甘肅河西地區(qū)保護性耕作應(yīng)用情況初步調(diào)查

李銀科，李菁菁，周蘭萍，張進虎，鄭慶鐘，劉光武，張芝萍

(甘肅省治沙研究所 甘肅省荒漠化與風(fēng)沙災(zāi)害防治國家重點實驗室培育基地，甘肅 蘭州 730070)

保護性耕作是人類在遭受嚴重土壤侵蝕(包括風(fēng)蝕和水蝕)危害后，從保護耕地和治理沙塵暴角度出發(fā)逐漸研究和發(fā)展起來的一項新型水土保持耕作技術(shù)[1]。該技術(shù)以作物秸稈根茬覆蓋地表、少耕和免耕為中心內(nèi)容，土壤結(jié)構(gòu)不受破壞，能夠大幅度減輕田間揚沙和水土流失，在防治沙塵暴和土地沙漠化中起著突出作用，是一種有效防止風(fēng)蝕、保持水土、增加土壤肥力的新型耕作方式，已被廣泛應(yīng)用于北方旱區(qū)，并帶來了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟效益[2-3]。

甘肅從2000年開始進行保護性耕作技術(shù)試驗示范，之后逐步推廣擴大保護性耕作面積，截至2015年底，保護性耕作示范推廣面積已達到了23.3萬hm2，各類保護性耕作機具推廣了2.9萬臺(套)[4]。甘肅省保護性耕作示范推廣區(qū)域主要分布在河西冷涼風(fēng)沙灌區(qū)和中東部黃土丘陵溝壑區(qū)[5]。

河西地區(qū)是我國重要的商品糧基地之一，也是我國三大沙塵源區(qū)之一。農(nóng)田是沙塵的重要源地，保護性耕作可以有效遏制土壤風(fēng)蝕。河西地區(qū)已推廣應(yīng)用保護性耕作10多年，其發(fā)展現(xiàn)狀如何？群眾是否樂意接受？群眾使用哪種保護性耕作模式？還存在什么問題？這些問題都將影響保護性耕作的持續(xù)發(fā)展。鑒于此，我們對河西地區(qū)保護性耕作應(yīng)用現(xiàn)狀進行了調(diào)查，以期為該區(qū)保護性耕作的持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

甘肅河西地區(qū)深處內(nèi)陸腹地，位于黃土高原、青藏高原和內(nèi)蒙古高原三大高原的過渡地帶，冬季寒冷，夏季酷熱，晝夜溫差大，年降水量36～180 mm，年蒸發(fā)量1 500～3 360 mm，氣候干燥，屬于典型的溫帶大陸性荒漠氣候。該區(qū)光熱和土地資源豐富，風(fēng)大沙多，年平均風(fēng)速1.8～5.1 m/s，主風(fēng)向為西北風(fēng)，風(fēng)沙活動集中在3—5月份；年平均氣溫5.0～9.5 ℃，年最低氣溫-26.3～-35.6 ℃，年最高氣溫28.1～41.7 ℃，≥10 ℃年積溫1 700～3 100 ℃，無霜期110～180 d，年日照時數(shù)2 500～3 347 h。地帶性土壤有棕漠土、灰棕漠土、灰漠土等，農(nóng)田土壤因長期灌溉而成為灌漠土。

2 調(diào)查方法

2016年5月，對河西地區(qū)的武威、金昌、張掖、酒泉等地的保護性耕作情況進行了走訪調(diào)查，到田間向農(nóng)民群眾進行了詢問、了解，詢問內(nèi)容有：當(dāng)?shù)貙嵤┍Ｗo性耕作的年限、比例、類型，保護性耕作連續(xù)應(yīng)用年限及種植的作物種類，保護性耕作的優(yōu)缺點及其對產(chǎn)量和地力的影響，對保護性耕作的評價等。

3 結(jié)果與分析

3.1 河西地區(qū)保護性耕作的類型

河西地區(qū)保護性耕作類型單一，基本上是覆膜留茬免耕。應(yīng)用保護性耕作的時間為3年至10多年不等，其中3～5年的占26.3%，6～9年的占31.6%，10年及以上的占42.1%，說明新增比例逐漸減小，增加緩慢；應(yīng)用保護性耕作種植的農(nóng)田面積占當(dāng)?shù)厝扛孛娣e比例最高的達到90%，也有不使用保護性耕作的地區(qū)，其中，保護性耕作應(yīng)用面積比例為0、<10%、10%～30%、30%～60%、60%～90%的村分別占8.4%、33.3%、25.0%、20.8%、12.5%，說明大部分地區(qū)保護性耕作應(yīng)用比例較小。

3.2 保護性耕作下的種植制度

河西保護性耕作種植作物大多為玉米，占保護性耕作面積的68.4%，其次為茴香(占15.8%)、葵花(占10.5%)，小麥、豆類、菜薹、胡麻和蘿卜等作物總共占5.3%。保護性耕作種植一般在玉米茬地進行，玉米茬占所有作物茬面積的比例為73.7%，其余作物茬按比例多少由大到小排序依次為葵花、菜薹、棉花、葫蘆、辣椒、蘿卜等。保護性耕作連續(xù)種植年限大部分為2年，其中有42.1%的地區(qū)連續(xù)種植可到3年，10.5%的地區(qū)最長連續(xù)種植年限可到4年，但只限于種植玉米。

3.3 群眾的評價

河西保護性耕作措施對作物產(chǎn)量基本沒有影響或稍有影響，57.9%的受訪者認為沒有任何影響，31.6%的人認為對產(chǎn)量沒有影響或使某種作物有所增產(chǎn)，如玉米、葵花、第二年小麥，10.5%的人認為對產(chǎn)量沒有影響或使某種作物略有減產(chǎn)，如葵花、小麥。73.7%的受訪者認為保護性耕作對耕地質(zhì)量沒有影響，26.3%的受訪者認為時間長了耕地會變僵。78.9%的受訪者認為保護性耕作的優(yōu)點是省工、省地膜、成本低，21.1%的人認為雖然耕作省工、省地膜，但并沒有降低成本，原因一是田間雜草多導(dǎo)致除草費工，二是不能機械化播種、收獲導(dǎo)致費工。所有的受訪者都認為保護性耕作的缺點是田間雜草多，其中有31.6%的人認為缺點還有化肥利用率低、施肥量稍大，有26.3%的人認為不能實行機械化作業(yè)導(dǎo)致不能大面積應(yīng)用。群眾對保護性耕作的評價大多為好或可以，5.3%的受訪者覺得很好，42.1%的受訪者覺得好，47.4%的受訪者覺得還可以，還有5.3%的受訪者覺得不行。

4 討論與結(jié)論

保護性耕作是用秸稈殘茬(包括地膜等材料)覆蓋地面，盡量減少耕作次數(shù)和對土壤的擾動，或是創(chuàng)造地表微地形，增加地面粗糙度，達到既能保土保水保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，又能保證農(nóng)作物苗齊、苗壯和正常生長的目標(biāo)，最終實現(xiàn)高產(chǎn)高效的一種耕作技術(shù)，其技術(shù)措施包括免耕、少耕、留茬、秸稈還田等。不同地域的氣候、土壤、經(jīng)濟、社會、作物類型和熟制等不同，保護性耕作技術(shù)種類也不同[6]。本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，河西地區(qū)保護性耕作類型單一，只有覆膜留茬免耕模式，即為了節(jié)省地膜和勞力，覆膜種植的作物收獲后，不取膜，不滅茬，不耕地，下年在殘茬旁繼續(xù)播種。以上提到的保護性耕作均為這種免耕模式。為延長地膜使用壽命，民勤部分地區(qū)在地膜上面覆一層土或?qū)⒖ń斩捴苯訅涸诘啬ど戏乐勾箫L(fēng)將地膜吹破。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展，農(nóng)田耕作方式也發(fā)生了重大變化，除免耕外，和以前每年翻耕2～3次相比，現(xiàn)在的耕作每年只翻耕1次，或每年旋耕1次、2～3年深松1次，鏵式翻耕的使用逐漸減少，旋耕機和深松機的使用逐漸普遍，而這也是保護性耕作機械推廣應(yīng)用的一部分。這說明現(xiàn)在的耕作正逐漸向少耕轉(zhuǎn)變，但由于地表沒有覆蓋，或只是在作物生長期有地膜覆蓋，沒有留茬或秸稈覆蓋，所以這還不屬于真正意義上的保護性耕作。

河西地區(qū)保護性耕作推廣10余年來，各地陸續(xù)采用，但新增比例有減小的趨勢，目前各地應(yīng)用的比例普遍較低。調(diào)查區(qū)覆膜種植的作物主要是玉米，所以覆膜留茬免耕最為普遍的種植模式為玉米—玉米，但制種玉米沒有采用免耕模式。民勤地區(qū)種植經(jīng)濟作物較多，均為覆膜種植，使用免耕的比例最高，模式也較多，主要有玉米—茴香(玉米)、玉米—小麥—玉米、葵花—玉米(茴香)等。免耕連續(xù)種植的年限大多為2～3年，也因種植的作物不同而不同，民勤地區(qū)有群眾將玉米連續(xù)覆膜留茬免耕4年也不減產(chǎn)，其他作物第3年則開始減產(chǎn)。

覆膜留茬免耕對作物產(chǎn)量的影響具有正向積極的作用，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)玉米產(chǎn)量增加較多，其他作物則有增有減，但增減幅度較小。研究表明，安徽省水稻種植戶采用保護性耕作技術(shù)對稻谷單產(chǎn)水平也具有正向積極的作用[7]。由于具有省工、省地膜、成本低等優(yōu)點，因此大多數(shù)農(nóng)民群眾對保護性耕作的評價較好。在河南省的調(diào)查顯示，83%的農(nóng)戶對保護性耕作持肯定態(tài)度[8]。至于為何河西地區(qū)保護性耕作推廣了10余年，應(yīng)用的比例還較低，而且新增加的比例呈減小趨勢，原因有：①缺乏相應(yīng)的播種機，目前普遍使用的是半人工半機械播種機，效率較低，不能大面積播種；②沒有相應(yīng)的收割機，普通收割機會破壞地膜，使地膜不能重復(fù)使用，這是覆膜留茬免耕不能大面積應(yīng)用的最大限制因素；③田間雜草多，除草較費工，而使用除草劑會影響作物幼苗的正常生長；④地膜寬度也會影響播種，窄膜上第一年作物殘茬已占據(jù)大部分空間而不便第二年播種，寬膜上則有足夠空間進行下年播種。地膜寬度的選擇也是人們的習(xí)慣，有些地區(qū)習(xí)慣使用窄膜，有些地區(qū)則習(xí)慣用寬膜。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用覆膜留茬免耕種植的玉米均為大田玉米，沒有制種玉米，張掖地區(qū)種植制種玉米的比例很高，全部使用窄膜，而且制種玉米種植規(guī)模大，需要機械化收獲，這就限制了免耕的應(yīng)用。

為增加調(diào)查區(qū)保護性耕作的應(yīng)用比例，今后需要加強以下幾個方面的工作：一是研制適合當(dāng)?shù)乇Ｗo性耕作種植模式的播種機和收割機，將地膜的規(guī)格和播種機、收割機相統(tǒng)一，實現(xiàn)鋪膜、播種、收獲一體化、標(biāo)準(zhǔn)化；二是研發(fā)作物專用除草劑，使除草劑對作物幼苗的影響降到最低；三是做好保護性耕作的宣傳工作。

河西地區(qū)氣候干旱、年均溫較低，秸稈分解速度慢，保護性耕作地表秸稈覆蓋不宜多，較多的秸稈殘留分解不完全會影響播種，所以該區(qū)逐漸形成了只留殘茬的覆膜免耕保護性耕作模式，該模式在作物非生長季有地膜和殘茬覆蓋地表，對土壤起到了很好的防風(fēng)蝕作用，環(huán)境效應(yīng)非常好。

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