沈陽地區(qū)開展機(jī)械化保護(hù)性耕作必要性分析

高占文　周偉艷　王金麗　趙大為　程生軍　王彥剛

摘要：結(jié)合沈陽地區(qū)的自然條件及生產(chǎn)實(shí)際，論述開展機(jī)械化保護(hù)性耕作的必要性及重要意義，從改善土壤結(jié)構(gòu)、涵養(yǎng)水分、節(jié)本增效等方面，分析機(jī)械化保護(hù)性耕作的市場需求，以及濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)效益，為提高沈陽地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提供參考。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；土壤結(jié)構(gòu)；涵養(yǎng)水分；效益

中圖分類號(hào)：S232.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）11-0056-02

沈陽地處東北冷涼風(fēng)沙區(qū)，面積3945 km2，其中建成區(qū)面積為347 km2，人口1002.6萬。全年氣溫變化范圍在-29～36 ℃之間，年平均氣溫6.7～8.4 ℃，極端氣溫最高34.6 ℃，最低-30.6℃。全年降水量600～800 mm，全年無霜期150～170 d。受季風(fēng)影響，降水集中，溫差較大，四季分明。玉米、水稻是沈陽市主要糧食作物。由于東北冷涼風(fēng)沙區(qū)春季播種時(shí)氣溫低、墑情差、風(fēng)沙大，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境改善。沈陽市大部分地區(qū)采用傳統(tǒng)耕作模式，不能夠很好地解決氣溫低等問題。部分地區(qū)采取了秸稈還田的種植模式，但存在保護(hù)性耕作關(guān)鍵技術(shù)研究薄弱、技術(shù)集成水平低等問題。研究適合本區(qū)域的保護(hù)性耕作機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)和保護(hù)性耕作種植技術(shù)模式，通過保護(hù)性耕作的農(nóng)機(jī)具和農(nóng)藝栽培措施的高效結(jié)合，建立本區(qū)域的節(jié)水、節(jié)肥型保護(hù)性耕作技術(shù)體系，最終達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本，增加糧食生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，提高農(nóng)民收入，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。

1 開展機(jī)械化保護(hù)性耕作的必要性及意義

1.1 必要性

保護(hù)性耕作是節(jié)水抗旱、保護(hù)環(huán)境、節(jié)本增效的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)，是對傳統(tǒng)耕作制度的重大變革，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

1.1.1 確保食物安全 沈陽市是遼寧省的主要糧食產(chǎn)區(qū)。但由于近年來耕作不合理，使得耕地質(zhì)量迅速下降，糧食總產(chǎn)提高緩慢。實(shí)施保護(hù)性耕作，對穩(wěn)步提高糧食產(chǎn)量，以及確保遼寧省糧食安全有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1.2 充分利用農(nóng)業(yè)資源 保護(hù)性耕作是一項(xiàng)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)，通過對農(nóng)田實(shí)行免耕少耕和秸稈留茬覆蓋還田，達(dá)到控制土壤風(fēng)蝕水蝕、提高土壤肥力和抗旱節(jié)水能力、節(jié)能降耗和節(jié)本增效的目的。目前，此技術(shù)已在全球70多個(gè)國家推廣應(yīng)用。美國、加拿大、澳大利亞、巴西、阿根廷等國的應(yīng)用面積占本國耕地面積的40%～70%。

1.1.3 改善生態(tài)環(huán)境 據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國發(fā)生沙塵暴次數(shù)從20世紀(jì)50年代以來呈逐年上升的趨勢。嚴(yán)重影響了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)人民的生活。出現(xiàn)這種情況的直接原因是傳統(tǒng)的耕作方式不當(dāng)和農(nóng)田沒有得到合理保護(hù)。世界許多國家治理沙塵暴的實(shí)踐證明，農(nóng)田實(shí)行保護(hù)性耕作是治理沙塵暴的重要措施之一。其中，秸稈覆蓋、根茬固土等保護(hù)性耕作措施是減少農(nóng)田揚(yáng)塵漂移＼有效抑制沙塵暴的有效措施。

1.1.4 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展 保護(hù)性耕作是國內(nèi)外農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要技術(shù)內(nèi)容之一。實(shí)踐證明，保護(hù)性耕作是一項(xiàng)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益同步、當(dāng)前與長遠(yuǎn)利益兼顧、利國利民的革命性農(nóng)耕措施。積極發(fā)展保護(hù)性耕作是促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的有效途徑。對傳統(tǒng)耕作制度進(jìn)行變革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多方面條件的支撐，是一項(xiàng)長期艱巨的任務(wù)。開展保護(hù)性耕作研究、示范推廣和試驗(yàn)示范，完善保護(hù)性耕作技術(shù)創(chuàng)新和建設(shè)保障體系，對促進(jìn)沈陽市保護(hù)性耕作發(fā)展有著十分重要的意義。

1.2 重要意義

對于一個(gè)農(nóng)業(yè)和人口大國來說，糧食安全是直接關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定的頭等大事。經(jīng)過改革開放30多年的發(fā)展，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平和糧食產(chǎn)量均得到了大幅度提高。但是，長期對土地進(jìn)行掠奪式經(jīng)營的生產(chǎn)方式，使得耕地質(zhì)量下降、水資源緊缺、旱情趨重、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響了我國糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過保護(hù)性耕作的農(nóng)機(jī)具和農(nóng)藝栽培措施的高效結(jié)合，建立本區(qū)域的節(jié)水、節(jié)肥型保護(hù)性耕作技術(shù)體系，最終達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本，增加糧食生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，提高農(nóng)民收入，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。在沈陽市加快發(fā)展保護(hù)性耕作，有利于構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，對保障農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展任務(wù)和戰(zhàn)略目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，以及促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)有著重要的意義。

3 機(jī)械化保護(hù)性耕作市場需求分析

從保護(hù)性耕作的產(chǎn)生背景與發(fā)展看，保護(hù)性耕作的產(chǎn)生與發(fā)展不僅僅在于它的增產(chǎn)作用，還在于它把生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來，在應(yīng)用中既確定了它的生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能，又確定了它的增產(chǎn)功能。保護(hù)性耕作技術(shù)已被世界各國紛紛學(xué)習(xí)，并得到了廣泛推廣應(yīng)用。目前，保護(hù)性耕作已成為美國、澳大利亞、英國、加拿大、日本、伊朗、菲律賓等國家的主要耕作模式。

傳統(tǒng)耕作由于長年深翻、深耕，形成了堅(jiān)實(shí)的“犁底層”，使土壤透氣、透水性差，土壤結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。由于沈陽地區(qū)冬季和春季風(fēng)大，而此時(shí)地表處于裸露狀態(tài)，風(fēng)蝕嚴(yán)重，造成了土壤肥力下降。尤其是近年來大量應(yīng)用旋耕處理，進(jìn)行全面的滅茬后播種，導(dǎo)致了地表土壤更加細(xì)碎，跑墑嚴(yán)重，影響作物出苗；同時(shí)，旋耕作業(yè)對土壤擾動(dòng)大，動(dòng)力消耗多，作業(yè)成本高。因此，迫切需要進(jìn)行耕作技術(shù)革命，改善東北土壤質(zhì)地持續(xù)下降的現(xiàn)狀，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

傳統(tǒng)方式是在對土壤精耕細(xì)作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，土壤水分損失嚴(yán)重，造成春季播種困難，影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。一些地區(qū)在作物收獲后不翻耕、保持壟形并留高茬覆蓋，在春季播種前再進(jìn)行全面旋耕滅茬。這樣做雖然在冬春季節(jié)起到了保護(hù)土壤、減少風(fēng)蝕的作用，但全面旋耕后原壟被破壞，土壤水分損失依然嚴(yán)重。

傳統(tǒng)耕作生產(chǎn)工序煩瑣、機(jī)具簡單、生產(chǎn)率低、作業(yè)成本高。其生產(chǎn)工序包括收獲后的秸稈搬運(yùn)（150元/hm2）、春季旋耕滅茬（225元/hm2）、播種（300元/hm2）、噴藥（150元/hm2）、中耕追肥（225元/hm2）、收獲（600元/hm2）等項(xiàng)作業(yè)，僅田間作業(yè)成本就高達(dá)650元/ hm2（不包括種子、化肥、農(nóng)藥等），按平均產(chǎn)量9 750 kg/hm2計(jì)算，扣除田間作業(yè)費(fèi)，種子、化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料費(fèi)以及查苗、間苗人工等費(fèi)用，每年的純收入在6 000元/hm2左右。這種高投入高產(chǎn)出低收入的狀況無法滿足農(nóng)民增收的要求。

保護(hù)性耕作技術(shù)示范推廣成功與否的前提是必須有適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的保護(hù)性耕作技術(shù)模式和配套機(jī)具。近年來，相關(guān)科技院所雖然進(jìn)行了一些壟作保護(hù)性耕作技術(shù)模式研究和關(guān)鍵機(jī)具的研制開發(fā)，但示范效果并不理想。主要原因：一是技術(shù)模式普遍存在動(dòng)土量較大，保水保土效果較差；二是缺乏性能優(yōu)良、作業(yè)效率高的配套免耕播種機(jī)。因此，根據(jù)我國保護(hù)性耕作技術(shù)的實(shí)施需要，結(jié)合沈陽市地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，必須有針對性地研究、總結(jié)、集成壟作保護(hù)性耕作技術(shù)模式，開發(fā)研制壟作保護(hù)性耕作關(guān)鍵作業(yè)機(jī)具。

4 機(jī)械化保護(hù)性耕作效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)施保護(hù)性耕作技術(shù)后，每個(gè)生產(chǎn)周期平均可減少田間作業(yè)工序1～4次，每年可減少柴油消耗4萬～5萬t，節(jié)省化肥投入50萬～70萬t，節(jié)水3億～6億m3，每667 m2降低生產(chǎn)成本15～30元，與傳統(tǒng)耕作相比糧食增產(chǎn)5%以上。

4.2 社會(huì)效益

通過項(xiàng)目研究，可有效提高廣大農(nóng)民群眾對保護(hù)性耕作技術(shù)的認(rèn)知水平和接受能力，農(nóng)民主動(dòng)采用保護(hù)性耕作的步伐將大大加快，同時(shí)也可提高農(nóng)民科學(xué)種田的意識(shí)，促進(jìn)形成學(xué)知識(shí)、用技術(shù)的良好氛圍，提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的整體素質(zhì)。保護(hù)性耕作工程的實(shí)施將進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用，提高農(nóng)機(jī)化水平，大大減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并有效緩解農(nóng)村勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺壓力，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)健康協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.3 生態(tài)效益

實(shí)施保護(hù)性耕作，可以有效減少沈陽市地表裸露，減輕風(fēng)蝕強(qiáng)度，平均減少農(nóng)田揚(yáng)塵量50%左右，降低空氣中浮塵含量，降低沙塵天氣發(fā)生的強(qiáng)度和頻率，減少耕地表土流失量40%～80%，減少有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分的流失，減少二氧化碳排放，提高土壤蓄水能力。

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