黑土耕地保護性耕作技術

吳家安　劉恩宏　陳長海　李向軍　畢春輝

摘要：黑龍江是我國的大糧倉，黑土地是這個大糧倉豐收的基石。從自然條件、耕作土壤特點、耕作技術特點，介紹黑龍江土地的基本生產條件，探討在黑龍江發(fā)展保護性耕作技術的現(xiàn)狀、重要意義及發(fā)展前景，為解決近年來黑土地變薄，土壤肥力下降問題提供參考。

關鍵詞：保護性耕作；黑土地；耕作模式；抗旱

中圖分類號：S156 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）09-0069-03

黑龍江省的黑土帶是世界三大黑土帶之一。黑土地土質疏松、有機質含量高。近幾年，黑龍江的黑土地變薄、土壤肥力下降的趨勢非常明顯。如何在保證糧食穩(wěn)定增產前提下保護黑土地，是黑龍江省迫需要切研究和解決的問題?？梢哉f，保護黑土地就是保護大糧倉，而保護性耕作是解決這一問題切實可行的方法之一。

保護性耕作技術的核心是采用免耕、覆蓋、以松代耙、化學除草的耕作方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的翻耕耕作方法。保護性耕作要求秸稈覆蓋在地表，秸稈腐爛后，回到農田，轉化為有機質，培肥地力。秸稈覆蓋在地表還可以防止水土流失，保護表層土壤不被風吹走，不被水流走。同時，可以減少土壤水分蒸發(fā)，提高土壤抗旱能力。保護性耕作能夠形成良好的土壤結構，可以增加土壤蓄水能力、減輕旱災對農業(yè)生產的影響。

1 黑龍江土地的基本生產條件

1.1 自然條件

黑龍江省地處我國最東和最北方，北部和東部與俄羅斯接壤，西部與南部分別與內蒙古自治區(qū)和吉林省相鄰，西起 121°11′，東至135°05′，南起43°25′，北至53°33′，南北跨10個緯度，2個熱量帶；東西跨14個經度，3個濕潤區(qū)。全省年平均氣溫多在-4～5 ℃之間。冬季漫長寒冷，夏季短促，春秋干燥涼爽。年降水量400～650 mm。5～9月生長季降水量可占全年總量的80%～90%。全省濕潤系數在0.7～1.3之間，西南部地區(qū)低于0.7，屬半干旱地區(qū)。春季降水量少，春季生產多數依靠自然降雨來進行農業(yè)生產。因此，春旱發(fā)生頻繁。

黑龍江的太陽輻射資源比較豐富。年太陽輻射總量在4 400～5 028 MJ/m2。其中，5—9月的太陽輻射總量占全年的54%～60%。全省日照時數在2 200～

2 900 h。其中，生長季日照時數占總量的44%～48%。平均氣溫在-4～5 ℃之間，嫩江至伊春一線為0 ℃等值線，從東南向西北平均每高1個緯度，年平均氣溫約低1 ℃。全省≥10 ℃的積溫在2 000～3 000 ℃。全省無霜期在100～160 d，大部分地區(qū)的初霜凍在9月下旬出現(xiàn)，終霜凍在4月下旬至5月上旬結束。

1.2 耕作土壤特點

黑龍江的土壤呈黑色，在國際上普遍稱為黑土，是土壤中最肥沃的。土壤中黑土層厚達30～100厘米，有機質含量高達5%～7%，是黃土地的數倍，以至于人們有“捏把黑土冒油花，插雙筷子也發(fā)芽”這樣的形容。

目前，由于黑龍江省大部分耕地種植結構單一，破壞了合理的輪作制。而且作物秸稈還田數量少，耕作粗放也造成農田生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。在傳統(tǒng)耕作制度下，由于作物的地上部分全部被收獲，從秋收直到第二年中期地表完全處于裸露狀態(tài)，極容易造成水土流失。如今的黑土地正在變瘦、變硬、變黃。據測算，黑龍江省黑土區(qū)每年流失的表土厚度達0.5～1.0 cm，而每積累1 cm厚的黑土層需要200～400 a的時間。這使黑龍江省的黑土層已由50 a前的平均厚度40～100 cm，下降到如今的20～40 cm。與此同時，黑土的有機質含量也在迅速下降，已經由開墾前的6%左右下降到現(xiàn)在的1.8%左右，而且仍在以平均每年0.1%的速度下降。

1.3 耕作技術特點

作為全國的糧食大省，黑龍江地區(qū)機械化程度居全國首位，旱田和水田都有耕種。耕作模式主要以傳統(tǒng)耕作為主，也伴有少量的保護性耕作模式。

旱田的傳統(tǒng)耕作模式主要有：

1） 秋季深翻或深松—春季耙地—起壟—鎮(zhèn)壓—播種；

2） 早春耙地散墑—深松或平翻—適時耙地—播種—鎮(zhèn)壓；

3） 秋季全方位深松（或鼠道深松）—春季耙地—播種—鎮(zhèn)壓；

4） 春、秋起大壟臺田—播種—鎮(zhèn)壓。

水田主要采用傳統(tǒng)的耕作模式——水耙田、人工揚肥、耢平、沉漿和撈殘茬。

除掉地面殘茬、雜草有利于播種，但同時也破壞了植被對地面的保護，導致土壤風蝕、水蝕加?。恍兴橥寥?，創(chuàng)造了松軟細碎的種床，但同時消滅了土壤中的蚯蚓與生物，使土壤慢慢失去活性。耕作強度越大，土壤偏離自然狀態(tài)愈遠，自然本身的保護功能、營養(yǎng)恢復功能就愈少，要維持這種狀態(tài)的代價就越大。近幾十年來，我國機械耕作活動增強，農產品產量大幅度上升，但河流泛濫、沙塵暴猖獗、土壤退化也日益嚴重。黑土地的嚴重退化與我們采用傳統(tǒng)的耕作模式導致過渡耕作有著直接的關系。

2 黑龍江黑土地的保護性耕作技術現(xiàn)狀

保護性耕作研究在黑龍江省起步較早。20世紀70年代嘗試進行的深松耕法和80年代開始的藥劑滅草免中耕技術，都為保護性耕作的系統(tǒng)完善奠定了良好的基礎。目前，黑龍江省保護性耕作發(fā)展勢頭良好，在部分區(qū)域也積累了一些經驗。但發(fā)展速度不快，應用面積占比太小，沒有真正體現(xiàn)這項技術的綜合效益。

從2003年起，黑龍江省就在一些地方開始進行保護性耕作小面積試驗示范，3 a的試驗初見成效。從2006年開始，農業(yè)部先后在黑龍江省蘭西縣、泰來縣等地進行保護性耕作技術示范。實踐顯示，在黑龍江省實施保護性耕作，其經濟、社會和生態(tài)效益都十分顯著。

經農業(yè)技術人員測試，蘭西縣采用保護性耕作技術種植玉米的地塊，出苗率高于傳統(tǒng)耕作5%左右；土壤中的含水量、有機質、氮、磷、鉀含量均高于傳統(tǒng)耕作；玉米產量每年都高于傳統(tǒng)耕作50 kg以上。玉米平均增產16%；節(jié)約作業(yè)成本最少50元/667 m2。

泰來縣保護性耕作實驗區(qū)拋棄了幾千年耕不厭細的理念和做法，省去了傳統(tǒng)的燃燒秸稈、旋耕滅茬、破壟夾肥、坐水、鎮(zhèn)壓等多道單獨作業(yè)環(huán)節(jié)，能減少耕作次數4～5次，節(jié)約人畜用工40%～50%。據測算，每畝可節(jié)約生產費用60～85元，全縣保護性耕地年可節(jié)約生產費用215萬元左右。

3 黑龍江發(fā)展保護性耕作的特殊意義

黑龍江省地廣人稀，土地肥沃，是我國糧食的主產區(qū)。多年來，黑龍江糧食產量穩(wěn)居全國第一。溫家寶總理說過，只要黑龍江豐收了，全國的糧食安全就有保障了。這說明黑龍江在我國糧食鏈條中的突出地位，彰顯了黑龍江為我國的糧食供應做出的巨大貢獻。

但是，近幾年黑龍江的黑土地變薄、土壤肥力下降的趨勢非常明顯。如何在保證糧食穩(wěn)定增產前提下保護黑土地，是黑龍江省迫切需要研究和解決的問題。

4 保護性耕作技術在黑龍江的推廣前景

當前，在黑龍江省農業(yè)機械化迅猛發(fā)展的進程中，科學合理的耕作制度已成為農業(yè)機械化裝備投入、糧食生產節(jié)能減排和耕地可持續(xù)利用的關鍵環(huán)節(jié)。從國外保護性耕作的發(fā)展情況看，保護性耕作推廣初期需由政府加以支持、引導。比如出臺相關的政策，對一些關鍵技術環(huán)節(jié)進行補貼等。而且還需要各級地方政府認識和推動這項新技術。具體應該有以下幾項措施：

1） 建立保護性耕作機具研發(fā)和生產基地。

2） 建立以省農機技術推廣站為主，由農業(yè)、水利、環(huán)保技術部門和相關大專院校參加的保護性耕作技術指導中心，探索保護性耕作技術模式和推廣機制，制定技術規(guī)范。

3） 對實施保護性耕作的農業(yè)和農機大戶要優(yōu)先給予國家購機補貼。在現(xiàn)代農機合作社建設中加大保護性耕作機具的配備比例。

4） 加大適合保護性耕作的耕作機具的研發(fā)力度，實現(xiàn)農機具結構的調整、優(yōu)化。

5 結語

我國人口多，人均耕地占有面積少。黑龍江作為產糧大省，其黑土地的地力變薄，對我國的糧食安全構成了嚴重的威脅。保護性耕作技術對土壤防止風蝕和水蝕，改善土壤條件，提高有機質含量，蓄水保墑效果明顯。所以，采用保護性耕作技術，對保護黑土地，進而保護我國的大糧倉有著不可替代的重要意義。