建平縣保護(hù)性耕作淺析

劉興波

建平縣農(nóng)機(jī)質(zhì)量監(jiān)督管理站

隨著傳統(tǒng)耕整地技術(shù)的不斷發(fā)展，人類和自然的矛盾愈來愈突出，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?。恍麥绮缜兴橥寥?，創(chuàng)造了松軟細(xì)碎的種床， 但同時又消滅了土壤中的蚯蚓與生物，使土壤慢慢失去保護(hù)性，近幾十年來，我國機(jī)械耕作活動增強，農(nóng)作物產(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，焚燒秸稈造成空氣污染和引起火災(zāi)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(jī)能和營造機(jī)能，是機(jī)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。 對農(nóng)民本身將帶來觀念上、生活質(zhì)量上的革命性變化。 對農(nóng)業(yè)機(jī)械化工作來說，以往農(nóng)業(yè)機(jī)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(jī)械化就完成任務(wù)了。沒有認(rèn)識到農(nóng)業(yè)機(jī)械化和資源與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)，機(jī)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(jī)械化的質(zhì)疑。但是，機(jī)械化也是治理環(huán)境的最重要手段之一，如機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)， 不但能節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，保護(hù)自然環(huán)境等等

一、保護(hù)性耕作發(fā)展概況

保護(hù)性耕作是一種新型旱地耕作法，主要包括免耕播種施肥、深松、控制雜草、秸稈及地表處理等4 項內(nèi)容。 其核心是免耕播種，主要作業(yè)均使用農(nóng)業(yè)機(jī)械來完成。保護(hù)性耕作最早起源于20 世紀(jì)30 年代的美國，目前美國、加拿大和澳大利亞等國已基本采用了以機(jī)械化為支撐的保護(hù)性耕作。建平縣大多數(shù)一直沿襲傳統(tǒng)的以鏵式犁翻耕土壤和旋耕滅茬裸露休閑耕作法，由于實行深耕細(xì)耙，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，降低了土壤的水肥含量，裸露的耕地表土也加劇了沙塵暴的肆虐。 機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)與傳統(tǒng)耕作技術(shù)相比，可降低地表徑流60%左右，減少土壤流失80%，減少大風(fēng)揚沙60%；同時可以增加休閑期土壤儲水量，提高水肥利用效率，減少作業(yè)工序，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。

二、保護(hù)性耕作的定義及內(nèi)容

對保護(hù)性耕作國際上通用的定義是：“用大量秸稈殘茬覆蓋地表，將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可，用除草劑來控制雜草”。 其第一句話“用大量秸稈殘茬覆蓋地表”中，有兩個關(guān)鍵詞，即“覆蓋”和“大量”。 關(guān)于“覆蓋”，保護(hù)性耕作強調(diào)的是將農(nóng)作物秸稈殘茬覆蓋地表， 其首要目的是加強對地表的防護(hù)， 而常規(guī)的秸稈還田對農(nóng)作物秸稈進(jìn)行 “翻埋入土”，其目的是培肥地力。 二者的形式和目的都不同，這是保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)的秸稈還田的主要區(qū)別所在，不能混淆。至于保護(hù)性耕作的“覆蓋” 形式，可以是秸稈粉碎鋪放地表，也可以是高留茬、秸稈直立或壓倒覆蓋等。 但無論何種覆蓋形式，都必須保證地表的覆蓋度不低于30%， 覆蓋度過低就不足以發(fā)揮對土壤的防護(hù)作用了。 關(guān)于“大量”，國外有2 種說法：一是“盡可能多”。 這需要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤及種植模式等條件進(jìn)行判斷，水肥氣熱條件好，有利于秸稈腐爛分解，可多留些秸稈根茬；土壤養(yǎng)分消耗大的田塊和土壤侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域， 也應(yīng)加大秸稈覆蓋還田量，以加強地力培肥和田面防護(hù)。 二是“地表的覆蓋和覆蓋量不低于30%（美國）。 ”我國借鑒國外的定義，要求“秸稈覆蓋量不低于秸稈總量的30%，留茬覆蓋的高度不低于秸稈高度的1/3。 綜上所述，“覆蓋量30%”、“覆蓋度30%”和“l(fā)/3 高留茬”是國際國內(nèi)對保護(hù)性耕作“覆蓋”的最低要求，低于這3 項指標(biāo)就不能算是保護(hù)性耕作了。 其第二句話“將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可”，要達(dá)到這一境界，就應(yīng)盡可能地減少除播種以外的耕作，減少耕作對土壤的破壞，減少機(jī)具對土壤的壓實，即便是播種也要盡可能地降低對土壤的擾動。這句話的內(nèi)在含義是最大限度地保持土壤自然狀態(tài)，保護(hù)土壤的自我恢復(fù)能力和自我平衡的能力。 這是保護(hù)性耕作理念的核心，代表了人類通過對數(shù)千年農(nóng)耕文明的反思所形成的現(xiàn)代農(nóng)耕觀，也是保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作習(xí)慣的根本區(qū)別所在。 因此，搞保護(hù)性耕作就必須實行免耕和少耕。

免耕，就是完全取消鏵式犁耕翻，并且不進(jìn)行其他土壤作業(yè)，國外稱之為“免耕法”。 目前美國已基本取消了鏵式犁翻耕作業(yè)，澳大利亞也已全面取消了鏵式犁翻耕，實行免耕法的農(nóng)場使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械僅有3種，即播種機(jī)、噴霧植保機(jī)械和聯(lián)合收割機(jī)，這種“免耕法”是保護(hù)性耕作的最高形式。

少耕，就是在取消犁耕的基礎(chǔ)上，為保證播種和疏松土壤、除草等農(nóng)事而保留少量土壤作業(yè)（國外稱之為“少耕法”），其要點是減少耕作次數(shù)和強度。這種“少耕法”是傳統(tǒng)耕作向“免耕法”轉(zhuǎn)化的過渡型保護(hù)性耕作形式。少耕主要包括深松、淺松及淺旋、淺耙等播前表土整備耕作等。

深松，即使用各式專用機(jī)疏松深層土壤，破除犁底層，加大土壤中氣體和水分上下流通孔隙，提高天然降雨入滲率，增加土壤含水量。 對深松的要求是盡可能減少對土壤上下層結(jié)構(gòu)的翻動，減少對地面植被的破壞。 深松的深度不必太深，只要深度大于耕層厚度、能破除犁底層即可，過深其實是一種浪費。 另外，深松不必每年進(jìn)行，提倡在實施保護(hù)性耕作的第1 年進(jìn)行普遍深松，其后因不再進(jìn)行犁耕，不會形成新的犁底層，就不必年年深松。 關(guān)于深松的間隔年數(shù)“隔3～5 年進(jìn)行1 次”的說法比較含糊，沒有講清“間隔”的道理和如何確定“年數(shù)”。根據(jù)國外資料和國內(nèi)實踐研究有關(guān)介紹，深松間隔年數(shù)應(yīng)主要根據(jù)田間作業(yè)的多寡和土壤緊實程度而定，作業(yè)多、機(jī)具設(shè)備對土壤壓實明顯，致使土壤過于密實時，可進(jìn)行1 次深松或淺松，其后再視情況而定。深松過頻與深松過深一樣，也是一種浪費。

淺松，指耕層內(nèi)的松土作業(yè)，其松土深度不超過耕層厚度。淺松的作用除疏松耕層土壤外，還可除草，是機(jī)械除草的主要形式。淺旋、淺耙，播前表土整備耕作，作用主要是碎土、碎茬和除草，其要點是“淺”，是表土作業(yè)，耕作深度不宜超過5 厘米。 過深地翻攪，尤其是深旋，不利于保持土層的穩(wěn)定，容易殺死蚯蚓，破壞土壤的自然恢復(fù)能力， 還會降低地表的覆蓋度，影響保護(hù)性耕作的防護(hù)耕作的防護(hù)效果。 可以說，淺旋、 淺耙等播前整地作業(yè)有濃厚的傳統(tǒng)耕作味道，是為常規(guī)播種機(jī)順利作業(yè)而采取的不得已做法。隨著通過性能好的新式免耕播種機(jī)的不斷出現(xiàn)，旋、耙等播前表土耕作將會逐漸減少。 所以對新式免耕播種機(jī)的要求，首先是通過性好。能夠在秸稈粉碎覆蓋、高留茬或整秸稈立、臥覆蓋的地塊順利通過；其次是動土要少，只要能保證種子發(fā)芽即可。 目前國內(nèi)開發(fā)了一些采用前置帶狀旋耕裝置來破除播種行秸根茬的免耕播種機(jī)，使用效果不錯，但其帶狀旋耕的工作寬度和深度差異較大。 關(guān)于這個寬度，國外有一種說法是“應(yīng)小于作物行距的1/4”； 帶狀旋耕的深度應(yīng)在5 厘米以內(nèi)，宜淺不宜深，至于種子的播種深度，可由開溝器保證。

由于保護(hù)性耕作實行免耕或少耕，土壤耕作的減少，容易滋生雜草和病蟲害，防治病蟲草害是保護(hù)性耕作技術(shù)體系的重要內(nèi)容，也是大規(guī)模普及保護(hù)性耕作必須考慮的風(fēng)險因素。 其中，病蟲害的影響程度與傳統(tǒng)耕種模式相比并不突出， 而控制雜草是主要矛盾。

控制雜草的措施有兩類：一是化學(xué)除草，二是機(jī)械除草。 采用化學(xué)除草，首先要針對雜草類別及其不同生理階段選擇除草劑，再選擇氣候等因素確定適宜的噴灑時機(jī)，以最低的投入達(dá)到高效除草的目的。 化學(xué)除草還可以免除或減少中耕除草作業(yè)程序。 美國、加拿大等國家就是在解決了化學(xué)除草后，保護(hù)性耕作才得以大面積推廣應(yīng)用。但大范圍采用化學(xué)除草又會引發(fā)出污染問題。 從國外的經(jīng)驗看，一方面是開發(fā)或引進(jìn)新低毒、低殘留高效專用除草劑；另一方面是機(jī)械除草，利用各種形式的除草機(jī)械和表土作業(yè)機(jī)械切斷草根，干擾和抑制雜草的生長，達(dá)到控制或清除雜草的目的。 美國通過這種措施，使除草劑的使用量減少了2/3，使污染問題降低到一個可接受的水平。借鑒國外的經(jīng)驗，我們在推廣保護(hù)性耕作的過程中，要重視合理使用除草劑防治草害， 同時重視利用接茬、倒茬等關(guān)鍵時節(jié)，利用機(jī)械除草手段，抑制和防治草害，降低保護(hù)性耕作發(fā)生草害的危險。

三、 保護(hù)性耕作的技術(shù)模式

保護(hù)性耕作技術(shù)模式根據(jù)機(jī)械化保護(hù)性耕作的技術(shù)要求，結(jié)合建平縣玉米種植方式和規(guī)模，農(nóng)民的接受程度，并注意農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合，確定建平縣一年一熟玉米保護(hù)性耕作采用高留茬覆蓋、碎稈覆蓋兩種技術(shù)模式，相應(yīng)的工藝路線如下：

1.高留茬覆蓋技術(shù)模式

玉米人工摘穗后、割秸稈（留茬高度300 毫米以上）運出—淺旋耕滅茬整地—免耕播種、深施化肥—藥劑或人工控制雜草蟲害—中耕培土。

2.全秸稈粉碎覆蓋技術(shù)模式

（1）玉米聯(lián)合收割機(jī)收獲秸桿直接粉碎還田（隔3 年深松一次）—淺旋處理表土—免耕播種、 深施化肥—藥劑或人工控制雜草蟲害—中耕培土。

（2）人工摘穗—秸稈粉碎還田（隔3 年深松一次）—淺旋處理表土—免耕播種、深施化肥—藥劑或人工控制雜草—中耕培土。

3.保護(hù)性耕作作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及效果

根據(jù)保護(hù)性耕作的技術(shù)要求，制定了建平縣保護(hù)性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 主要是秸稈粉碎莖稈長度不大于10 厘米， 合格率達(dá)到90%以上； 秸稈覆蓋率30%以上；秸稈還田量大于500 千克／畝；淺旋處理表土耕深不超過8 厘米，深松不低于25 厘米，機(jī)械播種、玉米聯(lián)合收獲作業(yè)按農(nóng)藝要求執(zhí)行。 使用的滅草藥劑，選擇適宜本地區(qū)使用的除草劑品種：乙草胺、莠去津，噴施收到了很好的效果。

從機(jī)械作業(yè)情況看，由于嚴(yán)格按保護(hù)性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證了作業(yè)質(zhì)量，建平縣保護(hù)性耕作機(jī)械作業(yè)質(zhì)量好于任何一年，深受農(nóng)民的歡迎。 建平縣冬季風(fēng)多風(fēng)大，為避免粉碎的秸稈被風(fēng)刮走，土壤墑情下降情況，可以把秸稈還田作業(yè)安排在春季進(jìn)行，效果很好，有待探討。秸稈還田量以一般為全部秸稈，秸稈量大的，可運走部分，以表土處理時不拖堆、播種不堵塞為好，秸稈還田的量越多，機(jī)械作業(yè)越困難，但抗旱保墑效果越好，作物增產(chǎn)效果也越好。

四、保護(hù)性耕作項目實施效果

1.經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)多年實施，經(jīng)測產(chǎn)：全秸稈碎桿覆蓋模式比對比田玉米增產(chǎn)64 千克，畝節(jié)本增效112 元；高留茬覆蓋模式比對比田增產(chǎn)17.5 千克， 畝節(jié)本增效80 元。實施保護(hù)性耕作，碎稈覆蓋技術(shù)模式效益要好于高留茬技術(shù)模式。 老官地鎮(zhèn)上地村楊宏承包的150 畝地，實施保護(hù)性耕作四年，體會頗深，2010 年夏季干旱嚴(yán)重， 他的實施保護(hù)性耕作地塊比常規(guī)地塊少澆兩遍水，僅澆水費用就節(jié)省10000 多元。

2.社會效益

實施保護(hù)性耕作，實施保護(hù)性耕作，減少秸稈焚燒，避免火災(zāi)發(fā)生，改善了大氣環(huán)境，減少農(nóng)田揚沙；實施保護(hù)性耕作，減少了作業(yè)環(huán)節(jié)1～2 次，畝少用工4～5 個，減輕了農(nóng)民的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)用工量，加快農(nóng)村勞動力向二三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

3.生態(tài)效益

保護(hù)性耕作每年可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量0.03%～0.04%， 減少地表徑流50%～60%， 增加土壤蓄水量16%～19%，提高水分利用率12%～16%，增加天然降水入滲，大幅度減少地表徑流和無效蒸發(fā)，降低了土壤容重，增加了土壤的空隙度，促進(jìn)了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，增加了土壤的蓄水保墑能力，減少了水土流失，增強了抗旱節(jié)水能力，有效減少農(nóng)田揚沙，保水、保土、保肥、保護(hù)環(huán)境明顯。 發(fā)展保護(hù)性耕作，對于遼寧西部這樣生態(tài)條件較差、半干旱的丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展，意義重大。