利用机械化秸秆还田、深松和少免耕播种等固土抑蚀、蓄水保墒、培肥地力科学技术原理，以收获高留茬地免耕播种覆秸联合作业和深松整地机械化为技术核心，农机农艺融合，工程与生物技术优化组装，“一防二抑三提”，在高效利用风沙干旱区黑土耕地的同时提升其质量和生产能力。
通过前茬作物收获高留茬越冬形成“防风林”，防风驻雪固土，改善冬春气象征候，缓解风沙干旱区耕地风蚀、缺水现象，一定程度解决了玉米冻收、收获秸秆粉碎地表覆盖升温散墒慢、播期延后等问题；通过秸秆适度粉碎均匀覆盖已播地表还田，缓冲减轻全程机械化作业机具对土壤造成的压实破坏，抑制地表结皮；通过玉米秸秆残茬适度粉碎打破蜡质层还田，提高生育期内秸秆腐解还田效率，有效提升土壤有机质和氮磷钾含量，培肥提升地力；通过轮耕深松打破犁底层和秸秆适度粉碎地表均匀覆盖还田，打通耕地气液通道，提高黑土耕地蓄水能力和含水量，减轻降雨径流，抑制水蚀，有效提升黑土耕地保水性能。
（二）技术示范推广情况
（三）提质增效情况
1.经济效益
在前茬作物高留茬收后原茬地上，无须任何耕整地和秸秆处理作业环节，一次进地完成6～7项作业工序，较传统技术减少5～6项作业环节，显著节约机械作业成本，有效保障播种的适时性、播种质量和作物生长发育环境，苗齐苗匀苗壮。黑吉辽和内蒙大面积试验示范应用生产实践结果表明，玉米大豆平均增产12.21%，省种、节肥、减药、减少机械作业费，亩均节本75.19元、亩增效165.83元以上，经济效益显著。
2.生态效益
应用此技术，东北四省区生育周期内65%以上秸秆腐解还田，年均分别提升土壤有机质1.3～2.2kg/亩；减少机具进地作业次数和强度，较常规技术模式0～30cm耕层黑土坚实度由2.2MPa减少至1.6MPa，减轻37.5%，有效降低了机械化作业造成的土壤压实破坏程度，有效解决焚烧秸秆造成的环境污染和水土肥药流失造成的食品与面源污染等生态难题，为恢复和提升黑土耕地提供了有效技术支撑，生态效益显著。
3.社会效益
有效解决了长期困扰农业生产的水土肥料流失和大量秸秆根茬残留田间制约玉米大豆等作物高产稳产优质难题，尤其对于风沙干旱严寒地区，利用高留茬作物秸秆防风固土驻雪，在冬春季改善田间环境征候，一定程度上破解了东北寒地区玉米收获秸秆粉碎地表还田造成的春季难于放寒、地温提升慢、播期延迟等难题，以2020年哈尔滨地区为例，4月3日至4月28日，高秆留茬越冬耕地较秋季收获粉碎覆盖地块日均增温3.86℃。同时，提高了种子、肥料、农药和油料等农业资源利用效率，社会效益显著。
（四）技术获奖情况
二、技术要点
以玉米大豆轮作，玉米高留茬地收获、免耕覆秸精量播种和深松整地轮耕为技术核心的东北风沙干旱区黑土地保护利用技术机械化工艺流程如图1所示。以三年为一个循环周期，实施玉米大豆轮作，建议在种植大豆等作物年份实施前茬收获后秋季深松整地；玉米连作区也要以三年为一个周期，实施一次秋季深松整地或联合整地或平翻整地。具体操作要点如下：
（一）轮作轮耕技术
建议采用“玉-玉-豆”的轮作模式，依据不同作物后茬特点对应采用“免-免-松”、“免-免-翻”或“免-免-联合整地”的机械化轮耕方式，即玉米后茬无须整地和秸秆残茬处理，采用原茬地免耕覆秸播种机直接免耕精量播种覆秸作业。对于玉米连作2年后种植大豆等秸秆易于处理的作物，在收获后，可以应用联合整地机、齿杆式深松机或全方位深松机等进行深松整地作业，构造“虚实并存”的耕层结构。间隔深松要打破犁底层，深度一般为35～40cm，稳定性≥80%，土壤膨松度≥40%，深松后应及时合墒，必要时镇压。对于田间土壤含水量较大地区，需进行耕翻整地，若秋季土壤含水量太大必须进行春整地时，应在土壤“返浆”前进行，耕深15cm为宜。
图1东北风沙干旱区黑土耕地保护与利用机械化技术工艺流程
对于垄作模式，可以根据墒情随中耕培土后起垄，也可以耙后起垄。建议采用配置GPS/BDS自动导航装置的起垄机组，100m垄长直线度误差不大于2.5cm（带导航作业）或100m垄长直线度误差不大于5cm（无导航作业）；按农艺要求形成标准垄形，垄距误差不超过2cm；起垄工作幅误差不超过5cm，压实后垄高不小于16cm（大垄高度不小于20cm），各垄高度误差不超过2cm；垄形整齐，不起垡块，无凹心垄，深松起垄时应包严残茬和肥料；地头整齐，垄到地边，地头误差小于10cm。耕整地机组作业如图2所示。
图2耕地作业
连作区土壤耕作可参考轮作区土壤耕作方式实施。
（二）免耕覆秸精量播种施肥机械化技术
1.品种选择及其处理
（2）种子处理。在播种前根据当地的各种病虫害发生情况，有针对性地选用不同类型的玉米、大豆种衣剂，严格按照产品说明书要求进行包衣，可有效地预防控制苗期病虫害的发生。对一些地下害虫严重发生的地方，可以对种子进行二次包衣处理。
2.机械化免耕覆秸精量播种施肥
东北地区要抓住地温早春回升的有利时机，利用早春“返浆水”抢墒播种。当耕层5～10cm地温稳定通过10～12℃时开始进行播种，并做到连续作业，防止土壤水分散失。
根据品种类型、土壤墒情等条件确定具体播期。中晚熟品种应适当早播，以保证霜前成熟；早熟品种应适当晚播，使其发棵壮苗。土壤墒情较差的地块，应当抢墒早播；土壤墒情好的地块，应根据玉米大豆栽培的地理位置、气候条件、栽培制度及玉米大豆生态类型具体分析，选定最佳播期。
在玉米机收高留茬、摘穗后站秆和放铺等原茬地条件下，采用原茬地免耕覆秸精量播种机一次性完成免耕施肥、精量播种、覆土镇压、药剂喷施和覆秸作业。根据生产需要可以选装封闭除草装置，在播后秸秆覆盖前喷施除草剂，一次性完成封闭除草作业，如图3、图4所示。因为原茬地免耕覆秸精量播种机秸秆覆盖过程中伴有少量土壤的回带，以覆土镇压后测算，黑土区播种深度3～5cm，白浆土及盐碱土区播种深度3～4cm，风沙土区播种深度5～6cm，确保种子播在湿土上。播后地表平整、镇压连续，无晾籽，地头无漏种、堆种现象。要避免播种带土壤与秸秆根茬混杂，确保种子与土壤接触良好。
图3免耕覆秸精量播种作业
图4作物长势和秸秆状态
结合播种施种肥于种侧5～6cm、种下5～8cm处，种子和化肥要隔离5cm以上。施肥量按照农艺要求调节施用，各行施肥量偏差≤5%，施肥深度合格指数≥75%，种肥间距合格指数≥80%，地头无漏肥、堆肥现象，切忌种肥同位。
（三）田间管理机械化技术
1.杂草防控
采用机械、化学综合灭草原则，以播前土壤处理和播后苗前土壤处理为主，苗后处理为辅。建议应用系列原茬地免耕覆秸精量播种机提供的化控药剂喷施系统在播种同时实施封闭除草，将除草剂直接喷施到施肥播种镇压后的净土上，减少用药量；也可以在播后出苗前应用风幕式喷药机实施封闭除草，或在苗后3叶期实施茎叶除草。除草剂施用要在土壤湿润，空气相对湿度80%，温度适当（≥15℃）条件下进行，大风天气及土壤干旱时禁止喷施除草剂。机械除草时采用中耕苗间除草机，边中耕边除草。
2.中耕追肥
玉米中耕除草一般应进行3次，第一次在定苗之前，幼苗4～5片叶时进行，深度15～18cm；第二次在定苗后，幼苗30cm高时进行；第三次在拔节前进行，深度9～12cm。要注意深度和培土量，既保证耕深，又不压苗、伤苗。推荐选用带有施肥装置的中耕机，结合中耕完成追肥作业。残茬全部覆盖还田，基肥、种肥和微肥接力施肥，防止后期脱肥，种肥增氮、保磷、补钾三要素合理配比；提倡测土配方施肥、机械深施和施用液态肥。
3.病虫害防控
科学合理的轮作可从源头预防病虫害的发生，采用种子包衣的方法预防地下病虫害；根据病虫害发生情况选用适宜的药剂及用量，采用喷杆式喷雾机或风幕式喷药机或农业航空植保等机具和设备，按照机械化植保技术操作规程进行苗期病虫害防控作业。做到均匀喷洒、不漏喷、不重喷、无滴漏、低漂移，以防出现药害。
（四）机械化收获技术
鉴于原茬地免耕覆秸精量播种机能够在玉米任何高度留茬地块上一次性适时完成高质量施肥、播种和已播地秸秆适度粉碎均匀覆盖作业，建议在采用联合收获机收获玉米果穗或籽粒时，撤掉或切离收割机底刀及秸秆粉碎装置的动力，可以进行冻收，并最大限度保留田间秸秆留茬高度，充分发挥本技术防风固雪、提湿提温作用。大豆采用大豆专用联合收获机收获，建议配置挠性割台适时收获。
三、适宜区域
本技术适用于黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区风沙干旱、半干旱玉米与大豆等轮作区或玉米连作区域，也可因地制宜地应用到其他类型区。低洼易涝和大块砾石偏多区慎用。
四、注意事项
（三）注意采用合理的轮作轮耕制度，采用免耕覆秸精量播种技术2～3年后，需深松、深翻或联合整地1次。
（四）免耕秸秆覆盖田因易滋生蛴螬等地下害虫和根腐病等病害，应及时防控，中耕机组速度适当，不要伤苗。