甘肅河西地區保護性耕作應用情況初步調查

李銀科，李菁菁，周蘭萍，張進虎，鄭慶鐘，劉光武，張芝萍

(甘肅省治沙研究所 甘肅省荒漠化與風沙災害防治國家重點實驗室培育基地，甘肅 蘭州 730070)

保護性耕作是人類在遭受嚴重土壤侵蝕(包括風蝕和水蝕)危害后，從保護耕地和治理沙塵暴角度出發逐漸研究和發展起來的一項新型水土保持耕作技術[1]。該技術以作物秸稈根茬覆蓋地表、少耕和免耕為中心內容，土壤結構不受破壞，能夠大幅度減輕田間揚沙和水土流失，在防治沙塵暴和土地沙漠化中起著突出作用，是一種有效防止風蝕、保持水土、增加土壤肥力的新型耕作方式，已被廣泛應用于北方旱區，并帶來了巨大的生態和經濟效益[2-3]。

甘肅從2000年開始進行保護性耕作技術試驗示范，之后逐步推廣擴大保護性耕作面積，截至2015年底，保護性耕作示范推廣面積已達到了23.3萬hm2，各類保護性耕作機具推廣了2.9萬臺(套)[4]。甘肅省保護性耕作示范推廣區域主要分布在河西冷涼風沙灌區和中東部黃土丘陵溝壑區[5]。

河西地區是我國重要的商品糧基地之一，也是我國三大沙塵源區之一。農田是沙塵的重要源地，保護性耕作可以有效遏制土壤風蝕。河西地區已推廣應用保護性耕作10多年，其發展現狀如何？群眾是否樂意接受？群眾使用哪種保護性耕作模式？還存在什么問題？這些問題都將影響保護性耕作的持續發展。鑒于此，我們對河西地區保護性耕作應用現狀進行了調查，以期為該區保護性耕作的持續發展提供依據。

1 研究區概況

甘肅河西地區深處內陸腹地，位于黃土高原、青藏高原和內蒙古高原三大高原的過渡地帶，冬季寒冷，夏季酷熱，晝夜溫差大，年降水量36～180 mm，年蒸發量1 500～3 360 mm，氣候干燥，屬于典型的溫帶大陸性荒漠氣候。該區光熱和土地資源豐富，風大沙多，年平均風速1.8～5.1 m/s，主風向為西北風，風沙活動集中在3—5月份；年平均氣溫5.0～9.5 ℃，年最低氣溫-26.3～-35.6 ℃，年最高氣溫28.1～41.7 ℃，≥10 ℃年積溫1 700～3 100 ℃，無霜期110～180 d，年日照時數2 500～3 347 h。地帶性土壤有棕漠土、灰棕漠土、灰漠土等，農田土壤因長期灌溉而成為灌漠土。

2 調查方法

2016年5月，對河西地區的武威、金昌、張掖、酒泉等地的保護性耕作情況進行了走訪調查，到田間向農民群眾進行了詢問、了解，詢問內容有：當地實施保護性耕作的年限、比例、類型，保護性耕作連續應用年限及種植的作物種類，保護性耕作的優缺點及其對產量和地力的影響，對保護性耕作的評價等。

3 結果與分析

3.1 河西地區保護性耕作的類型

河西地區保護性耕作類型單一，基本上是覆膜留茬免耕。應用保護性耕作的時間為3年至10多年不等，其中3～5年的占26.3%，6～9年的占31.6%，10年及以上的占42.1%，說明新增比例逐漸減小，增加緩慢；應用保護性耕作種植的農田面積占當地全部耕地面積比例最高的達到90%，也有不使用保護性耕作的地區，其中，保護性耕作應用面積比例為0、<10%、10%～30%、30%～60%、60%～90%的村分別占8.4%、33.3%、25.0%、20.8%、12.5%，說明大部分地區保護性耕作應用比例較小。

3.2 保護性耕作下的種植制度

河西保護性耕作種植作物大多為玉米，占保護性耕作面積的68.4%，其次為茴香(占15.8%)、葵花(占10.5%)，小麥、豆類、菜薹、胡麻和蘿卜等作物總共占5.3%。保護性耕作種植一般在玉米茬地進行，玉米茬占所有作物茬面積的比例為73.7%，其余作物茬按比例多少由大到小排序依次為葵花、菜薹、棉花、葫蘆、辣椒、蘿卜等。保護性耕作連續種植年限大部分為2年，其中有42.1%的地區連續種植可到3年，10.5%的地區最長連續種植年限可到4年，但只限于種植玉米。

3.3 群眾的評價

河西保護性耕作措施對作物產量基本沒有影響或稍有影響，57.9%的受訪者認為沒有任何影響，31.6%的人認為對產量沒有影響或使某種作物有所增產，如玉米、葵花、第二年小麥，10.5%的人認為對產量沒有影響或使某種作物略有減產，如葵花、小麥。73.7%的受訪者認為保護性耕作對耕地質量沒有影響，26.3%的受訪者認為時間長了耕地會變僵。78.9%的受訪者認為保護性耕作的優點是省工、省地膜、成本低，21.1%的人認為雖然耕作省工、省地膜，但并沒有降低成本，原因一是田間雜草多導致除草費工，二是不能機械化播種、收獲導致費工。所有的受訪者都認為保護性耕作的缺點是田間雜草多，其中有31.6%的人認為缺點還有化肥利用率低、施肥量稍大，有26.3%的人認為不能實行機械化作業導致不能大面積應用。群眾對保護性耕作的評價大多為好或可以，5.3%的受訪者覺得很好，42.1%的受訪者覺得好，47.4%的受訪者覺得還可以，還有5.3%的受訪者覺得不行。

4 討論與結論

保護性耕作是用秸稈殘茬(包括地膜等材料)覆蓋地面，盡量減少耕作次數和對土壤的擾動，或是創造地表微地形，增加地面粗糙度，達到既能保土保水保護農田生態環境，又能保證農作物苗齊、苗壯和正常生長的目標，最終實現高產高效的一種耕作技術，其技術措施包括免耕、少耕、留茬、秸稈還田等。不同地域的氣候、土壤、經濟、社會、作物類型和熟制等不同，保護性耕作技術種類也不同[6]。本次調查中發現，河西地區保護性耕作類型單一，只有覆膜留茬免耕模式，即為了節省地膜和勞力，覆膜種植的作物收獲后，不取膜，不滅茬，不耕地，下年在殘茬旁繼續播種。以上提到的保護性耕作均為這種免耕模式。為延長地膜使用壽命，民勤部分地區在地膜上面覆一層土或將葵花秸稈直接壓在地膜上防止大風將地膜吹破。調查發現，隨著農業機械的發展，農田耕作方式也發生了重大變化，除免耕外，和以前每年翻耕2～3次相比，現在的耕作每年只翻耕1次，或每年旋耕1次、2～3年深松1次，鏵式翻耕的使用逐漸減少，旋耕機和深松機的使用逐漸普遍，而這也是保護性耕作機械推廣應用的一部分。這說明現在的耕作正逐漸向少耕轉變，但由于地表沒有覆蓋，或只是在作物生長期有地膜覆蓋，沒有留茬或秸稈覆蓋，所以這還不屬于真正意義上的保護性耕作。

河西地區保護性耕作推廣10余年來，各地陸續采用，但新增比例有減小的趨勢，目前各地應用的比例普遍較低。調查區覆膜種植的作物主要是玉米，所以覆膜留茬免耕最為普遍的種植模式為玉米—玉米，但制種玉米沒有采用免耕模式。民勤地區種植經濟作物較多，均為覆膜種植，使用免耕的比例最高，模式也較多，主要有玉米—茴香(玉米)、玉米—小麥—玉米、葵花—玉米(茴香)等。免耕連續種植的年限大多為2～3年，也因種植的作物不同而不同，民勤地區有群眾將玉米連續覆膜留茬免耕4年也不減產，其他作物第3年則開始減產。

覆膜留茬免耕對作物產量的影響具有正向積極的作用，本次調查發現玉米產量增加較多，其他作物則有增有減，但增減幅度較小。研究表明，安徽省水稻種植戶采用保護性耕作技術對稻谷單產水平也具有正向積極的作用[7]。由于具有省工、省地膜、成本低等優點，因此大多數農民群眾對保護性耕作的評價較好。在河南省的調查顯示，83%的農戶對保護性耕作持肯定態度[8]。至于為何河西地區保護性耕作推廣了10余年，應用的比例還較低，而且新增加的比例呈減小趨勢，原因有：①缺乏相應的播種機，目前普遍使用的是半人工半機械播種機，效率較低，不能大面積播種；②沒有相應的收割機，普通收割機會破壞地膜，使地膜不能重復使用，這是覆膜留茬免耕不能大面積應用的最大限制因素；③田間雜草多，除草較費工，而使用除草劑會影響作物幼苗的正常生長；④地膜寬度也會影響播種，窄膜上第一年作物殘茬已占據大部分空間而不便第二年播種，寬膜上則有足夠空間進行下年播種。地膜寬度的選擇也是人們的習慣，有些地區習慣使用窄膜，有些地區則習慣用寬膜。調查發現，應用覆膜留茬免耕種植的玉米均為大田玉米，沒有制種玉米，張掖地區種植制種玉米的比例很高，全部使用窄膜，而且制種玉米種植規模大，需要機械化收獲，這就限制了免耕的應用。

為增加調查區保護性耕作的應用比例，今后需要加強以下幾個方面的工作：一是研制適合當地保護性耕作種植模式的播種機和收割機，將地膜的規格和播種機、收割機相統一，實現鋪膜、播種、收獲一體化、標準化；二是研發作物專用除草劑，使除草劑對作物幼苗的影響降到最低；三是做好保護性耕作的宣傳工作。

河西地區氣候干旱、年均溫較低，秸稈分解速度慢，保護性耕作地表秸稈覆蓋不宜多，較多的秸稈殘留分解不完全會影響播種，所以該區逐漸形成了只留殘茬的覆膜免耕保護性耕作模式，該模式在作物非生長季有地膜和殘茬覆蓋地表，對土壤起到了很好的防風蝕作用，環境效應非常好。

[參考文獻]

[1] 包興國,舒秋萍,李全福,等.小麥/玉米免耕處理對產量及土壤水分和風蝕的影響[J].中國水土保持科學,2012,10(2):78-82.

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[3] 陳強,KRAVCHENKO Y S,陳淵,等.少免耕土壤結構與導水能力的季節變化及其水保效果[J].土壤學報,2014,51(1):11-21.

[4] 張陸海,丁宏斌,康清華.新時期甘肅發展保護性耕作技術的思考[J].當代農機,2015(1):15-17.

[5] 王敏,張鋒偉,鄭炫,等.甘肅省保護性耕作的發展現狀及效益分析[J].湖北農業科學,2009,48(1):243-246.

[6] 陳源泉,隋鵬,高旺盛,等.中國主要農業區保護性耕作模式技術特征量化分析[J].農業工程學報,2012,28(18):1-7.

[7] 蔡榮,蔡書凱.保護性耕作技術采用及對作物單產影響的實證分析——基于安徽省水稻種植戶的調查數據[J].資源科學,2012,34(9):1705-1711.

[8] 張二朋,趙鑫,魏燕華,等.保護性耕作技術推廣過程中農民的認知現狀及存在的問題[J].中國農業科技導報,2014,16(2):166-173.