一、技术名称
冬小麦秸秆还田“两旋一深”增产增效技术
二、技术概括
（一）技术基本情况。
我省是我国重要的粮食生产基地，冬小麦播种面积和总产约占全国的16%和18%。然而，我省目前冬小麦生产平均产量远低于高产纪录和品种区试产量，区域氮肥利用率不到30%，大面积均衡提高冬小麦产量是增强粮食生产能力的必然选择。因此，在兼顾粮食安全与生态环境可持续发展的前提下，如何维持土壤高肥力和健康是我省粮食稳产增产面临的重要挑战。秸秆还田是增加土壤有机质、改善土壤养分释放与固定的一条主要途径，在我省可持续农业和小麦绿色生态安全生产中发挥重要作用。旋耕还田兼具省时和省工优势，但长期浅旋耕造成我省耕层普遍变浅、土壤表富里贫、地上病虫害加重、犁底层变厚等突出问题，制约了全省小麦持续稳定增产增效。
2012年以来，山东农业大学在国家公益性行业（农业）科研专项、山东省现代农业产业体系等的支持下，从制约我省连年旋耕造成的土壤浅层化、可持续增产增效能力低入手，重点突破了秸秆还田模式、小麦生产系统地下养分循环、小麦生产固碳减排、秸秆腐解高效等关键问题，结合该我省主要土壤类型和水资源分布特点，研究建立了冬小麦秸秆还田“两旋一深”增产增效技术，实现了农机农艺轻简易用和土壤地力显著提升，取得了良好的生态和社会效益。
（二）技术示范推广情况。
自2012年以来，该技术在鲁东丘陵区（莱州虎头崖镇），鲁中半干旱区（肥城边院镇），鲁西沿黄平原（兖州小孟镇）建立小麦高产攻关田各50亩以上，示范区100万亩。2018、2019年该技术在岱岳区马庄镇、兖州小孟镇同一地块连续两年小麦亩产超800kg。举办现场观摩会、技术培训56场次，培训农民9.1万人次，发放各类技术资料40万份，提高了当地农民、种植大户和合作社的收益。辐射带动烟台、潍坊、东营、济宁、枣庄、菏泽、泰安、滨州、临沂9个地（市）3500万亩小麦的生产与开发。
（三）提质增效情况。指技术试验、示范或推广过程中节约成本、提升品质、增加效益等情况。
在同等肥料投入的前提下，大种植户和农民从纯氮投入量300-360 kg/ha降至225kg/ha，小麦季肥料投入降低25-37.5%，,冬小麦“两旋一深”增产增效技术模式5年后可比连续旋耕增加土壤有机碳储量30.7-66.7 kg/亩，减少碳排放CO2 70.7 kg/亩/年，增产32.7 kg/亩/年。2012-2019年累计推广3500万亩，平均亩增小麦31.30 kg，节本66.8-97.5元/亩/年，经济社会效益显著。
（四）技术获奖情况。以该技术为核心的科技成果获得科技奖励等情况。
冬小麦秸秆还田“两旋一深”增产增效技术经同行评议具有较高的推广和应用价值，以该技术为核心技术的成果“黄淮海粮食作物轮作均衡增产增效技术体系研究与应用”2019年获山东省科技进步二等奖，取得相关专利3项。
三、技术要点
核心技术及其配套技术主要内容。
（一）核心技术
冬小麦秸秆还田“两旋一深”增产增效技术的核心是：通过秸秆还田“两旋一深”结合减氮这一简化轮耕模式，在维持产量潜力不降低的前提下降低整个生产系统的氮肥需求，实现系统固碳减排增产增效。对于土壤-大气-小麦三个子系统，一是改常年旋耕模式为“两旋一深”，即每旋耕两年深耕或深松一年，利用耕作技术环节加快秸秆腐解，改善土壤物理性状、养分分布和有机质含量，实现固碳减氮；二是在土体适当深层扰动前提下，建立小麦生产系统合理菌群结构，促进养分循环转化，降低土壤温室气体排放，实现减排；三是通过改善作物根系物理生存空间和养分空间分布来调优小麦根系构型，实现增产增效。
主要内容包括：
1. 秸秆还田“两旋一深”
小麦播种前，土壤含水量适宜时，用秸秆粉碎机将玉米秸秆和根茬切碎至5厘米左右小段并均匀抛撒，再用大型拖拉机进行土壤浅旋耕10-15厘米后播种并镇压；第二年小麦播种与第一年相同；在第三年小麦播前将土壤深耕至35厘米或深松。“两旋一深”模式下，0~10、10~20、20~30 cm 土层碳库年分别增加52.3、203.9、53.8 kg hm-2 y-1；氮库年增加分别为5.9、16.3、0.4 kg hm-2 y-1。土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性分别提高18.37%、33.48%、23.83%；反硝化过程中硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、一氧化氮还原酶等活性分别降低39.24%、28.31%、32.85%；有机质和速效氮磷钾分别提高5.2%、6.4%、19.5%和14.6%。
2. 土壤减氮调碳
玉米秸秆本身碳氮比较高（大于50），将小麦季氮肥用量减为225 kg/亩，调土壤碳氮约比为25:1。硝态氮和尿素1:1混施，改拔节期追施为返青或孕穗期追施。
（二）配套技术
冬小麦秸秆还田“两旋一深”增产增效技术的配套技术包含下列四项：
1. 冬小麦夏玉米双季秸秆全量还田技术
2. 冬小麦宽幅精播技术
3. 冬小麦晚播增密技术
4. 冬小麦一喷三防技术
四、适宜区域
本技术实现了示范区农机农艺轻简高效和农田生态环境持续改善，适宜在山东省推广应用。
五、注意事项
技术推广应用过程中需特别注意如下环节：
（一）秸秆还田时秸秆应尽量切碎到5厘米左右并均匀抛撒。
（二）“两旋一深”技术深耕或深松应进行到35厘米以下，打破犁底层；深耕使秸秆进入土体15厘米左右，加速秸秆腐解并防止病虫浅层有氧越冬。
（三）“两旋一深”应配合宽幅精播技术和播后镇压技术。
六、依托单位
单位名称：山东农业大学
联系地址：山东省泰安市岱宗大街61号，271018
联系人：王振林，0538-8242239，zlwang@sdau.edu.cn；李勇，0538-8242239，xmliyong@sdau.edu.cn.