保護性耕作實施現(xiàn)狀及發(fā)展策略

寶雞市鳳翔區(qū)農(nóng)業(yè)宣傳信息培訓(xùn)中心 王憶維 郭曉紅 高彤

1 保護性耕作的意義

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式一般是先通過液壓翻轉(zhuǎn)犁進行土壤深翻，隨后利用驅(qū)動耙、旋耕機來精細化耕整。目前，為了搶時播種，只留下了旋耕作業(yè)，長此發(fā)展土壤表層細碎化嚴重，深層形成了厚實的犁底層，一方面，這嚴重影響了農(nóng)作物的正常生長；另一方面還大大加劇了土壤風(fēng)化以及水土流失的現(xiàn)象，造成生態(tài)破壞。保護性耕作的研究起源于20世紀30年代，我國是從20世紀60年代開始引進并研究保護性耕作技術(shù)。保護性耕作的核心就是一方面通過機械化深松作業(yè)，減少耕作次數(shù)，在打破犁底層的同時保護土層結(jié)構(gòu)不受破壞，提高了土地蓄水保墑的能力；另一方面利用機械化秸稈還田技術(shù)，將上一季作物殘留的秸稈粉碎平鋪在地表，可有效減少土壤的風(fēng)化侵蝕，減少地表徑流，蓄水保墑?？傮w來講，保護性耕作技術(shù)就是在保證種子能夠發(fā)芽的基礎(chǔ)上，通過少耕，免耕，化學(xué)除草、除蟲，并盡可能保持農(nóng)作物秸稈覆蓋地表，來達到減少土壤風(fēng)蝕及水土流失，增加土壤的有機質(zhì)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)。

2 陜西省保護性耕作的主要技術(shù)內(nèi)容

2.1 陜西省概況

陜西省歷史悠久，是中華文明的重要發(fā)祥地之一。陜西省位于中國西北部，全省縱跨黃河、長江兩大流域；境內(nèi)氣候差異大，由北向南漸次過渡為溫帶、暖溫帶和北亞熱帶。降水南多北少。全省糧食播種面積3076.53千公頃，其中夏糧1223.07千公頃，秋糧1853.47千公頃。糧食總產(chǎn)量1197.8萬噸。

2.2 一年一熟模式保護性耕作技術(shù)配套

陜西省一年一熟主要是冬小麥的保護性耕作體系，其主要關(guān)鍵環(huán)節(jié)是機械化收獲—機械化秸稈處理—機械化深松—休耕期管理—播前地表處理—機械化播種—田間管理。

2.2.1 機械化收獲

機械化收獲一般是由聯(lián)合收割機來完成。需要注意的是，實施保護性耕作，地表秸稈高度應(yīng)在10CM一下，而且收割機需帶有秸稈粉碎功能。粉碎后的秸稈應(yīng)當(dāng)均勻的平鋪在地表，如有秸稈堆積的現(xiàn)象，則應(yīng)該人工處理；如果收獲機沒有秸稈粉碎功能，則應(yīng)當(dāng)利用秸稈粉碎還田機再次進行處理。為使粉碎秸稈拋灑更均勻，減少人工消耗，筆者在此建議推廣使用縱軸流型谷物聯(lián)合收獲機。

2.2.2 機械化秸稈處理

為使后續(xù)的農(nóng)機深松及下一年的播種作業(yè)順暢，一般情況下還需再次進行機械化秸稈粉碎處理工作。機具可選擇甩刀式或者錘爪式秸稈粉碎還田機?？蛇x擇在休耕期第一輪降雨后，雜草高度10cm左右時進行，既可以粉碎秸稈，也可以進行除草，增加土壤有機質(zhì)。

2.2.3 機械化深松

為了避免秸稈堆積堵塞，所以機械化深松應(yīng)當(dāng)在秸稈粉碎后進行。黏質(zhì)土壤以及犁底層比較厚，不能儲存雨水的土地應(yīng)當(dāng)進行深松作業(yè)。需要注意的是，深松作業(yè)深度應(yīng)當(dāng)超過35cm，作業(yè)后地表不應(yīng)有隆起或者墑溝，建議使用帶有翼鏟的4鏟深松機，配套大馬力拖拉機使用。

2.2.4 休耕期除草

保護性耕作最大的弊端就是因為少耕、免耕導(dǎo)致病蟲害的發(fā)生。相較于普通的耕作方式，保護性耕作應(yīng)更加注重病蟲害的防治。

7月到9月，在北方一般是雨季，在此季節(jié)，田中雜草較多。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)田中雜草的生長情況進行除草工作。除草可人工除草、機械除草，也可以使用化學(xué)藥劑除草。需要注意的是，由于地表秸稈覆蓋較多，因此使用化學(xué)藥劑除草時應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加大劑量。

2.2.5 播前地表處理

實施保護性耕作在播種前會面臨以下三個方面的問題：（1）由于未經(jīng)過翻耕及旋耕，土壤比重較大，機具作業(yè)時阻力變大。（2）地表秸稈覆蓋可能會造成機具堵塞，導(dǎo)致地表秸稈堆積不均。（3）上一季作業(yè)時，機具過后極易在地表留下溝壑，地表不平，因此，實施保護性耕作，播種前的處理很有必要。實施機械化地表處理，可選擇帶有缺口圓盤耙、彈齒耙的聯(lián)合整地機，如果地表嚴重不平，可適用旋耕機進行淺耕。聯(lián)合整地機在作業(yè)時除了可實現(xiàn)松土、平地、除草之外，還會將部分小麥秸稈混到圖中，這樣也有利于播種機的通過；需要注意的是，如果土壤含水量較大時，使用圓盤耙進行作業(yè)時，地中會產(chǎn)生較大的土塊，為了避免這種情況的產(chǎn)生，機具應(yīng)配備鎮(zhèn)壓器進行鎮(zhèn)壓合墑碾碎土塊。在進行地表處理過后，可有效降低表層土壤的容重，可降低播種機具40%的開溝阻力，有效降低對播種機具的要求。

2.2.6 機械化播種

播種機具配套必須使用帶有施肥功能的免耕播種機，播種機的質(zhì)量直接關(guān)系著播種質(zhì)量，因此免耕播種機的性能是作業(yè)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。播種深度一般為3cm左右，化肥的施用主要跟播種機相關(guān)，主要有垂直分施、水平分施、側(cè)深施等幾種方式，總體來講，施肥量應(yīng)超過10kg每畝，并且要求種子與化肥的垂直距離達到4cm以上，施肥量越大，距離也應(yīng)當(dāng)越大，防止造成燒苗的現(xiàn)象?；实倪x擇應(yīng)為顆粒肥，為了防止肥料結(jié)塊堵塞，添加前應(yīng)仔細檢查。種子應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)良種，發(fā)芽率在90%以上，具有較高的純凈度；為減少病蟲害，播前還應(yīng)根據(jù)情況進行藥劑拌種。

2.2.7 田間管理

田間管理主要是植物保護以及灌溉，灌溉還根據(jù)傳統(tǒng)模式進行即可，在此筆者主要介紹植物保護。植物保護主要是除草以及病蟲害的控制，保護性耕作最主要的問題就是病蟲害防治，一半多在冬小麥返青后，因此在此時節(jié)要多多注意觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，包括不限于施加化學(xué)藥劑、中耕處理等措施。

2.3 一年兩熟模式保護性耕作技術(shù)配套

一年兩熟模式相比于一年一熟模式增加了一季玉米的種植。其總體技術(shù)環(huán)節(jié)為：玉米機械化收獲—機械化秸稈還田—機械化深松—機械化地表處理—機械化小麥免耕播種—田間管理—小麥機械化收獲—秸稈粉碎—地表處理—機械化玉米免耕播種—田間管理。大部分環(huán)節(jié)與上文標(biāo)準(zhǔn)相同，本環(huán)節(jié)只針對玉米環(huán)節(jié)。

2.3.1 機械化玉米收獲

目前，玉米收獲機技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟，玉米收獲機質(zhì)量以及秸稈還田質(zhì)量能夠過關(guān)，需要注意的是，玉米苞皮由于韌性較大且不易腐爛，所以不要留在地中，或者選用可以粉碎玉米苞皮的收獲機品類。需要注意的是，在機具作業(yè)時，為保證秸稈粉碎效果，還田機的高度應(yīng)當(dāng)盡可能放低，這也需要地表的平整、沒有石塊。

2.3.2 秸稈處理

按照保護性耕作實施要求，整桿覆蓋和秸稈還田都可滿足秸稈覆蓋的要求。但是由于玉米秸稈較高，整桿覆蓋則會嚴重影響下一季的播種，因此還是建議秸稈還田。秸稈還田的標(biāo)準(zhǔn)是地中沒有整桿，也沒有裸露的玉米根。秸稈粉碎還田后可用大型聯(lián)合整地機進行處理，例如重型缺口圓盤耙，可將部分秸稈混入土中，降低土壤容重。

2.4 陜西省保護性耕作實施情況

自2002年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部啟動保護性耕作示范以來，陜西省認真謀劃、扎實組織實施保護性耕作技術(shù)示范，自2008年以來每年投入300萬源用于保護性耕作的示范，在陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)、丘陵溝壑區(qū)、渭北黃土高原、關(guān)中灌區(qū)幾個農(nóng)業(yè)去建立了示范點。僅在“十二五”期間，就累計實施了2900多萬畝保護性耕作，增產(chǎn)糧食達到了11億多公斤。建立了技術(shù)研究和應(yīng)用效果檢測基地，形成了適合陜西省各地區(qū)使用的技術(shù)配套模式。綜合結(jié)果來看，陜西省實施保護性耕作可明顯提升地力，有效改善了土壤團粒結(jié)構(gòu)，增加土壤有機質(zhì)，減少了33%的地表徑流和48%的農(nóng)田揚塵。實施秸稈覆蓋還田還有效地改善了農(nóng)村生產(chǎn)生活環(huán)境，促進了鄉(xiāng)村振興。

3 保護性耕作未來的發(fā)展策略

3.1 保護性耕作目前所面臨的問題

3.1.1 觀念認識上的不足

保護性耕作技術(shù)起源自美國，與我國長久流傳的農(nóng)業(yè)耕作習(xí)慣及管理模式有著較大的不同，而且，實施保護性耕作收獲的效益是長期所帶來的，不是立竿見影的，因此，廣大農(nóng)民對于該項技術(shù)的認可度不一。

3.1.2 技術(shù)裝備的欠缺

實施保護性耕作需要一系列專業(yè)的機械設(shè)備，比如：大馬力拖拉機、專用深松機、秸稈還田機、免耕播種機、整地機等，這些機具設(shè)備的質(zhì)量以及機手作業(yè)質(zhì)量直接影響著技術(shù)的實施效果。從目前情況來看，市場上，這些機械設(shè)備種類較多，但是質(zhì)量良莠不齊。例如大馬力拖拉機，功率虛標(biāo)、質(zhì)量差的問題一直存在，而深松作業(yè)也同樣是狀況百出。一是機具質(zhì)量不過關(guān)，強度及作業(yè)深度均不符合標(biāo)準(zhǔn)；二是由于缺少有效地監(jiān)管，作業(yè)機手“取巧”導(dǎo)致深松深度不合格的現(xiàn)象也大有發(fā)生。

3.1.3 技術(shù)模式的弊端所帶來的問題

一方面，保護性耕作的少耕、免耕面臨著雜草控制、病蟲害的防治以及水肥的管理等問題，尤其是病蟲草害的防治。一方面，保護性耕作加劇了病蟲草害的發(fā)生，這更容易加大農(nóng)民用戶們的抗拒心理；另一方面，目前保護性耕作防治病蟲草害最常用的方法就是加大化學(xué)藥劑的使用量，這與我國減少化學(xué)防治、打造綠色農(nóng)業(yè)的理念相背馳。

由于玉米秸稈的覆蓋量過大，影響小麥出苗的問題十分突出。理論上，實施保護性耕作，一方面玉米秸稈覆蓋在地表上可有效防止風(fēng)蝕、水蝕；另一方面，玉米秸稈腐爛還可以增加土壤的有機質(zhì)，提升土壤肥力，但是由于秋冬季節(jié)氣溫較低，缺少雨水，甚至土壤被封凍，地表的玉米秸稈很難腐化，嚴重影響了小麥的出苗。該問題至今也沒有從根本上得到解決，也成了推廣實施保護性耕作的瓶頸。

3.2 保護性耕作的發(fā)展策略

3.2.1 創(chuàng)新技術(shù)模式

單一的保護性耕作模式遠遠滿足不了我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)的需要。因此，通過研究現(xiàn)有保護性耕作技術(shù)模式的缺陷，采取成熟有效的措施來補救很有必要。例如，為翻埋肥料、秸稈、雜草以及消滅害蟲的卵，減少化學(xué)藥劑的使用，增加營養(yǎng)土層的厚度，機械化深松可與深翻相結(jié)合，在實施保護性耕作的基礎(chǔ)上，3到4年深翻一次，加深耕層，熟化土壤，使耕層厚而疏松，土壤中的水、肥、氣、熱相互協(xié)調(diào)，利于種子發(fā)芽。還可以掩埋有機肥料，清除殘茬雜草、消滅寄生在土壤中或者殘茬中的害蟲。在全國多處，農(nóng)機深松、深翻已經(jīng)合成一個項目來實施，這也足以證明農(nóng)機深松+深翻相結(jié)合的科學(xué)性以及可實施性，對于農(nóng)民用戶來講，獲得的效益也更高。

需要注意的是，深翻一般在秋收過后進行，翻耕的深度以適宜為度，應(yīng)隨著土壤特性、微生物活動、作物根系分布規(guī)律來確定。一般情況下，白漿土、黃圖、黃沙土、黑鰍土的地塊深度為14cm～17cm為宜；土層分化不明顯，黑土厚、吸水性好的一般為25cm～33cm為宜。

3.2.2 大力推廣優(yōu)質(zhì)、先進、適用的農(nóng)機裝備

由上文可知，實施保護性耕作關(guān)鍵點在于技術(shù)模式和裝備配套，有了好的技術(shù)模式，相應(yīng)的機具配套也應(yīng)當(dāng)跟進。作為農(nóng)機管理部門，應(yīng)當(dāng)大力引進優(yōu)質(zhì)、先進、適用的農(nóng)機產(chǎn)品。

首先，根據(jù)深松機的結(jié)構(gòu)原理可主要分為：鑿式深松、翼鏟式深松、振動深松、鵝掌式深松。國內(nèi)常見的主要有弧面倒梯形設(shè)計的鑿式深松機，例如大華寶來的“W”系列深松機，以及翼鏟式深松機，東方紅的1S-250翼鏟式深松機。在選擇深松機時要選擇具有高強度以及超耐磨性的深松鏟，每個深松鏟部件與大梁的連接處應(yīng)當(dāng)配備保險螺栓進行過載保護，必要時，機具還需配套重型鎮(zhèn)壓輥。

其次，免耕播種機直接決定著播種質(zhì)量的好壞，也直接決定著豐收與否。與傳統(tǒng)普通播種機不同的是，免耕播種機除普通播種機的關(guān)鍵部件外還有重型開溝器、限深輪、覆土器，部分播種機還有動力防纏繞部件，可有效避免秸稈堆積堵塞的情況發(fā)生，大大提高了播種質(zhì)量。例如，河北農(nóng)哈哈集團生產(chǎn)的2BYFSF-4動力防纏玉米免耕精播機就采用了通軸式防纏絞龍機構(gòu)，該防纏機構(gòu)適應(yīng)性更強，有效解決了小麥?zhǔn)崭詈罅舨邕^高，或者地表秸稈過多的問題。同市場上利用粉碎秸稈解決堵塞的同類型產(chǎn)品相比，具有動力消耗少，揚塵小，結(jié)構(gòu)簡單，價格低的優(yōu)勢特點。

除此之外，聯(lián)合整地機也十分重要?？梢赃x擇牽引式由圓盤耙、碎土輪等組成的牽引式聯(lián)合整地機，也可選擇深松、旋耕、耙片整地、鎮(zhèn)壓一體的聯(lián)合整地機，提高作業(yè)效率，降低機械化成本。

最重要的是，大型農(nóng)機裝備需配備大型拖拉機使用。在平地大地塊，可配備180馬力以上的四驅(qū)輪式拖拉機；丘陵溝壑地帶可配套履帶式大馬力拖拉機。經(jīng)過多年發(fā)展，國內(nèi)大品牌高端拖拉機技術(shù)已經(jīng)普遍成熟。

3.2.3 實施作業(yè)補貼項目，扶持社會化服務(wù)組織

經(jīng)過多年的試驗示范以及培訓(xùn)，陜西省已經(jīng)形成了以西北農(nóng)林科技大學(xué)為核心、各市農(nóng)機推廣機構(gòu)為主干、各項目實施縣農(nóng)機推廣機構(gòu)為基礎(chǔ)的保護性耕作培訓(xùn)體系，擁有一支技術(shù)過硬的專業(yè)推廣隊伍。經(jīng)過多年努力，保護性耕作技術(shù)已經(jīng)逐漸獲得了農(nóng)民種植戶的認可。下一步就是為保護性耕作技術(shù)的普遍實施進行準(zhǔn)備。首先，在引進優(yōu)質(zhì)、先進、適用的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，扶持農(nóng)機大戶、合作社等社會化農(nóng)機服務(wù)組織，除了對于購買相應(yīng)的農(nóng)機裝備進行補貼之外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置作業(yè)補貼。一方面，鼓勵農(nóng)機戶購買優(yōu)質(zhì)的農(nóng)機設(shè)備，鼓勵農(nóng)機用戶實施項目；另一方面，降低農(nóng)民種植戶的種植成本，便于農(nóng)民種植戶接受。更為重要的是，農(nóng)機管理部門還需要與農(nóng)機檢測系統(tǒng)合作，建立起一套保護性耕作農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管體系，防止農(nóng)機用戶“取巧騙補”，將保護性耕作技術(shù)真正的推廣，讓農(nóng)民種植戶和社會受益。