試論發(fā)展保護(hù)性耕作

中圖分類號 S2文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號1673-9671-(2009)111-0003-01

保護(hù)性耕作是在保留地表覆蓋物的前提下，少耕、免耕播種基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種土壤耕作方式。其主要內(nèi)容是作物收獲后殘茬、秸桿留在田間覆蓋地面，春季不進(jìn)行整地，使用免耕播種機進(jìn)行播種，噴施化學(xué)藥劑防治病蟲草害，盡量減少機械進(jìn)田次數(shù)，保護(hù)耕層土壤的自然結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益的有機統(tǒng)一。

1保護(hù)性耕作的發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)實意義

1.1 保護(hù)性耕作的發(fā)展現(xiàn)狀

1942年美國率先試驗研究保護(hù)性耕作，其興起的原因就是美國首先大規(guī)模機械耕作，人為破壞植被，土壤沒有保護(hù)，沙塵暴開始肆虐，推廣土壤保護(hù)性耕作勢在必行。此后該技術(shù)發(fā)展迅速:到1997年，美國保護(hù)性耕作面積已占全部耕地的21%，并在其它國家迅速推廣;到2002年，美國、澳大利亞、巴西、阿根廷等國家保護(hù)性耕作面積均占到本國耕地面積的60%以上。保護(hù)性耕作對農(nóng)民本身將帶來觀念上、生活質(zhì)量上的革命性變化。1997年5月美國保護(hù)性耕作信息中心年會上，一位免耕農(nóng)民的妻子巴巴拉●弗瑞安西斯(Barbara Francis)說，“除電的應(yīng)用外，免耕法是對我的生活質(zhì)量改善最大的事情”。

我國自20世紀(jì)60年代開始進(jìn)行保護(hù)性耕作的試驗研究工作，1999年在多個省區(qū)試驗示范，2002年國家農(nóng)業(yè)部啟動“保護(hù)性耕作示范工程”項目，并逐漸研制出相應(yīng)的配套農(nóng)機具，逐年在旱作區(qū)示范推廣。

1.2 推廣保護(hù)性耕作的意義

保護(hù)性耕作實質(zhì)是人類由不耕作到刀耕火種，由刀耕火種到漢代發(fā)明鏵式犁進(jìn)入傳統(tǒng)人畜力耕作，由傳統(tǒng)人畜力耕作到傳統(tǒng)機械化耕作后的又一次革命。前三次革命，人類都是通過耕作干預(yù)自然，帶來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次次飛躍。特別是機械化的發(fā)展，人類掌握了強有力的耕作工具，成為“自然的主人”，可以隨意改變土地的原有狀態(tài)，提高勞動生產(chǎn)率和土地生產(chǎn)率。但是人類和自然的矛盾也愈來愈突出。比如:耕翻作業(yè)除掉地面殘茬、雜草固然有利于播種，但同時也破壞了對地面的保護(hù)，導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕、水蝕加劇;旋耕切碎土壤，創(chuàng)造了松軟細(xì)碎的種床，同時又消滅了土壤中的蚯蚓與生物，使土壤慢慢失去活性。耕作強度愈大，土壤偏離自然狀態(tài)愈遠(yuǎn)，自然本身的保護(hù)功能、營養(yǎng)恢復(fù)功能就喪失愈多，要維持這種狀態(tài)的代價就愈大。近幾十年來，我國機械耕作活動增強，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量大幅度上升，但河流泛濫、沙塵暴猖獗、土壤退化、作業(yè)成本上升也是不爭的事實。保護(hù)性耕作取消鏵式犁翻耕，在保留地表覆蓋物的前提下免耕播種，以保留土壤自我保護(hù)機能和營造機能，是機械化耕作由單純改造自然到利用自然、進(jìn)而與自然協(xié)調(diào)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的革命性變化。

1.2.1目前土壤的現(xiàn)狀

就雙遼市而言，以中低產(chǎn)田為主，其耕地面積占全市總面積的70%以上，淡黑鈣土、風(fēng)沙土占60%以上。這些土壤有機質(zhì)含量低，經(jīng)常遭受干旱、風(fēng)蝕等災(zāi)害。近幾年，雙遼市種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，花生、雜豆等作物的種植面積明顯增加。這些作物收獲后，風(fēng)大、土壤受風(fēng)濁流失嚴(yán)重，表面細(xì)土幾乎全部刮走，來年再翻再刮，造成惡性循環(huán)，土壤耕層越來越薄，土地越種越貧瘠。

1.2.2常規(guī)栽培措施弊端突顯

主要是缺少土壤培育機制，土壤養(yǎng)分失衡?；释茝V使用以來，其增產(chǎn)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有機肥。多年來，作物產(chǎn)量的大幅增加幾乎全部依賴化肥，農(nóng)肥的作用被忽視。加之農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，有機肥源緊張，農(nóng)民更不愿積造農(nóng)家肥。如此年夏一年的掠奪式生產(chǎn)，土壤有機質(zhì)含量逐年下降，必然導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，中微量元素缺乏現(xiàn)象越來越突出，成為限制作物產(chǎn)量提高的因素?；謴?fù)和補充土壤養(yǎng)分的最有效方法是歸還從土壤拿走的養(yǎng)分，也就是除我們的收獲物外其余應(yīng)全部還給土壤。

1.2.3干旱少雨已成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸

近些年，已不單是春旱播種難的問題，作物出苗后還會經(jīng)常受到干旱的威脅，伏旱秋旱現(xiàn)象頻頻發(fā)生，嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量，旱情已到了不容忽視的地步。研究探索適宜的抗旱農(nóng)業(yè)栽培措施已迫在眉睫。實踐證明，保護(hù)性耕作是旱作農(nóng)業(yè)區(qū)科學(xué)發(fā)展的突破口和立足點。

2保護(hù)性耕作的增產(chǎn)機理

2.1 殘茬、秸稈覆蓋，防止表層土壤流失

殘茬、秸稈覆蓋，能夠固定、保護(hù)表土，減少農(nóng)田裸露面積。試驗證明秸稈覆蓋可減少土壤風(fēng)蝕60%以上，防止農(nóng)田揚沙，減少沙塵暴的發(fā)生，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。同時，覆蓋物也直接減少土壤水分蒸發(fā)，防止大雨形成的地表徑流，減少水分流失。

2.2 增強土壤保水能力，提高水分利用率

殘茬、秸稈覆蓋物直接減少水分蒸發(fā)，減緩地表徑流，提高土壤蓄水能力。據(jù)資料介紹，作物秸稈的吸水能力是自身重量的2.5—4倍。同時，殘茬、秸稈直接還田，增加土壤有機質(zhì)含量，從而提高土壤蓄水能力。一般免耕、少耕技術(shù)，可增加土壤蓄水能力16%—19%，提高水分利用率12%—16%。

2.3 利于良好土壤結(jié)構(gòu)的形成

常規(guī)耕翻作業(yè)打亂了土壤自上而下的肥力梯度，使底層生土上翻，破壞了土壤結(jié)構(gòu)。免耕條件下作物根系在土壤中伸展，根系死后被土壤中微生物分解，在土壤中形成了各種根孔，若連續(xù)數(shù)年免耕種植各類作物，在一個較厚的土層中形成各種孔隙，這些孔隙利于水分下滲和空氣交換。同時土壤中蚯蚓數(shù)量明顯增加，據(jù)資料介紹，免耕覆蓋3年，土壤中蚯蚓數(shù)量增加3—10倍。蚯蚓活動形成的孔道及其生理活動都有利于改善土壤結(jié)構(gòu)，使土壤疏松，提高土壤通氣性，利于形成土壤團(tuán)顆粒結(jié)構(gòu)。

2.4 培肥地力，提高土壤的綜合生產(chǎn)能力

作物殘茬和秸稈大部分還田，直接提高土壤中有機質(zhì)含量，實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分平衡所求的養(yǎng)分歸還。土壤中這些有機質(zhì)被微生物分解后形成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)是土壤肥力的基礎(chǔ)，改善了土壤的理化性狀，最終提高了土壤的綜合穩(wěn)定生產(chǎn)能力，保證土壤持續(xù)、穩(wěn)定地為作物提供各種養(yǎng)分。

2.5 農(nóng)業(yè)機械化對保護(hù)性耕作的利弊

對農(nóng)業(yè)機械化工作來說，以往農(nóng)業(yè)機械化談?wù)撟疃嗟氖翘岣邉趧由a(chǎn)率和土地生產(chǎn)率，只要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)按時完成、增產(chǎn)增收了，農(nóng)業(yè)機械化就完成任務(wù)了。沒有認(rèn)識到農(nóng)業(yè)機械化同資源與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)。機械化可以破壞環(huán)境，也可以保護(hù)環(huán)境。深耕深翻、開荒種地，發(fā)展了生產(chǎn)，也帶來水土流失、環(huán)境惡化的問題，引起人們對機械化的質(zhì)疑。但是機械化也是治理環(huán)境的最重要手段之一，如機械化秸稈還田減少秸稈焚燒導(dǎo)致的大氣污染;覆蓋減耕節(jié)約農(nóng)業(yè)用水;保護(hù)性耕作治理沙塵暴等等。

3保護(hù)性耕作的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)

3.1 免耕機械播種技術(shù)

春季播種應(yīng)用免耕種機在有殘茬及覆蓋物的地表一次完成播種作業(yè)，即破茬開溝、施肥施藥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓一次完成，保證作物出苗即可，簡化工序，降低成本。

3.2 田間覆蓋技術(shù)

作物收獲后至少要有30%以上的秸稈、殘茬覆蓋地表，或高留茬護(hù)土。根茬留高要求，玉米在20cm以上，小麥在15cm以上。秸稈可覆蓋或粉碎覆蓋，也可因地制宜選擇適宜的覆蓋方式，總的原則是既利于保護(hù)土壤，又能保護(hù)來年春季播種質(zhì)量。

3.3 病蟲草害防治技術(shù)

保護(hù)性耕作能否順利實施，關(guān)鍵是做好病蟲草害的防控工作。主要方法是使用化學(xué)藥劑進(jìn)行控制，一般可選用高效、低毒、低殘留化學(xué)藥劑及先進(jìn)可靠的施藥機具，并采用安全合理的施藥方法，出苗后也可結(jié)合苗人工拔草。

3.4 深松技術(shù)

對于土壤粘重或剛開始實行保護(hù)性耕作的土壤，為保護(hù)土壤疏松，可進(jìn)行深松作業(yè)，即使用深松機具只穿過底層土壤，不破壞土壤結(jié)構(gòu)。目的是疏松土壤，打破犁底層，增加降水入滲量。深松減少了由于翻耕后裸露的土壤水分蒸發(fā)損失。深松一般2—4年進(jìn)行一次。

保護(hù)性耕作技術(shù)具有突出的優(yōu)勢，但其效果很難一年就見成效，在較短時間能實現(xiàn)的是土壤大的保水能力，而肥力的提高一般需3—5年，不會迅速提高作物的產(chǎn)量，所以必須要有一個發(fā)展的過程。實踐證明，保護(hù)性耕作是土壤耕作制度上的一次變革，隨著相關(guān)設(shè)備技術(shù)的完善、難點的攻克，保護(hù)性耕作在我國將迅速發(fā)展。

作者簡介:

趙春陽，男，漢族，1980年11月15日出生，籍貫吉林省雙遼市，2007年畢業(yè)于吉林農(nóng)大農(nóng)學(xué)系，現(xiàn)供職于雙遼市農(nóng)業(yè)機械化學(xué)校，助理工程師職稱。雙遼市第十二屆政協(xié)委員。