保護性耕作技術發(fā)展現(xiàn)狀及展望

于海波

(榆樹市農(nóng)業(yè)機械化學校，吉林 榆樹 130400)

0 引言

保護性耕作技術是指在保持農(nóng)業(yè)資源、水資源及土壤資源可持續(xù)利用，減少破壞性的農(nóng)業(yè)機械操作，核心技術就是土壤的少耕、免耕及壟溝耕作技術[1-2]。如免耕播種技術是指將農(nóng)作物秸稈進行粉碎覆蓋在土地表面，以達到減少土地水分流失、避免水資源的浪費、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、減少耕作流程[3]。

1 保護性耕作技術優(yōu)勢

目前，正在探索農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新模式，其中保護性耕作技術的研究與應用是主要研究方向。傳統(tǒng)的耕作方式(翻地、犁地、耙地)使土壤完全暴露，導致土壤風蝕、水蝕現(xiàn)象嚴重，加之肆意地對土壤進行開發(fā)，導致土壤微生物與有機物含量減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境日漸惡劣，導致農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量減少，農(nóng)民的經(jīng)濟收入降低。想要改變目前農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，就需跟隨時代進步，接受新技術、新模式，就要深入探究保護性耕作模式，將保護性耕作技術應用到實際，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展[4]。

通過對保護性耕作的研究結果表明，應用保護性耕作技術可以減少耕作的作業(yè)量，降低生產(chǎn)成本，農(nóng)作物增產(chǎn)增收效果明顯[5]。由于秸稈粉碎還田處理，大量的秸稈覆蓋在地表，土壤狀況逐漸改善，減少了干旱、水淹等問題。

秸稈在地表腐解的過程中，土壤內(nèi)的細菌、真菌會大量增加，增加土壤肥力，同時解決了傳統(tǒng)模式下農(nóng)作物秸稈處理困難的問題，減少由于焚燒農(nóng)作物秸稈造成的空氣污染等問題。

2 保護性耕作技術研究現(xiàn)狀

我國在2006年提出保護性耕作技術，并在東北、山東、河南及長江中下游地區(qū)開始進行試驗研究。相關研究結果表明，采用保護性耕作技術可以減少農(nóng)業(yè)機械對土壤理化結構及土壤團聚體的破壞，改善土壤環(huán)境，充分利用秸稈資源，實現(xiàn)土壤保護與可再生資源的利用。于此同時，黑龍江等地區(qū)也進行了保護性耕作的試驗，但是由于當時化學藥劑性能不良、農(nóng)機具不完善，以及氣候環(huán)境等問題，導致保護性耕作技術在東北地區(qū)發(fā)展較為緩慢。

在20世紀80年代，伴隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟實力快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)綜合治理能力也逐漸增強，對農(nóng)業(yè)種植新技術的認識不斷深入，也了解到了保護性耕作技術帶來的收益，保護性耕作技術配套的農(nóng)機具、種植技術、秸稈覆蓋技術及深耕松土技術等方面的研究取得了巨大的進步。

在20世紀90年代，生態(tài)環(huán)境的問題受到越來越多的人重視，所以，保護性耕作技術的推廣也受到了相關部門的重視，對于該技術的研究與應用，農(nóng)業(yè)部專門成立了研究中心，并將保護性耕作技術的推廣作為重點項目進行研究。

在2006—2010年期間，國內(nèi)多省專家成立了研發(fā)團隊，研究領域囊括了果園、旱田、水田等諸多農(nóng)業(yè)方面，對傳統(tǒng)的耕作模式進行優(yōu)化改進，對于每一個區(qū)域都找到適合該區(qū)域的保護性耕作模式及技術體系。通過相關農(nóng)業(yè)科技人員下鄉(xiāng)指導及政府扶持政策的大力推廣，農(nóng)民開始逐步由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向保護性耕作模式轉變，在減少作業(yè)工序、減輕勞動強度的前提下，實現(xiàn)農(nóng)戶增收。因此保護性耕作技術的推廣面積逐漸增加，截至2012年，使用該技術的農(nóng)業(yè)種植面積已經(jīng)超過46.7萬hm2。

2020年，我國農(nóng)業(yè)部門聯(lián)合印發(fā)《東北黑土地保護性耕作行動計劃(2020—2025年)》，健全保護性耕作技術發(fā)展體系，計劃中指出，爭取在2025年前實現(xiàn)我國保護性耕作輻射面積達到0.1億hm2，建立各個地區(qū)示范基地不少于200個，為保護性耕作技術在全國各地區(qū)的順利推廣提供技術參考。

3 保護性耕作關鍵技術

3.1 秸稈殘茬處理技術

秸稈殘茬處理技術的原理在于將農(nóng)作物秸稈進行粉碎處理并鋪撒在地表，秸稈將地面完全覆蓋后，可以有效調(diào)節(jié)地表溫度，減少水土流失，通過秸稈殘茬的腐解，土壤內(nèi)的微生物活躍，保水保肥，實現(xiàn)農(nóng)作物提質(zhì)增產(chǎn)。農(nóng)作物秸稈覆蓋方式主要有兩種，分別為地表免耕覆蓋與秸稈深松覆蓋。免耕覆蓋技術采用“4+1”模式，即實行4年免耕覆蓋加上一年深松覆蓋的方式，其增產(chǎn)效果較慢，5年后才能達到穩(wěn)定增產(chǎn)增收的效果；深松覆蓋技術每年都需要進行深松覆蓋耕作，但是增產(chǎn)效果較好，實行深松覆蓋技術可短期實現(xiàn)增產(chǎn)。

3.2 免耕、少耕施肥播種技術

免耕播種技術主要是指在前茬作物種植后，不進行土壤旋耕，直接利用免耕播種機進行田間秸稈粉碎與播種作業(yè)，粉碎后的秸稈進入土壤腐解成為養(yǎng)分，提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化結構，減輕農(nóng)業(yè)機械對土壤的壓實，降低土壤板結。免耕播種機與傳統(tǒng)播種施肥機械相比，不僅工作性能穩(wěn)定，同時還具備防止雜草纏堵功能預計仿形作業(yè)功能等，是實現(xiàn)機械化免少耕施肥播種作業(yè)的關鍵機具。

3.3 土壤深松技術

土壤深松技術主要是利用相關機械，對土壤耕作層進行旋耕，打破犁底層與土壤板結層，提高土壤通氣性，提高土壤與大氣之間的氣體交換，為作物生長提供良好的土壤環(huán)境。因此，土壤深松技術可以有效增加農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量，尤其根系生長較深的農(nóng)作物，增產(chǎn)效果更為明顯，是增產(chǎn)技術中最重要的措施。實施保護性耕作技術后，可以2～3年進行一次深松作業(yè)，但是由于地表有秸稈覆蓋，且深松深度較深，工作阻力也較大，會導致配套的拖拉機功耗較高，同時還需考慮秸稈殘茬纏堵機器，需要具備一定的防堵能力。

3.4 雜草、病蟲害防治技術

在保護性耕作技術模式下，由于地表已經(jīng)完全被農(nóng)作物秸稈覆蓋，土壤失去了太陽的直接照射，使微生物活躍，一方面可以增加土壤肥力，另一方面也容易發(fā)生病蟲害、滋生雜草等危害。

病蟲害防治工作是保護性耕作技術的核心。由于秸稈未經(jīng)過處理直接粉碎進入土壤，秸稈中本身含有大量的病害蟲卵，在土壤中，發(fā)酵腐解不完全，就會滋生病蟲害，在進行作物種植時會增加病蟲害發(fā)生率與嚴重程度，因此，提高病蟲害防治是穩(wěn)定作物生產(chǎn)、提高作物產(chǎn)量的關鍵。目前，病蟲害防治主要依靠農(nóng)藥噴灑、生物防治，如引進病蟲害的天敵進行預防，物理防治技術主要依靠捕蟲燈等引誘病蟲害并通過刺激性光線消滅蟲害。但是，目前還是主要依靠化學殺蟲劑，主要是由于殺蟲劑操作簡單，成本低且預防效果較好。殺蟲藥劑選擇可靠性較高、藥物殘留少的藥劑。植保機械在保護性耕作技術下對于病蟲害的防治措施起到重要作用，主要用于農(nóng)作物噴灑液面肥、噴灑殺蟲藥劑、噴灑除草藥劑、噴灑土壤消毒藥劑等。

在控制雜草技術上，若長期使用農(nóng)藥進行除草，會對生態(tài)環(huán)境進行破壞，這樣就失去了保護性耕作的意義。要加強物理除草的技術研究，例如，通過機械進行除草，農(nóng)作物輪作模式進行除草，種養(yǎng)結合通過生物進行除草等方式，建立保護性耕作下雜草控制技術體系。

4 保護性耕作技術存在的問題

4.1 保護性耕作理念尚未普及

我國作為農(nóng)業(yè)大國，同時也存在人多地少的情況，土地承包制度得到了農(nóng)民的認可，提高了農(nóng)民勞動積極性，通過精耕細作的方式提高農(nóng)作物的產(chǎn)量是被普遍認為有效增產(chǎn)的生產(chǎn)方式。由于農(nóng)民在種植機械、耕整地機械、排水灌溉措施及化肥農(nóng)藥的使用，也會使產(chǎn)量保持一定的水平，這樣在推行保護性耕作技術時，農(nóng)民更改農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的響應力度不夠，盡管國家在保護性耕作技術的推廣支持力度很大，推廣過程中最大的阻力仍是農(nóng)民的傳統(tǒng)耕作思想。

4.3 保護性耕作裝備不配套

實施保護性耕作后，土地就不再進行耕整地作業(yè)，農(nóng)作物秸稈覆蓋在農(nóng)田表面，會使田地不夠平整，為農(nóng)機具作業(yè)造成一定的阻礙，對于免耕作業(yè)機具的要求就會更高，尤其免耕播種設備，播種質(zhì)量的好壞直接影響到產(chǎn)量，所以播種設備必須具備良好穩(wěn)定的播種性能，同時還需具備防堵塞功能，保證種子的入土精度。同時，中耕機械、收獲機械等都需要滿足保護性耕作方式。但是，目前我國大部分農(nóng)業(yè)機械基本上都是針對傳統(tǒng)農(nóng)藝方式，對于保護性耕作模式配套的農(nóng)機具相對較少，裝備的研發(fā)程度也明顯滯后。

5 保護性耕作發(fā)展對策與建議

5.1 轉變農(nóng)民觀念，引導農(nóng)民自覺應用

習慣了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的種植模式，短時間內(nèi)農(nóng)民無法接受保護性耕作模式。由于目前我國農(nóng)民文化程度較低，思想較為封閉，對于新事物、新技術、新模式接受程度不高。因此，首先應給予技術支持，引進相關的農(nóng)業(yè)技術人員開展定期培訓，提高農(nóng)民對技術的可操作性，讓農(nóng)民真正理解保護性耕作的意義與怎樣去進行保護性耕作的生產(chǎn)模式是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的基礎；其次，給予資金補貼，如傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)戶將秸稈直接進行田間焚燒，不用進行后續(xù)的秸稈粉碎、收集、壓實與運輸?shù)确爆嵉淖鳂I(yè)工序，因此，政府部門應該加大農(nóng)戶增加作業(yè)工序時的資金補貼，提高農(nóng)戶生產(chǎn)的積極性；最后，應該結合相應的法律法規(guī)，加大監(jiān)管力度，尤其關于秸稈田間焚燒問題，對生態(tài)環(huán)境、周邊人員安全及交通安全都造成嚴重的影響，因此，若發(fā)生秸稈焚燒現(xiàn)象發(fā)生，應該進行嚴厲的懲罰。

5.2 加強技術支撐能力

保護性更耕作技術已經(jīng)引入我國多年，經(jīng)過多年的研究與應用技術已經(jīng)發(fā)展成熟，同時與其配套的農(nóng)機具也已經(jīng)成功研制，但是在推廣種植模式與配套農(nóng)機具的過程中，發(fā)現(xiàn)許多內(nèi)容存在重復研究的問題，相關科研人員應該加強溝通建設，避免對同一問題重復研究，減少資源的浪費，并且深入研究保護性耕作種植模式下作物的生長狀態(tài)與土壤的理化性能。農(nóng)機具的研制更加方便可靠，讓農(nóng)民完全掌握其操作技巧，讓保護性耕作技術完全應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

5.3 建立保護性耕作技術示范區(qū)

保護性耕作技術并不是一種單一的農(nóng)業(yè)種植模式，該技術要根據(jù)地區(qū)的實際情況進行調(diào)整，因此示范區(qū)的建立應該結合種植情況、自然環(huán)境、物質(zhì)資源等特點建立具有示范性、規(guī)范性的技術示范基地。在技術推廣過程中，讓農(nóng)民真正認識到保護性耕作技術模式的優(yōu)點。另外，同樣的保護性耕作農(nóng)機具也不可能完全適應每一個地區(qū)，農(nóng)機具的研制應結合土壤狀態(tài)、種植模式等實際情況，進行適當?shù)恼{(diào)整，避免影響機具的作業(yè)性能，從而導致農(nóng)作物的產(chǎn)量不能提高。

6 結論

伴隨我國農(nóng)業(yè)科技水平的不斷提高，人們對食品安全的重視程度逐漸增強，未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展主體趨勢是綠色農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)，就必須對保護性耕作技術進行不斷優(yōu)化以滿足未來農(nóng)業(yè)的需求，但是保護性耕作的關鍵技術還沒有被完全掌握，導致農(nóng)業(yè)發(fā)展受到一定限制。所以要不斷進行保護性耕作技術的研究，持續(xù)進行該技術優(yōu)化與推廣。