一、保護性耕作技術及發展
保護性耕作是對傳統鏵式犁耕翻和裸露休閑越冬制度的變革。核心內容是對農田實行免耕、少耕,盡可能降低對土壤的耕作強度和次數,并用作物秸桿,殘茬覆蓋地表,減少土壤風蝕、水蝕、提高土壤肥力和抗旱能力,保護土壤自然功能和土地產出能力,是一項先進的現代農耕技術。
保護性耕作技術是在農業機械化實現較早的西方國家先產生的,由于大規模使用鏵式犁翻耕土地導致土壤流失,土壤耕層越來越薄,環境惡化。頻頻發生沙塵暴,給農業和人民生活帶來災難性的影響。人們總結了傳統耕作存在的問題,意識到不適當的耕作引起生態環境破壞,導致土壤地力持續下降,為保護生態環境和農業可持續發展,因而大力提倡保護性耕作。
目前我國的保護性耕作技術應用處于起步發展階段,停留在抗旱穩產增收目標上。直到90年代中期,我國的糧食生產形勢有了較大的好轉,環境惡化的弊端逐漸暴露出來,保護性耕作技術的環境保護功能、可持續發展功能才進一步為人們重視。河北、山西等地實施保護性耕作試驗示范十幾年,已初具規模,積累了豐富的實踐經驗。證明開展保護性耕作:一是有利于提升糧食綜合生產能力。衡量農業綜合生產能力的重要標志是基礎地力,長期以來,土地大量施用化肥,增加耕作強度,對農田實行掠奪式經營,導致土壤地力持續下降,土壤退化嚴重。實施保護性耕作,大量作物秸桿、殘茬覆蓋農田,使土壤有機質含量年增0.01~0.06個百分點,土壤肥力及養分構成得到有效提升和改善,不僅恢復和提高基礎地力還降低了農業對化肥的依賴。二是有利于改善農業生態環境,提高環境承載能力。近幾年我國飽受沙塵天氣的危害,沙塵天氣中的塵埃70%來自于不合理開墾的土地和過度翻耕的裸露農田。三是有利于農業可持續發展。保護性耕作通過地表覆蓋和深松,可增加天然降水入滲,大幅度減少地表徑流和水分蒸發,抗旱能力增強,水蝕(水土流失)減少80%。蓄水量提高16%~19%,水利用率提高12%~16%。四是有利于提高生產效益,增加農民收入。我國農產品生產成本高,沿用傳統“精耕細作”生產方式也是主要原因,工序繁復,用工量大,能耗高,成本達產值30%,實行保護性耕作可降低作業成本30%,節省燃油、化肥、灌溉用水,增產幅度5%~15%。
二、保護性耕作的應用
保護性耕作技術是一項綜合技術,由四項關鍵技術組成:免耕播種技術、秸稈殘茬與表土處理技術、病蟲雜草控制技術、深松技術。其核心內容是免耕播種技術。
1.技術路線
土壤耕作原則:以深松為基礎,少耕為原則,保護性耕作為方向,蓄水保墑提高地力為核心,實現深松、原壟種、淺耕,同時配套實施免耕播種等項技術相結合的“三三”輪耕制。
輪作方式為:玉米→玉米→大豆
第一年:玉米:滅茬深松→提墑→免耕播種→藥劑除草→聯合收獲→秸桿還田
第二年:玉米:免耕播種→藥劑除草→聯合收獲→秸桿還田
第三年:豆茬;滅茬淺耕→免耕播種→藥劑除草→秸桿還田
2.免耕播種技術
應用免耕播種機在有秸桿覆蓋的地表上一次性完成切斷秸桿或切開根茬、開溝、施肥、播種、壓種、覆土、鎮壓作業。對機具要求是要具有清草排堵功能,破茬入土功能,種肥分施功能,地面仿形功能,這次試驗田使用的免耕播種機是東北農業大學研制的免耕施肥播種機。
3.秸桿殘茬與表土處理技術
用聯合收獲機進行收獲,高留茬,殘茬不低于30cm。同時將秸桿粉碎拋撒在地表,如果不能聯合收獲可分段進行,用秸桿還田機實施還田,春季采用原茬播種。
4.病蟲雜草控制技術
用機械噴藥進行雜草控制,在苗后進行機械噴施農藥封閉處理,注意土壤深度和有機質含量進行有選擇的噴施,確保藥效發揮。
5.配套機具
免耕播種機、深松整地機、根茬粉碎還田機、噴藥機、玉米收獲機,大中型拖拉機。機械深松技術是選擇大型深松機具,在地表秸桿覆蓋的情況下3~5年進行一次深松,深度要達到20~35cm。
6.效益分析
整個試驗過程嚴格按技術流程及技術內容進行,并對整個過程進行數據跟蹤記錄,達到了預期效果。春季苗期保護性耕作試驗田的玉米明顯好于對比田玉米,長勢喜人,真正顯示出抗旱保全苗的明顯優勢。實施保護性耕作具有:
(1)減少地面徑流40%~50%,減少土壤流失30%~40%。增加休閑期土壤的貯水量、提高水利用率15%~17%。
(2)增產增收效果明顯,試驗田平均畝產485kg。對比田平均畝產400kg,平均畝增產85kg,畝增收76.5元。由于每項農機技術對增收的貢獻率為13%左右,保護性耕作包括4項技術,因而保護性耕作對增收的貢獻率為52%,畝增收為39.8元。增產機理:一是用作物秸桿殘茬覆蓋地表,減少了水土流失和土壤水分的蒸發,提高了雨水利用率。二是秸桿腐爛增加了土壤有機質。三是減少了因多次耕作給土壤造成的破壞,改善土壤的團粒結構,提高田間持水量,滿足作物生長需要。四是深松能疏松土壤,打破犁底層,有利于雨水下滲和作物根系生長,提高雨水的貯量,建立土壤水庫,從而達到蓄水保墑增產目的。
(3)降低生產成本效果明顯。傳統耕作需翻地、耙地、鎮壓、起壟、壟上鎮壓,播種,秸桿運輸等,玉米實施保護性耕作減少作業工序4~5道。節約人畜用工20%~30%。
(4)連續幾年作物秸桿還田能提高土壤有機質和蓄水保墑能力,增肥地力。
三、推廣前景
我國近些年的實踐充分證明保護性耕作具有保護農田、減少揚塵、抗旱節水、增肥地力、提高單產、降低成本、增加收入等多種功效。是一項經濟效益、生態效益、社會效益同步,當前與長遠兼顧,農民、農業、社會、共贏的重要農業科技工程措施。
從自然狀況看,我市位于松嫩平原,屬半干旱耕作區,每年平均降水350~500mm,且降水不均,春旱秋澇。每年3~5月平均降水12%左右,秋季降水70%左右,對農作物播種和生長非常不利,春旱已經成為制約我市農業生產發展的主要因素。每年因干旱減產、絕產造成的損失超過各種自然災害總損失的60%。
發展保護性耕作是解決我市春旱嚴重,促進糧食穩產、高產的一條現實途徑和必然選擇,具有良好的推廣前景。