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保護(hù)性耕作的優(yōu)勢及其在花生生產(chǎn)中的應(yīng)用前景

2011-12-31 00:00:00謝宏峰遲玉成許曼琳等
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2011年20期

摘要:保護(hù)性耕作以少耕、免耕、殘茬覆蓋為主要方式。探討了保護(hù)性耕作的定義及其相對(duì)于傳統(tǒng)耕作技術(shù)的主要優(yōu)勢;總結(jié)了保護(hù)性耕作在花生生產(chǎn)中的進(jìn)展情況;提出了花生保護(hù)性耕作中出現(xiàn)的病蟲草害發(fā)生嚴(yán)重、機(jī)具配套不完善、田間低溫和出苗不齊等主要問題及解決方法;對(duì)保護(hù)性耕作在花生生產(chǎn)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞:保護(hù)性耕作;優(yōu)勢;花生生產(chǎn);前景

中圖分類號(hào):S345 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2011)20-4109-03

Advantages of Conservation Tillage and Its Application Prospects on Peanut Production

XIE Hong-feng,CHI Yu-cheng,XU Man-lin,FAN Tang-qun,YU Shan-lin

(Shandong Peanut Research Institute / National Center for Peanut Engineering and Technology, Qingdao 266100, Shandong, China)

Abstract: The fundamental modes of conservation tillage are little tillage, no-tillage and the remnant stubble coverage. The definition and advantages of conservation tillage were discussed, the developing process of conservation tillage in peanut production was reviewed, and the problems and solutions of peanut conservation tillage were put forward. Finally, the developing prospects of conservation tillage in peanut production were also discussed.

Key words: conservation tillage; advantages; peanut production; prospect

保護(hù)性耕作是一種先進(jìn)的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。通過對(duì)農(nóng)田實(shí)行免耕、少耕,作物秸稈覆蓋地表,農(nóng)藥控制雜草和病蟲害,從而減少風(fēng)蝕、提高土壤肥力和抗旱能力,是具有生態(tài)保護(hù)意義的農(nóng)業(yè)形式[1]。保護(hù)性耕作技術(shù)自20世紀(jì)60年代傳人我國后,國內(nèi)科研工作者基于國外成熟的經(jīng)驗(yàn)和已有技術(shù),在保護(hù)國內(nèi)生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面開展了大量工作。我國目前保護(hù)性耕作發(fā)展迅速,華北地區(qū)90%的玉米采用了免耕栽培技術(shù)[2],山東省小麥2010年保護(hù)性耕作面積達(dá)到40萬hm2[3]。花生保護(hù)性耕作的研究起步較晚,山東省花生研究所2009年開始連續(xù)兩年承擔(dān)了國家農(nóng)業(yè)部花生免耕栽培技術(shù)推廣項(xiàng)目,開展花生保護(hù)性耕作技術(shù)應(yīng)用研究。就保護(hù)性耕作的優(yōu)勢和在花生生產(chǎn)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了探討,對(duì)推廣花生保護(hù)性耕作,實(shí)現(xiàn)花生生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)本增效具有重要意義。

1保護(hù)性耕作的起源及定義

現(xiàn)代土壤保護(hù)耕作技術(shù)起源于美國,20世紀(jì)30年代美國發(fā)生特大“黑風(fēng)暴”,造成農(nóng)田肥沃表土大量損失,生產(chǎn)能力下降[4],促使美國在世界范圍內(nèi)較早地開始對(duì)保護(hù)性耕作的方式、效益等諸方面進(jìn)行研究,并提出了一套較為完整的以免耕法、秸稈覆蓋、帶狀耕作等保護(hù)性耕作技術(shù),且進(jìn)行了大面積的示范推廣[5],并逐漸在世界范圍內(nèi)推廣。

保護(hù)性耕作有各種不同的說法,目前還沒有統(tǒng)一的定義[6]。張海林等[7]認(rèn)為,保護(hù)性耕作是指通過少耕、免耕、地表微地形改造技術(shù)及地表覆蓋、合理種植等綜合配套措施,從而減少農(nóng)田土壤侵蝕,保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,并獲得生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù),這一定義比較符合中國的實(shí)際情況。保護(hù)性耕作和通常所言的少耕、免耕、秸稈覆蓋是一個(gè)范疇的概念,只是保護(hù)性耕作的含義更加寬泛[8]。

2保護(hù)性耕作的優(yōu)勢

2.1控制水土流失,減輕土壤侵蝕,提高水分利用率

少耕、免耕等保護(hù)性耕作大大減少了對(duì)土壤的擾動(dòng),且地表經(jīng)常覆蓋秸稈、殘茬等,有效減少了地表徑流,對(duì)改善土壤環(huán)境,控制水土流失具有顯著作用[9]。Sturgul等[10]研究表明,與翻耕相比少耕可減少地表徑流23%~72%,減少土壤流失24%~64%,免耕減少地表徑流59%~100%,減少土壤流失71%~100%;我國農(nóng)業(yè)部保護(hù)性耕作研究中心經(jīng)過9年的試驗(yàn)測定[11],發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)耕作技術(shù)相比保護(hù)性耕作技術(shù)減少地表徑流量50%~60%,減少土壤流失約80%,增加土壤蓄水量16%~19%,提高水分利用率12%~16%。保護(hù)性耕作使蓄水保墑能力增強(qiáng),充分提高對(duì)自然降雨的利用率[12]。杜兵等[13]對(duì)6種保護(hù)性耕作法和傳統(tǒng)耕作法進(jìn)行了連續(xù)6年的田間對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明,采用保護(hù)性耕作法的冬小麥地夏季休閑期蓄水量明顯高于傳統(tǒng)耕作,平均多蓄水9%,水分利用效率比傳統(tǒng)耕作平均高13.2%。

保護(hù)性耕作措施對(duì)減少多風(fēng)地區(qū)風(fēng)蝕作用更為明顯,保護(hù)性耕作因土壤擾動(dòng)較少,保護(hù)地表土層結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤抗風(fēng)蝕性;地表覆蓋殘茬后土壤表面粗糙度加大,可減小風(fēng)速,阻止土壤顆粒被風(fēng)吹走[14],保護(hù)性耕作能夠減少田間大風(fēng)揚(yáng)塵50%~60%[15]。

2.2改良土壤結(jié)構(gòu),提高土壤微生物量及有機(jī)質(zhì)含量

大量研究表明保護(hù)性耕作對(duì)改善土壤理化性質(zhì)具有積極的作用。我國農(nóng)業(yè)部保護(hù)性耕作研究中心經(jīng)過9年的試驗(yàn)測定研究表明[11],保護(hù)性耕作增加土壤有機(jī)質(zhì)含量0.3~0.6 g/kg;高煥文等[16]多年研究表明,保護(hù)性耕作比翻耕土壤有機(jī)質(zhì)年均提高0.3~0.5 g/kg。劉世平等[17]研究表明,連續(xù)11年少耕和免耕使土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀等在上層富集和積累,提高土壤耕層養(yǎng)分含量。保護(hù)性耕作對(duì)土壤微生物和蚯蚓等小動(dòng)物也有一定影響。Hoflich等[18]長期對(duì)壤土、沙質(zhì)壤土采取保護(hù)性耕作和常規(guī)耕作進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)保護(hù)性耕作能明顯刺激冬小麥、冬燕麥、玉米根際微生物量,特別是土壤桿菌、極毛桿菌的量得到較大的提高;高云超等[19]發(fā)現(xiàn)多年連續(xù)免耕和秸稈覆蓋可提高0~10 cm土層土壤細(xì)菌總數(shù)、放線菌數(shù)和棒狀細(xì)菌數(shù)量,使芽孢桿菌數(shù)量增多幾倍;Adem等[20]研究表明少耕覆蓋種植兩年后蚯蚓數(shù)量為常規(guī)種植的3倍;Langmaack等[21]研究了不同耕作方式土壤中的蚯蚓和蚯蚓穴位的數(shù)量,得出保護(hù)性耕作相對(duì)于常規(guī)耕作而言有更多的蚯蚓和蚯蚓穴位的數(shù)量,而這些因素對(duì)重造土壤結(jié)構(gòu)有極大的作用。

2.3增產(chǎn)作用

合理、適宜的保護(hù)性耕作措施可以提高作物產(chǎn)量[7],大多研究結(jié)果表明,稻、麥產(chǎn)量少耕和免耕處理高于或相當(dāng)于常規(guī)耕作[9];Tisdall等[22]研究證實(shí)少耕覆蓋玉米具有增產(chǎn)趨勢;Campbell等[23]研究大豆采用保護(hù)耕作的效果證明,少耕和免耕條件下可獲得高于或相當(dāng)于常規(guī)耕作的產(chǎn)量。張海林等[24]研究表明,在華北平原夏作一季免耕夏玉米產(chǎn)量比傳統(tǒng)耕作提高10%以上;李洪文等[25]試驗(yàn)表明,保護(hù)性耕作的玉米產(chǎn)量平均比傳統(tǒng)耕作方式高11%~14%。

2.4減少用工,降低成本,增加收入

保護(hù)性耕作與翻耕比,減少生產(chǎn)作業(yè)工序2~3道,或?qū)嵭袕?fù)式作業(yè),能夠降低作業(yè)成本20%左右[11];保護(hù)性耕作能夠節(jié)約人畜用工量50%~60%,增加純收入20%~30%[16];采用免耕和少耕代替?zhèn)鹘y(tǒng)耕作時(shí),可分別降低燃油消耗70%和50%以上,節(jié)約勞動(dòng)力30%以上[26]。

此外,Lal等[27]和Lal[28]最近指出,免耕可以減少溫室氣體的排放,有利于生態(tài)環(huán)境的改善。

3花生保護(hù)性耕作研究進(jìn)展及存在問題

3.1花生保護(hù)性耕作研究進(jìn)展

花生的保護(hù)性耕作起步較晚,推廣規(guī)模、應(yīng)用范圍、技術(shù)內(nèi)涵等都有很大的局限性。目前國內(nèi)關(guān)于花生保護(hù)性耕作的研究較少,僅有個(gè)別報(bào)道,王慧新等[29]研究表明,秸稈覆蓋還田能夠顯著提高土壤脲酶、過氧化氫酶、蛋白酶的活性,同時(shí)對(duì)花生產(chǎn)量和水分利用率影響顯著;潘德成等[30]研究表明,花生間作玉米秸稈和玉米高留茬具有良好的防風(fēng)、保土和保水效果。

3.2花生保護(hù)性耕作存在的問題

相對(duì)于水稻、玉米和小麥等作物,花生保護(hù)性耕作的研究水平低,推廣面積小,存在的問題還很多。在花生免耕栽培項(xiàng)目執(zhí)行過程中,發(fā)現(xiàn)以下幾方面問題:第一,免耕加重花生田病蟲害和雜草的發(fā)生,這也是以少耕、免耕為核心的保護(hù)性耕作技術(shù)在不同作物中普遍存在的問題。尤其“小麥-花生”免耕方式,花生田蚜蟲發(fā)生嚴(yán)重,一年生禾本科雜草、作物自生苗和多年生雜草較多,造成作物減產(chǎn)。解決這一問題需要篩選多種高效、低毒的藥劑,對(duì)施藥時(shí)間和用量進(jìn)行研究,形成一套免耕田花生蟲害和雜草防治的有效技術(shù);第二,機(jī)具配套不完善,直接影響了保護(hù)性耕作的效果,有些機(jī)具還需進(jìn)一步開發(fā)完善;第三,低溫問題,免耕由于秸稈覆蓋造成地溫較低,易發(fā)生爛種現(xiàn)象;第四,易出現(xiàn)花生出苗不整齊或幼苗較弱的現(xiàn)象。這些問題需要在以后的研究中予以重視,逐步解決。

4花生保護(hù)性耕作應(yīng)用前景展望

保護(hù)性耕作是以保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),將生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益三者很好地結(jié)合在一起,發(fā)展保護(hù)性耕作是提高耕地質(zhì)量、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)民增收、推進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施[6]。

在新的歷史條件下,一方面為了提高市場競爭力,花生栽培技術(shù)開始向低成本、優(yōu)質(zhì)、高效方向轉(zhuǎn)變;另一方面,為了可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧,花生栽培必須向節(jié)能、生態(tài)、安全的方向轉(zhuǎn)變,以少耕、免耕為核心的保護(hù)性耕作技術(shù)順應(yīng)這一轉(zhuǎn)變,對(duì)我國花生生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展作用甚大,進(jìn)一步加快花生保護(hù)性栽培技術(shù)的研究推廣,是花生生產(chǎn)的必然趨勢。目前花生保護(hù)性耕作的研究水平低,一些基本機(jī)理和生產(chǎn)技術(shù)問題亟待研究,在全方位系統(tǒng)研究基礎(chǔ)上,逐漸完善適用于不同花生產(chǎn)區(qū)的保護(hù)性耕作技術(shù)體系模式及適宜的作業(yè)機(jī)具,制訂出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程,應(yīng)是花生保護(hù)性耕作今后研究的重點(diǎn)與核心。

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