腐解高效等關(guān)鍵問題，結(jié)合該我省主要土壤類型和水資源分布特點，研究建立了冬小麥秸稈還田“兩旋一深”增產(chǎn)增效技術(shù)，實現(xiàn)了農(nóng)機(jī)農(nóng)藝輕簡易用和土壤地力顯著提升，取得了良好的生態(tài)和社會效益。
技術(shù)示范推廣情況。
自2012年以來，該技術(shù)在魯東丘陵區(qū)（萊州虎頭崖鎮(zhèn)），魯中半干旱區(qū)（肥城邊院鎮(zhèn)），魯西沿黃平原（兗州小孟鎮(zhèn)）建立小麥高產(chǎn)攻關(guān)田各50畝以上，示范區(qū)100萬畝。2018、2019年該技術(shù)在岱岳區(qū)馬莊鎮(zhèn)、兗州小孟鎮(zhèn)同一地塊連續(xù)兩年小麥畝產(chǎn)超800 kg。舉辦現(xiàn)場觀摩會、技術(shù)培訓(xùn)56場次，培訓(xùn)農(nóng)民9.1萬人次，發(fā)放各類技術(shù)資料40萬份，提高了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民、種植大戶和合作社的收益。輻射帶動煙臺、濰坊、東營、濟(jì)寧、棗莊、菏澤、泰安、濱州、臨沂9個地（市）3500萬畝小麥的生產(chǎn)與開發(fā)。
提質(zhì)增效情況。
在同等肥料投入的前提下，大種植戶和農(nóng)民從純氮投入量300-360 kg/hm2降至225 kg/hm2，小麥季肥料投入降低25%-37.5%，冬小麥“兩旋一深”增產(chǎn)增效技術(shù)模式5年后可比連續(xù)旋耕增加土壤有機(jī)碳儲量30.7-66.7 kg/畝，減少碳排放CO2 70.7 kg/畝/年，增產(chǎn)32.7 kg/畝/年。2012-2019年累計推廣3500萬畝，平均畝增小麥31.30 kg，節(jié)本66.8-97.5元/畝/年，經(jīng)濟(jì)社會效益顯著。
技術(shù)獲獎情況。
冬小麥秸稈還田“兩旋一深”增產(chǎn)增效技術(shù)經(jīng)同行評議具有較高的推廣和應(yīng)用價值，以該技術(shù)為核心技術(shù)的成果“黃淮海糧食作物輪作均衡增產(chǎn)增效技術(shù)體系研究與應(yīng)用”于2019年獲山東省科技進(jìn)步二等獎，取得相關(guān)專利3項。
三、技術(shù)要點
（一）核心技術(shù)
冬小麥秸稈還田“兩旋一深”增產(chǎn)增效技術(shù)的核心是：通過秸稈還田“兩旋一深”結(jié)合減氮這一簡化輪耕模式，在維持產(chǎn)量潛力不降低的前提下降低整個生產(chǎn)系統(tǒng)的氮肥需求，實現(xiàn)系統(tǒng)固碳減排增產(chǎn)增效。對于土壤-大氣-小麥三個子系統(tǒng)，一是改常年旋耕模式為“兩旋一深”，即每旋耕兩年深耕或深松一年，利用耕作技術(shù)環(huán)節(jié)加快秸稈腐解，改善土壤物理性狀、養(yǎng)分分布和有機(jī)質(zhì)含量，實現(xiàn)固碳減氮；二是在土體適當(dāng)深層擾動前提下，建立小麥生產(chǎn)系統(tǒng)合理菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化，降低土壤溫室氣體排放，實現(xiàn)減排；三是通過改善作物根系物理生存空間和養(yǎng)分空間分布來調(diào)優(yōu)小麥根系構(gòu)型，實現(xiàn)增產(chǎn)增效。
主要內(nèi)容包括：
1. 秸稈還田“兩旋一深”
小麥播種前，土壤含水量適宜時，用秸稈粉碎機(jī)將玉米秸稈和根茬切碎至5厘米左右小段并均勻拋撒，再用大型拖拉機(jī)進(jìn)行土壤淺旋耕10-15厘米后播種并鎮(zhèn)壓；第二年小麥播種與第一年相同；在第三年小麥播前將土壤深耕至35厘米或深松。“兩旋一深”模式下，0-10、10-20、20-30 cm土層碳庫年分別增加52.3、203.9、53.8 kg hm-2 y-1；氮庫年增加分別為5.9、16.3、0.4 kg hm-2 y-1。土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性分別提高18.37%、33.48%、23.83%；反硝化過程中硝酸還原酶、亞硝酸還原酶、一氧化氮還原酶等活性分別降低39.24%、28.31%、32.85%；有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀分別提高5.2%、6.4%、19.5%和14.6%。
2. 土壤減氮調(diào)碳
玉米秸稈本身碳氮比較高（大于50），將小麥季氮肥用量減為225 kg/畝，調(diào)土壤碳氮約比為25:1。硝態(tài)氮和尿素1:1混施，改拔節(jié)期追施為返青或孕穗期追施。
（二）配套技術(shù)
冬小麥秸稈還田“兩旋一深”增產(chǎn)增效技術(shù)的配套技術(shù)包含下列四項：
1. 冬小麥夏玉米雙季秸稈全量還田技術(shù)
2. 冬小麥寬幅精播技術(shù)
3. 冬小麥晚播增密技術(shù)
4. 冬小麥一噴三防技術(shù)
四、適宜區(qū)域
本技術(shù)實現(xiàn)了示范區(qū)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝輕簡高效和農(nóng)田生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，適宜在山東省推廣應(yīng)用。
五、注意事項
（一）秸稈還田時秸稈應(yīng)盡量切碎到5厘米左右并均勻拋撒。
（二）“兩旋一深”技術(shù)深耕或深松應(yīng)進(jìn)行到35厘米以下，打破犁底層；深耕使秸稈進(jìn)入土體15厘米左右，加速秸稈腐解并防止病蟲淺層有氧越冬。
（三）“兩旋一深”應(yīng)配合寬幅精播技術(shù)和播后鎮(zhèn)壓技術(shù)。
六、聯(lián)系人信息
聯(lián)系人：王振林，13181779181，zlwang@sdau.edu.cn.
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院
