建平縣保護性耕作淺析

劉興波

建平縣農機質量監督管理站

隨著傳統耕整地技術的不斷發展，人類和自然的矛盾愈來愈突出，比如耕翻作業除掉地面殘茬、雜草，固然有利于播種， 但同時也破壞了對地面的保護，導致土壤風蝕、水蝕加劇；旋耕滅茬切碎土壤，創造了松軟細碎的種床， 但同時又消滅了土壤中的蚯蚓與生物，使土壤慢慢失去保護性，近幾十年來，我國機械耕作活動增強，農作物產量大幅度上升，但河流泛濫、沙塵暴猖獗、土壤退化、作業成本上升，焚燒秸稈造成空氣污染和引起火災也是不爭的事實。保護性耕作取消鏵式犁翻耕， 在保留地表覆蓋物的前提下免耕播種，以保留土壤自我保護機能和營造機能，是機械化耕作由單純改造自然到利用自然、進而與自然協調發展農業生產的革命性變化。 對農民本身將帶來觀念上、生活質量上的革命性變化。 對農業機械化工作來說，以往農業機械化談論最多的是提高勞動生產率和土地生產率，只要農業生產任務按時完成、增產增收了，農業機械化就完成任務了。沒有認識到農業機械化和資源與環境保護密切相關，機械化可以破壞環境、也可以保護環境。 深耕深翻、開荒種地，發展了生產，也帶來水土流失、環境惡化的問題，引起人們對機械化的質疑。但是，機械化也是治理環境的最重要手段之一，如機械化保護性耕作技術， 不但能節約農業用水，增加土壤有機質含量，保護自然環境等等

一、保護性耕作發展概況

保護性耕作是一種新型旱地耕作法，主要包括免耕播種施肥、深松、控制雜草、秸稈及地表處理等4 項內容。 其核心是免耕播種，主要作業均使用農業機械來完成。保護性耕作最早起源于20 世紀30 年代的美國，目前美國、加拿大和澳大利亞等國已基本采用了以機械化為支撐的保護性耕作。建平縣大多數一直沿襲傳統的以鏵式犁翻耕土壤和旋耕滅茬裸露休閑耕作法，由于實行深耕細耙，破壞了土壤結構，降低了土壤的水肥含量，裸露的耕地表土也加劇了沙塵暴的肆虐。 機械化保護性耕作技術與傳統耕作技術相比，可降低地表徑流60%左右，減少土壤流失80%，減少大風揚沙60%；同時可以增加休閑期土壤儲水量，提高水肥利用效率，減少作業工序，增加農作物產量。

二、保護性耕作的定義及內容

對保護性耕作國際上通用的定義是：“用大量秸稈殘茬覆蓋地表，將耕作減少到只要能保證種子發芽即可，用除草劑來控制雜草”。 其第一句話“用大量秸稈殘茬覆蓋地表”中，有兩個關鍵詞，即“覆蓋”和“大量”。 關于“覆蓋”，保護性耕作強調的是將農作物秸稈殘茬覆蓋地表， 其首要目的是加強對地表的防護， 而常規的秸稈還田對農作物秸稈進行 “翻埋入土”，其目的是培肥地力。 二者的形式和目的都不同，這是保護性耕作與傳統的秸稈還田的主要區別所在，不能混淆。至于保護性耕作的“覆蓋” 形式，可以是秸稈粉碎鋪放地表，也可以是高留茬、秸稈直立或壓倒覆蓋等。 但無論何種覆蓋形式，都必須保證地表的覆蓋度不低于30%， 覆蓋度過低就不足以發揮對土壤的防護作用了。 關于“大量”，國外有2 種說法：一是“盡可能多”。 這需要根據當地氣候、土壤及種植模式等條件進行判斷，水肥氣熱條件好，有利于秸稈腐爛分解，可多留些秸稈根茬；土壤養分消耗大的田塊和土壤侵蝕嚴重的區域， 也應加大秸稈覆蓋還田量，以加強地力培肥和田面防護。 二是“地表的覆蓋和覆蓋量不低于30%（美國）。 ”我國借鑒國外的定義，要求“秸稈覆蓋量不低于秸稈總量的30%，留茬覆蓋的高度不低于秸稈高度的1/3。 綜上所述，“覆蓋量30%”、“覆蓋度30%”和“l/3 高留茬”是國際國內對保護性耕作“覆蓋”的最低要求，低于這3 項指標就不能算是保護性耕作了。 其第二句話“將耕作減少到只要能保證種子發芽即可”，要達到這一境界，就應盡可能地減少除播種以外的耕作，減少耕作對土壤的破壞，減少機具對土壤的壓實，即便是播種也要盡可能地降低對土壤的擾動。這句話的內在含義是最大限度地保持土壤自然狀態，保護土壤的自我恢復能力和自我平衡的能力。 這是保護性耕作理念的核心，代表了人類通過對數千年農耕文明的反思所形成的現代農耕觀，也是保護性耕作與傳統農業耕作習慣的根本區別所在。 因此，搞保護性耕作就必須實行免耕和少耕。

免耕，就是完全取消鏵式犁耕翻，并且不進行其他土壤作業，國外稱之為“免耕法”。 目前美國已基本取消了鏵式犁翻耕作業，澳大利亞也已全面取消了鏵式犁翻耕，實行免耕法的農場使用的農業機械僅有3種，即播種機、噴霧植保機械和聯合收割機，這種“免耕法”是保護性耕作的最高形式。

少耕，就是在取消犁耕的基礎上，為保證播種和疏松土壤、除草等農事而保留少量土壤作業（國外稱之為“少耕法”），其要點是減少耕作次數和強度。這種“少耕法”是傳統耕作向“免耕法”轉化的過渡型保護性耕作形式。少耕主要包括深松、淺松及淺旋、淺耙等播前表土整備耕作等。

深松，即使用各式專用機疏松深層土壤，破除犁底層，加大土壤中氣體和水分上下流通孔隙，提高天然降雨入滲率，增加土壤含水量。 對深松的要求是盡可能減少對土壤上下層結構的翻動，減少對地面植被的破壞。 深松的深度不必太深，只要深度大于耕層厚度、能破除犁底層即可，過深其實是一種浪費。 另外，深松不必每年進行，提倡在實施保護性耕作的第1 年進行普遍深松，其后因不再進行犁耕，不會形成新的犁底層，就不必年年深松。 關于深松的間隔年數“隔3～5 年進行1 次”的說法比較含糊，沒有講清“間隔”的道理和如何確定“年數”。根據國外資料和國內實踐研究有關介紹，深松間隔年數應主要根據田間作業的多寡和土壤緊實程度而定，作業多、機具設備對土壤壓實明顯，致使土壤過于密實時，可進行1 次深松或淺松，其后再視情況而定。深松過頻與深松過深一樣，也是一種浪費。

淺松，指耕層內的松土作業，其松土深度不超過耕層厚度。淺松的作用除疏松耕層土壤外，還可除草，是機械除草的主要形式。淺旋、淺耙，播前表土整備耕作，作用主要是碎土、碎茬和除草，其要點是“淺”，是表土作業，耕作深度不宜超過5 厘米。 過深地翻攪，尤其是深旋，不利于保持土層的穩定，容易殺死蚯蚓，破壞土壤的自然恢復能力， 還會降低地表的覆蓋度，影響保護性耕作的防護耕作的防護效果。 可以說，淺旋、 淺耙等播前整地作業有濃厚的傳統耕作味道，是為常規播種機順利作業而采取的不得已做法。隨著通過性能好的新式免耕播種機的不斷出現，旋、耙等播前表土耕作將會逐漸減少。 所以對新式免耕播種機的要求，首先是通過性好。能夠在秸稈粉碎覆蓋、高留茬或整秸稈立、臥覆蓋的地塊順利通過；其次是動土要少，只要能保證種子發芽即可。 目前國內開發了一些采用前置帶狀旋耕裝置來破除播種行秸根茬的免耕播種機，使用效果不錯，但其帶狀旋耕的工作寬度和深度差異較大。 關于這個寬度，國外有一種說法是“應小于作物行距的1/4”； 帶狀旋耕的深度應在5 厘米以內，宜淺不宜深，至于種子的播種深度，可由開溝器保證。

由于保護性耕作實行免耕或少耕，土壤耕作的減少，容易滋生雜草和病蟲害，防治病蟲草害是保護性耕作技術體系的重要內容，也是大規模普及保護性耕作必須考慮的風險因素。 其中，病蟲害的影響程度與傳統耕種模式相比并不突出， 而控制雜草是主要矛盾。

控制雜草的措施有兩類：一是化學除草，二是機械除草。 采用化學除草，首先要針對雜草類別及其不同生理階段選擇除草劑，再選擇氣候等因素確定適宜的噴灑時機，以最低的投入達到高效除草的目的。 化學除草還可以免除或減少中耕除草作業程序。 美國、加拿大等國家就是在解決了化學除草后，保護性耕作才得以大面積推廣應用。但大范圍采用化學除草又會引發出污染問題。 從國外的經驗看，一方面是開發或引進新低毒、低殘留高效專用除草劑；另一方面是機械除草，利用各種形式的除草機械和表土作業機械切斷草根，干擾和抑制雜草的生長，達到控制或清除雜草的目的。 美國通過這種措施，使除草劑的使用量減少了2/3，使污染問題降低到一個可接受的水平。借鑒國外的經驗，我們在推廣保護性耕作的過程中，要重視合理使用除草劑防治草害， 同時重視利用接茬、倒茬等關鍵時節，利用機械除草手段，抑制和防治草害，降低保護性耕作發生草害的危險。

三、 保護性耕作的技術模式

保護性耕作技術模式根據機械化保護性耕作的技術要求，結合建平縣玉米種植方式和規模，農民的接受程度，并注意農機與農藝相結合，確定建平縣一年一熟玉米保護性耕作采用高留茬覆蓋、碎稈覆蓋兩種技術模式，相應的工藝路線如下：

1.高留茬覆蓋技術模式

玉米人工摘穗后、割秸稈（留茬高度300 毫米以上）運出—淺旋耕滅茬整地—免耕播種、深施化肥—藥劑或人工控制雜草蟲害—中耕培土。

2.全秸稈粉碎覆蓋技術模式

（1）玉米聯合收割機收獲秸桿直接粉碎還田（隔3 年深松一次）—淺旋處理表土—免耕播種、 深施化肥—藥劑或人工控制雜草蟲害—中耕培土。

（2）人工摘穗—秸稈粉碎還田（隔3 年深松一次）—淺旋處理表土—免耕播種、深施化肥—藥劑或人工控制雜草—中耕培土。

3.保護性耕作作業質量標準及效果

根據保護性耕作的技術要求，制定了建平縣保護性耕作技術標準。 主要是秸稈粉碎莖稈長度不大于10 厘米， 合格率達到90%以上； 秸稈覆蓋率30%以上；秸稈還田量大于500 千克／畝；淺旋處理表土耕深不超過8 厘米，深松不低于25 厘米，機械播種、玉米聯合收獲作業按農藝要求執行。 使用的滅草藥劑，選擇適宜本地區使用的除草劑品種：乙草胺、莠去津，噴施收到了很好的效果。

從機械作業情況看，由于嚴格按保護性耕作技術標準，保證了作業質量，建平縣保護性耕作機械作業質量好于任何一年，深受農民的歡迎。 建平縣冬季風多風大，為避免粉碎的秸稈被風刮走，土壤墑情下降情況，可以把秸稈還田作業安排在春季進行，效果很好，有待探討。秸稈還田量以一般為全部秸稈，秸稈量大的，可運走部分，以表土處理時不拖堆、播種不堵塞為好，秸稈還田的量越多，機械作業越困難，但抗旱保墑效果越好，作物增產效果也越好。

四、保護性耕作項目實施效果

1.經濟效益

經多年實施，經測產：全秸稈碎桿覆蓋模式比對比田玉米增產64 千克，畝節本增效112 元；高留茬覆蓋模式比對比田增產17.5 千克， 畝節本增效80 元。實施保護性耕作，碎稈覆蓋技術模式效益要好于高留茬技術模式。 老官地鎮上地村楊宏承包的150 畝地，實施保護性耕作四年，體會頗深，2010 年夏季干旱嚴重， 他的實施保護性耕作地塊比常規地塊少澆兩遍水，僅澆水費用就節省10000 多元。

2.社會效益

實施保護性耕作，實施保護性耕作，減少秸稈焚燒，避免火災發生，改善了大氣環境，減少農田揚沙；實施保護性耕作，減少了作業環節1～2 次，畝少用工4～5 個，減輕了農民的勞動強度，提高了生產效率，減少了生產用工量，加快農村勞動力向二三產業轉移。

3.生態效益

保護性耕作每年可增加土壤有機質含量0.03%～0.04%， 減少地表徑流50%～60%， 增加土壤蓄水量16%～19%，提高水分利用率12%～16%，增加天然降水入滲，大幅度減少地表徑流和無效蒸發，降低了土壤容重，增加了土壤的空隙度，促進了土壤團粒結構的形成，增加了土壤的蓄水保墑能力，減少了水土流失，增強了抗旱節水能力，有效減少農田揚沙，保水、保土、保肥、保護環境明顯。 發展保護性耕作，對于遼寧西部這樣生態條件較差、半干旱的丘陵地區農業發展可持續發展，意義重大。