保護性耕作技術在肇東市的應用

孫先明　孫錦秀　馬君　張慶柱

摘 要：根據肇東市農業發展的現狀，結合近十年進行保護性耕作技術的試驗、示范結果進行分析，指出了實行保護性耕作技術是肇東市農業持續發展的根本出路。

關鍵詞：農業工程;保護性耕作;應用研究;發展

中圖分類號：F323.211 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.017

土壤保護性耕作技術起源于19世紀40年代的美國。經過70余年的發展，保護性耕作技術體系已經基本形成，其技術核心是免耕少耕（盡可能地減少動土）、精量播種、藥劑滅草和聯合收獲，并將粉碎后作物根茬、秸稈拋撒覆蓋在耕地表面，從而減少了水蝕、風蝕對土壤的破壞，達到增加土壤有機質含量、改善土壤團粒結構和增強蓄水抗旱能力的目的。保護性耕作技術主要適合于我國西北和東北干旱、半干旱地區。

1 肇東市自然條件和整地現狀

1.1 肇東市的自然條件

肇東市地處黑龍江省西南部，基本農田面積為27.33萬hm2，占肇東市總面積的50.2%，主要農作物為大豆、玉米和水稻，近年來水稻種植面積逐年增加。草原退化、沙化、堿化現象嚴重，再加上過度墾植，嚴重破壞了自然生態系統。肇東市氣候特點是春季多風、少雨;夏季酷熱、多雨;秋季涼爽;冬季寒冷干燥。全年無霜期140天左右，年降水量平均在500～656 mm之間。肇東屬第一積溫帶，平均積溫為2772 ℃，平均氣溫低、春旱頻發、無霜期較短、晝夜溫差大。降雨主要集中在7月、8月、9月。播種季節干旱少雨，作物生長期與天然降雨不同步，嚴重影響了作物的播種與出苗。

1.2 肇東市的整地現狀

肇東市農業機械保有量較大，機械化程度較高。但是由于連年采用傳統的翻耕和旋耕作業，頻繁的疏松土壤作業，破壞了土壤的團粒結構，顛覆了土壤原有的肥力梯度，改變了作物根系扎根環境，減弱了固土能力，同時在距離地表深度20 cm附近形成了厚實堅硬的犁底層，使空氣和水分難以深入地下。由于長期掠奪性過度開發、用養不協調，使得土壤嚴重板結、有機質含量逐年降低，耐澇抗旱能力不斷下降。近幾年，黑龍江省頻繁發生沙塵暴，嚴重影響了人民生活和工農業生產。長期研究發現，沙塵暴中的可漂移顆粒主要來源于裸露的農田和沙化的草原，而傳統耕作方式中的旋翻作業是導致農田裸露的一個主要原因。實施保護性耕作，免耕或少耕（盡量減少動土），增加地面秸稈覆蓋量，是有效控制和減少沙塵暴天氣的有效途徑。

2 肇東市保護性耕作技術模式

肇東市屬于平原易旱區域，年降水量少，干燥指數在0.9～1.0之間;土壤以草甸土、黑土為主，其次為暗棕壤，肥力指數在500～600之間。肇東市影響農作物產量的不利因素主要有三種：其一是由于連年過度耕作，土壤有機質含量明顯減少，肥力逐年下降;其二是受溫室效應的影響，近年來春旱、夏旱時有發生，干旱機率增加;其三雖然肇東市農機保有量大，具有較高的機械化程度，但由于采用的耕作方式不適當，機械多次進地，嚴重壓實土壤，造成土地板結，降雨后，形成地面徑流，蓄水能力不足。

肇東市保護性耕作首先以抗旱保苗為重點，早春時節搶墑播種，夏季機械中耕接納降水，秋季深松，增強土壤蓄水能力，秋雨春用;第二要強化深松作業，打破犁底層，從根本上解決土地板結問題，三年深松1次或深翻1次，在黑土層厚的地塊翻地深度應不小于25 cm，黑土層薄地塊可采用淺翻深松，以免將生土翻到耕作層，在土壤壓實特別嚴重的地塊深松深度應打破犁底層為宜;第三配合秸稈全量還田技術，增加土壤有機質含量，培肥地力;第四推廣使用聯合作業機，減少機械進地次數，減輕土壤壓實;第五改革土壤耕作制度，建立以深松為基礎、少（免）耕為原則、蓄水保墑提高地力為核心，以及深耕、淺耕、免耕相結合的土壤耕作制度。

肇東市適宜的保護性耕作技術模式概括為：秋季整地、少耕深松;春季搶墑、免耕播種;夏季中耕、培土施肥;輪作輪耕、深淺結合;藥劑滅草、聯合收獲;秸稈還田、培肥地力。

肇東市保護性耕作適宜采用的配套機具包括懸掛式淺翻深松翻地犁、振動式深松機、免耕播種機、中耕機、重型圓盤耙、深松（施肥）起壟機、高架自走式噴藥機、植保無人機以及玉米聯合收獲機。

3 實施保護性耕作技術的效果

自2009年秋季開始，肇東市農業局在五站鎮對860 hm2玉米開展保護性耕作技術試驗示范。2009年秋季深松整地后，第二年春季采用意大利馬斯奇奧集團生產的MT-12免耕播種機封閉播種（12行），播種機一次進地即可完成玉米根茬粉碎還田、側深施肥、精密播種、覆土鎮壓等多項作業。連續多年的試驗結果分析得出結論如下：

（1）保護性耕作可以增加土壤有機質含量、提高土壤肥力。試驗地采用玉米秸稈根茬粉碎還田覆蓋技術。由于秸稈腐爛形成大量的有機質，改善土壤團粒結構，能逐步增加土壤肥力。玉米秸稈含有大量有機物，主要是木質素、蛋白、脂肪和礦物質。據農業農村部肥料質量監督檢驗測試中心（長沙）測定，玉米秸稈含氮0.63%、鉀2.28%、磷0.26%。測試結果表明：每公頃玉米田秸稈粉碎還田降解后可增加有機質2250 kg，提高土壤有機質含量0.02個百分點左右，氮增加7.6%，磷增加14.3%，鉀增加11.2%;每公頃地還田玉米秸稈17 t，可歸還氮磷鉀28.6 kg。

（2）保護性耕作可以促進土壤水的形成，增強土壤蓄水能力。降雨和冰雪融化之后，一部分以徑流形式形成地面水，一部分滲入地下形成地下水，但更大部分被土壤截流、蓄存，形成土壤水，稱之為土壤水庫。土壤水能直接被植物根系所吸收利用，對植物生長發育有重要的意義。首先秋季深松整地可以打破堅硬的犁底層，有利于雨水滲入土壤;可以加深土壤耕層，最大限度地接納自然水，加大土壤水庫的庫容，做到春旱秋防;深松不破壞土壤耕層結構，不改變耕層養分含量，可以培肥地力;其次由于玉米秸稈與根茬粉碎后覆蓋在耕層表面，起到保護地表、減少蒸發量、降低地表水流動速度和促進蓄水作用。測試結果表明：玉米秸稈吸收的水分可以大于本身質量的3～4倍，當降雨強度在50 mm/h時，雨水基本可以被土壤和玉米秸稈吸收，不會產生徑流;當降雨在80 mm/h，地表徑流會減少79%。保護性耕作能夠減少土壤流失80%左右，增加土壤水庫蓄水能力16%～19%，提高土壤水分利用率12%～16%。

（3）保護性耕作能夠減少風蝕、水蝕， 對水土保持的效果顯著，有利于環境保護。肇東市冬季西北風力較大，帶走大量水分，對地表破壞力較強。采用秸稈粉碎還田覆蓋和整稈還田覆蓋在地表，可以減少風蝕、水蝕以及土壤水分無效蒸發，既可以減少水土流失又提高天然降雨利用率。測試結果表明：秸稈覆蓋率在75%以上時，可減少土壤細微顆粒散失60%以上。

（4）保護性耕作可以降低作業成本。實施保護性耕作，減少秋整地次數，免去滅茬、春旋地作業環節，比傳統耕法減少機械進地作業次數3～4次，從而可以減少機械油耗，降低作業成本。測試結果表明，傳統耕作法是免耕法單位面積所耗的燃油的1.7倍。保護性耕作可以節約勞動力，提高勞動生產率。測試結果表明，從秋整地到玉米收獲完成，傳統耕作法的勞動效率平均值為0.202 hm2/h，免耕法為0.393 hm2/h。畝成本降低35%～40%。

（5）保護性耕作增加農作物單產。肇東市十年九旱，采用保護性耕作技術，即使在無水澆條件，干旱較重的地區，也可以搶墑播種，做到苗齊苗壯，而采用傳統耕法的許多旱地，因滅茬、耕、旋、耙等機械作業破壞了土壤結構，造成了墑情散失，導致了農作物出苗不齊，從而影響了產量。同時，秸稈覆蓋也提高了地溫，對于提高種子發芽率也起到保障作用。據測算，采用保護性耕作可以提高玉米產量10%～15%。

4 結論

隨著農業供給側改革的深入和黑龍江省保衛藍天黑土戰役的推進，保護性耕作技術在農業生產中地位將更加突出。肇東應結合本地實際情況，利用現有資源，廣泛推廣采用此項技術，從而使其提高單產、減肥減藥、涵養水土、防風固沙的作用得到充分發揮。

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