基于黃土高原保護(hù)性耕作技術(shù)研究

劉曉東，王 霞，溫嘉琪，陳勉君，羅俊斌，汪彥偉

（1.天水師范學(xué)院生物工程與技術(shù)學(xué)院 甘肅，天水 741000；2.甘肅省天水市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心 甘肅，天水 741000）

黃土高原地區(qū)的特點(diǎn)是土層深厚疏松、地形破碎、平地稀疏等，其地勢(shì)多以坡、墚、峁以及溝壑等組成，且該區(qū)雨量時(shí)間、空間分布極不均勻，雨季集中于6～9月，短時(shí)雨量大導(dǎo)致了黃土高原地區(qū)的土壤極易被保護(hù)沖刷，加速了黃土高原地區(qū)的水土流失。此外，黃土高原的開(kāi)荒種植和廣種低產(chǎn)的種植模式也嚴(yán)重制約黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，這類(lèi)種植方式、開(kāi)墾方式進(jìn)一步加劇了黃土高原地區(qū)的水土流失及土地退化現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，在黃土高原推廣、應(yīng)用及發(fā)展保護(hù)性耕作技術(shù)，具有少動(dòng)土、土壤少裸露的特征，能有效防治該區(qū)水土流失狀況，保持土壤理化性狀及水分含量，對(duì)于保護(hù)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少黃土高原地區(qū)的水土流失面積，防風(fēng)固沙、改變黃土高原地區(qū)落后的面貌具有十分重大的意義。

1 保護(hù)性耕作技術(shù)的概念及發(fā)展

保護(hù)性耕作技術(shù)是美國(guó)在遭遇水土流失和風(fēng)沙危害現(xiàn)象后逐漸發(fā)展起來(lái)的一種環(huán)境友好型耕作模式。它是通過(guò)少耕表層微地形改造技術(shù)、和地表覆蓋合理種植技術(shù)、等綜合配套措施，減少農(nóng)田水土流失，保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)。其核心技術(shù)包括少耕、免耕、等高耕作、溝壟耕作、殘茬覆蓋栽培、秸稈覆蓋等農(nóng)田土壤表層耕作技術(shù)及其配套專(zhuān)用工具等。配套技術(shù)包括綠色覆蓋種植、輪作、帶狀種植、復(fù)種、合理密植、沙化草地恢復(fù)和農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)等。保護(hù)性耕作技術(shù)的主要內(nèi)容是以秸稈覆蓋、少耕或免耕播種、深松和地表害蟲(chóng)綜合治理為主要內(nèi)容的現(xiàn)代科學(xué)耕作技術(shù)體系。因此，保護(hù)性耕作技術(shù)不僅具有改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤有機(jī)質(zhì)、節(jié)水保墑、增加成本、提高農(nóng)田生產(chǎn)力的功能，還具有減少溫室氣體排放、降低能源消耗、抑制農(nóng)田退化等環(huán)境效益。保護(hù)性耕作技術(shù)最初始于1934年“黑風(fēng)暴”事件，1935年由土壤保護(hù)局正式提出，保護(hù)性耕作技術(shù)共經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展：第一個(gè)階段20世紀(jì)30～40年代，保護(hù)性耕地技術(shù)包括少耕、免耕及深松技術(shù)，同時(shí)推廣了不翻土的農(nóng)耕器具；第二階段是20世紀(jì)50～70年代，機(jī)械化免耕秸稈覆蓋技術(shù)蓬勃發(fā)展。由于這一階段作物減產(chǎn)明顯，該階段技術(shù)推廣緩慢。第三階段是從20世紀(jì)80年代至今，隨著保護(hù)性耕作機(jī)械的不斷完善，種植結(jié)構(gòu)和除草劑的不斷調(diào)整，保護(hù)性耕作技術(shù)的逐漸成熟，土壤處理、覆蓋技術(shù)、機(jī)械配套、除草技術(shù)和種植系統(tǒng)等核心技術(shù)的普遍認(rèn)可，保護(hù)性耕作技術(shù)在全球的廣泛應(yīng)用和推廣。

2 黃土高原地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)的應(yīng)用的現(xiàn)狀及問(wèn)題

2.1 黃土高原地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

黃土高原地區(qū)首次引進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù)始于20世紀(jì)90年代，隨著當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)種植技術(shù)的進(jìn)步，西南、華北、東北及南方等地區(qū)均進(jìn)行了符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境特色的保護(hù)性耕作技術(shù)，然而，有黃土高原地區(qū)擁有溝壑相間的地理狀況，導(dǎo)致了黃土高原地區(qū)的保護(hù)性耕作技術(shù)無(wú)法規(guī)?；貙?shí)施機(jī)械化種植，大多數(shù)需要依賴(lài)人工實(shí)現(xiàn)，這在很大程度上限制了保護(hù)性耕作技術(shù)的廣泛推廣和實(shí)施?，F(xiàn)階段黃土高原地區(qū)實(shí)施保護(hù)性耕作技術(shù)的設(shè)計(jì)原則和主要內(nèi)容可以概括為四個(gè)方面：首先，黃土高原地區(qū)實(shí)行少耕免耕的耕作技術(shù)，完全摒棄了傳統(tǒng)的人工農(nóng)具，改善了多次耕翻土壤的傳統(tǒng)耕作方式；其次，黃土高原地區(qū)利用農(nóng)作物秸稈進(jìn)行土壤覆蓋和殘茬覆蓋，很好地保護(hù)了地表，不僅有效地提升了土壤的肥力，還還大大提高了天然降雨的利用率，減弱了水蝕和風(fēng)蝕的強(qiáng)度，降低了黃土高原水分的無(wú)效蒸發(fā)；再者，減少機(jī)械化作業(yè)次數(shù)和投入成本，盡可能低的進(jìn)行土壤擾動(dòng)；最后，傳統(tǒng)的耕作技術(shù)被機(jī)械耕層作業(yè)所取代，通過(guò)改善后的少毒或無(wú)毒除草劑對(duì)于雜草進(jìn)行控制，降低了除草劑對(duì)于土壤的生態(tài)環(huán)境的危害。目前黃土高原主要的保護(hù)性耕作技術(shù)有：免耕、傳統(tǒng)耕作秸稈還田、免耕秸稈覆蓋、地膜覆蓋、免耕地膜覆蓋和傳統(tǒng)耕作等。

2.2 黃土高原地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)存在的主要問(wèn)題

首先，黃土高原部分省份有個(gè)別市縣未推廣保護(hù)性耕作技術(shù)，其保護(hù)性耕作技術(shù)實(shí)施規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不健全。由于黃土高原不同地區(qū)之間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的巨大差異，尤其是不同地區(qū)的地貌、田塊大小、種植制度和種植習(xí)慣等存在著較為明顯的差異，因此，黃土高原地區(qū)的不同省、市、縣均結(jié)合本地實(shí)際情況推出了符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展的保護(hù)性耕作技術(shù)，也推廣及普及了一系列的保護(hù)性耕作技術(shù)實(shí)施規(guī)范及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，但是，目前尚有部分地區(qū)未出臺(tái)相應(yīng)的保護(hù)性耕作技術(shù)實(shí)施方案，嚴(yán)重影響了保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣；其次，黃土高原地區(qū)較少地采用保護(hù)性耕作整體技術(shù)系統(tǒng)。保護(hù)性耕作技術(shù)總體技術(shù)體系包括秸稈覆蓋技術(shù)、少耕免耕播種技術(shù)、深松技術(shù)和病蟲(chóng)害綜合防治技術(shù)等。然而，在目前黃土高原地區(qū)采用的保護(hù)性耕作技術(shù)中，大多數(shù)地區(qū)的保護(hù)性耕作技術(shù)僅僅是選擇其中一兩項(xiàng)技術(shù)，且多集中于秸稈覆蓋及少耕免耕，對(duì)于深松技術(shù)的應(yīng)用較少，由于保護(hù)性耕作技術(shù)中許多技術(shù)是相輔相成而存在的，只有采用整套的保護(hù)性耕作技術(shù)整體系統(tǒng)，才可以最大程度上發(fā)揮保護(hù)性耕作技術(shù)的生態(tài)效益及生態(tài)效益；最后，配套保護(hù)性耕作技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械和技術(shù)推廣體系不完善。保護(hù)性耕作技術(shù)是以機(jī)械化為基礎(chǔ)的。黃土高原的農(nóng)民更多地采用秸稈覆蓋和旋耕，機(jī)械化普及率較低。主要原因是秸稈還田機(jī)和旋耕機(jī)在部分地區(qū)普及率較高。因此，黃土高原地區(qū)必須加強(qiáng)對(duì)于其他機(jī)械化農(nóng)機(jī)具的普及推廣率，普及推廣與保護(hù)性耕作技術(shù)相關(guān)的信息、政策等保障體系，使得保護(hù)性耕作技術(shù)在黃土高原地區(qū)得到進(jìn)一步的應(yīng)用、推廣及普及。

3 黃土高原保護(hù)性耕作技術(shù)的發(fā)展對(duì)策

3.1 提升黃土高原地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)的科技支撐力度

經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的研究及探索，黃土高原地區(qū)的保護(hù)性耕地技術(shù)模式已經(jīng)基本成熟，與保護(hù)性耕作技術(shù)相配套的機(jī)械性農(nóng)機(jī)具及保護(hù)性耕作技術(shù)模式已基本成熟，相關(guān)耕作器具及農(nóng)機(jī)具也已經(jīng)基本形成相關(guān)系列，并在黃土高原地區(qū)得到了推廣及落實(shí)，但是，在黃土高原部分地區(qū)，對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械和工具，農(nóng)民仍然使用不標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)模式、不了解以及配套農(nóng)機(jī)具無(wú)法滿(mǎn)足農(nóng)戶(hù)的基本耕作需求等問(wèn)題，所以，為了保證黃土高原地區(qū)全面貫徹落實(shí)保護(hù)性耕作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)性耕作技術(shù)在黃土高原地區(qū)的大規(guī)模大范圍推廣應(yīng)用，政府需要提升黃土高原地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度及農(nóng)機(jī)具的科技含量及機(jī)械化水平，提高黃土高原農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)技術(shù)中保護(hù)性耕作技術(shù)的科技支撐能力，提高黃土高原農(nóng)民對(duì)保護(hù)性耕作技術(shù)的應(yīng)用效果，以保護(hù)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少黃土高原地區(qū)的水土流失面積。

3.2 向農(nóng)戶(hù)培訓(xùn)科學(xué)有效的保護(hù)性耕作技術(shù)方式

保護(hù)性耕作技術(shù)是一種新型的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)，然而保護(hù)性耕作技術(shù)的普及及推廣，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，首先需要通過(guò)5～7年的時(shí)間對(duì)于保護(hù)性耕作技術(shù)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及示范，檢驗(yàn)保護(hù)性耕作技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的作用，并自覺(jué)將保護(hù)性耕作技術(shù)應(yīng)用到具體實(shí)踐中，但是，由于黃土高原地區(qū)的農(nóng)民受教育程度不同，因此，在推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的過(guò)程中，為了促進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣應(yīng)用，政府需要加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的培訓(xùn)和教育，嚴(yán)格按照“試驗(yàn)——示范——推廣”的步驟推廣保護(hù)性耕作技術(shù)，加深當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)保護(hù)性耕作技術(shù)的了解，發(fā)揮保護(hù)性耕作技術(shù)的示范作用，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民清楚地認(rèn)識(shí)到保護(hù)性耕作技術(shù)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)他們使用保護(hù)性耕作技術(shù)的意愿。此外，地方政府還要通過(guò)多種渠道對(duì)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)進(jìn)行培訓(xùn)及引導(dǎo)，向其宣傳科學(xué)有效的保護(hù)性耕作技術(shù)方式，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)能夠熟練掌握保護(hù)性耕作技術(shù)的操作規(guī)范，保護(hù)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少黃土高原地區(qū)的水土流失面積。

3.3 提升農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)的保護(hù)性耕作技術(shù)服務(wù)能力

農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)的服務(wù)能力是保證保護(hù)性耕作技術(shù)推廣及落實(shí)的重要保障，農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥?、水、肥?wèn)題及病蟲(chóng)害變化規(guī)律，調(diào)整當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)性耕作技術(shù)，并指出比較科學(xué)的保護(hù)性耕作技術(shù)，指出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物種植方式，同時(shí)，農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐谋Ｗo(hù)性耕作技術(shù)向本地區(qū)推廣必要的機(jī)械作業(yè)設(shè)備，普及相關(guān)的機(jī)械化作業(yè)問(wèn)題及知識(shí)，使農(nóng)藝及農(nóng)機(jī)科學(xué)有效地結(jié)合，有效促進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù)在當(dāng)?shù)氐耐茝V應(yīng)用。由于黃土高原地區(qū)基層農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)的建設(shè)比較滯后，其部門(mén)的推廣能力也相對(duì)落后。因此，有必要提高黃土高原農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)保護(hù)性耕作技術(shù)的服務(wù)能力，為黃土高原保護(hù)性耕作技術(shù)的大規(guī)模推廣打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)、搭建保護(hù)性格耕作技術(shù)在黃土高原地區(qū)的推廣平臺(tái)，保護(hù)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少黃土高原地區(qū)的水土流失面積。

3.4 預(yù)防解決化學(xué)藥劑的污染危害問(wèn)題

在傳統(tǒng)的耕作方式中，深翻及噴灑化學(xué)藥劑是預(yù)防農(nóng)作物病蟲(chóng)害問(wèn)題的有效手段，但是，保護(hù)性耕作技術(shù)貫徹落實(shí)后，深翻耕作技術(shù)被禁止使用。為了預(yù)防農(nóng)作物的病蟲(chóng)害及雜草問(wèn)題，化學(xué)藥劑在農(nóng)作物種植方面大量使用，隨著化學(xué)藥劑使用量的增加，黃土高原地區(qū)的土壤及地下水問(wèn)題成為了保護(hù)性耕作技術(shù)普及推廣所必須提前預(yù)防及解決的問(wèn)題。因此，促進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù)在黃土高原地區(qū)的普及推廣，必須提前預(yù)防和解決化學(xué)品過(guò)量使用造成的污染和危害問(wèn)題，保護(hù)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少黃土高原地區(qū)的水土流失面積。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在新形勢(shì)下地方政府除了需要關(guān)注黃土高原地區(qū)農(nóng)作物的生產(chǎn)效益以外，還需要科學(xué)地權(quán)衡黃土高原地區(qū)的生態(tài)良好問(wèn)題，黃土高原地區(qū)的農(nóng)作物生產(chǎn)行業(yè)不僅肩負(fù)著保障國(guó)家糧食安全的使命，還需要重視地區(qū)的生態(tài)保護(hù)問(wèn)題，通過(guò)提升黃土高原地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)的科技支撐力度、向農(nóng)戶(hù)培訓(xùn)科學(xué)有效的保護(hù)性耕作技術(shù)方式、提高農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)保護(hù)性耕作技術(shù)的服務(wù)能力以及預(yù)防解決化學(xué)藥劑的污染危害問(wèn)題，保護(hù)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少黃土高原地區(qū)的水土流失面積。