機械化保護性耕作實施現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

馬 赫

(慶安縣政府投資項目建設服務中心，黑龍江 慶安 152400)

0 引言

隨著農(nóng)民認識到農(nóng)業(yè)種植技術的重要性，保護性耕作技術正在快速普及，雖然我國的保護性耕作技術還處于初級探索中，但是技術推廣的范圍還是很廣泛的。保護性耕作最主要的技術理念在于減少對土地的翻動與破壞，將農(nóng)作物秸稈覆蓋在田地表面，并進行免耕播種作業(yè)。該技術能夠減少風蝕、水蝕對土壤造成的不可逆轉的損害，可以增強土壤的蓄水能力，通過秸稈的腐解培肥地力[1]。大力推廣保護性耕作技術，可以提高秸稈利用效率進而降低秸稈焚燒帶來的大氣環(huán)境污染，對生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到了推動作用。隨著保護性耕作技術在國內(nèi)外的大力推廣，開始逐漸建立保護性耕作試驗示范基地，對于合理探討保護性耕作技術的作用條件與基礎建設提供了良好的試驗基地。目前，保護性耕作技術已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展建設中的重要組成部分。

1 機械化保護性耕作技術

1.1 秸稈覆蓋技術

農(nóng)作物秸稈如何進行處理是保護性耕作的技術要點，主要處理方法是將農(nóng)作物的秸稈與根茬進行粉碎，鋪撒在地表上，通過這種方式減少土壤暴露面積，防止土壤徑流，風蝕破壞，同時還可以增加土壤的通透性，提高土壤蓄水保墑能力[2]。農(nóng)作物收獲后，通過秸稈還田機與旋耕機進行收獲后作業(yè)，將農(nóng)作物秸稈與根茬進行處理，其覆蓋面積應為該地塊面積的30%左右(圖1)，覆蓋面積過小保護性耕作技術的效果不明顯，覆蓋面積過大則會導致后續(xù)免耕播種出現(xiàn)問題，影響播種質量。

圖1 秸稈覆蓋技術

1.2 雜草及病蟲害控制技術

保護性耕作技術由于將秸稈覆蓋在地表，雜草種子及蟲卵仍然殘留在地表，這樣的耕作技術與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比較，出現(xiàn)病蟲害及草害的概率大大增加。為了讓農(nóng)作物正常的生長，就需要采用一些除草除蟲的措施，做到前期預防，隨時觀察，早發(fā)現(xiàn)早處理。雜草的處理方式主要有出苗前機械噴灑除草劑(圖2)，可以很好地抑制雜草的生長；出苗后通過噴灑除草劑、機械除草等措施對雜草進行控制。病蟲害的防止主要通過播種包衣種子來進行預防蟲害。隨時觀察病蟲害的情況，發(fā)現(xiàn)蟲害及時噴灑殺蟲藥劑進行病蟲害的控制。

圖2 雜草病蟲害控制技術

1.3 免耕播種技術

少耕或免耕播種技術主要是在沒有進行過耕作的田地上進行播種，通過免耕播種機械進行作物播種，并達到農(nóng)業(yè)要求的播種質量與播種效率。采用保護性耕作技術后，地面會有農(nóng)作物秸稈覆蓋，由于未進行過耕整地，土壤較為堅實，地面不平整等現(xiàn)象，這樣就需要免耕播種機的播種施肥性能較為優(yōu)秀，不僅具備傳統(tǒng)播種機的各種功能，還需要具備防止雜草纏堵功能、預計仿形作業(yè)功能等，為進一步農(nóng)田建設與發(fā)展提供良好的地力條件。

1.4 機械深松技術

首先利用深松犁進行土壤深松，深度為30～50 cm，為后續(xù)作物種植提供良好的土壤條件。深松過后的土壤犁底層被打破，有利于作物根系的生長，根據(jù)實際情況2～4年進行一次深松作業(yè)，一般作業(yè)深度在30 cm以上。在進行農(nóng)業(yè)操作時，對于初次實施保護性耕作的耕地，需要在作物播種前進行深松翻耕作業(yè)[3]。

2 機械化保護性耕作技術推廣意義

2.1 降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本

目前，我國的農(nóng)作物種植生產(chǎn)與發(fā)達國家相比還存在較大差距。例如，農(nóng)產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)成本及勞動力使用都存在一定差距。主要原因在于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范圍廣闊，地塊分散，山川丘陵面積較大，導致農(nóng)業(yè)處于小規(guī)模的生產(chǎn)地區(qū)較多，效率相對較低。目前，在全國范圍內(nèi)進行保護性耕作技術推廣的同時，由于技術復雜、農(nóng)戶思想傳統(tǒng)、政府宣傳力度不到位等原因，很多地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍按照傳統(tǒng)種植方式進行。保護性耕作技術可以將土壤的風蝕、水蝕危害降到最低，減少農(nóng)機具的作業(yè)天數(shù)，節(jié)約勞動成本，并且可以有效提高土壤團粒結構，有效增強團聚體的蓄水保墑能力。利用秸稈覆蓋土壤，提高地溫與土壤肥力，替代傳統(tǒng)的地膜覆蓋，節(jié)省地膜使用，減少“白色污染”。采用機械化保護性耕作可以提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向生態(tài)農(nóng)業(yè)的轉型，減少農(nóng)戶種植投入，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，在促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時提高農(nóng)戶收入。

2.2 調(diào)整土壤結構

采用保護性耕作技術，減少對土壤的翻動，通過深松作業(yè)使土壤的滲水效果更好。地表被農(nóng)作物秸稈覆蓋，秸稈經(jīng)過腐熟分解，會增加土壤的有機物含量，起到培肥地力的效果。采用輪做的種植模式，能夠很好地保持土壤的養(yǎng)分含量，土壤結構會得到非常明顯的改善，土壤水土流失情況也會減少。例如，在西北干旱地區(qū)，降雨時間相對比較集中，這樣就會造成大面積的水土流失，采用保護性耕作技術，通過增加秸稈的覆蓋率，減少土壤水分蒸發(fā)，增加土壤滲水、蓄水能力，從而提高土壤抗旱能力。

2.3 減少環(huán)境破壞

采用機械化保護性耕作技術，使用免耕播種機進行播種，并且通過滲灌管淺埋在地下的方式進行節(jié)水灌溉，通過這種方式讓土壤地表會重新建立防護層，以防止水土流失。通過少耕地甚至不耕地的方式讓土壤結構穩(wěn)固，減少風蝕、揚塵等環(huán)境問題。此外，通過將農(nóng)作物秸稈直接進行還田處理后，會很大程度上減少秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染問題。

2.4 增加農(nóng)民收入

采用機械化保護性耕作后，土壤的結構會發(fā)生改變，土壤的肥力也會明顯增加，通過免耕播種機，秸稈還田機進行作業(yè)可以提高種植效率，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。在整個作業(yè)過程中，減少了耕整地作業(yè)，明顯節(jié)約了勞作成本與人力成本，做到豐產(chǎn)豐收，切實增加農(nóng)民的收入。

3 機械化保護性耕作實施現(xiàn)狀

我國面臨水資源短缺、農(nóng)業(yè)用水量大、水資源利用效率低的問題，對于地處于干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)，要想發(fā)展就需要解決很多問題。1)全年降雨量較少，且降雨時間較為集中、日平均氣溫較低、土壤肥力低，這些問題都會導致農(nóng)作物產(chǎn)量下降。2)氣候干旱導致土壤沙化，水土流失也較為嚴重，進一步降低了土壤的肥力。為了解決干旱地區(qū)存在的問題，1960年以來，研究人員就在全國范圍內(nèi)開展保護性耕作技術推廣與試驗示范基地的建立工作。在黑龍江省部分地區(qū)，首次推廣了麥類作物的免耕播種技術，與此同時江蘇地區(qū)同樣也進行麥類作物的免耕播種，其不同在于上一茬作物是水稻，在水稻田留茬地面進行播種。從1980年以后，各個地區(qū)都有嘗試進行少耕作業(yè)及秸稈覆蓋等技術研究，其結果表明，在提高農(nóng)產(chǎn)品質量與農(nóng)戶收入等方面效果顯著。在20世紀90年代初期，已經(jīng)開始進行將保護性耕作技術本土化研究，研制開發(fā)出新型保護性耕作機械，該機械主要適用于北方干旱、半干旱地區(qū)進行保護性耕作技術的推廣與應用。

目前，我國有多地都陸續(xù)開展適用于本地區(qū)的保護性耕作技術研究，并建立相對應的技術示范推廣基地，輻射總面積已經(jīng)超過5 000 hm2，試驗示范結果表明都已經(jīng)達到了減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、增加產(chǎn)量的效果。但是由于秸稈還田機在作業(yè)過程中存在較多問題，所以很難大規(guī)模的進行推廣并且達到持續(xù)的實施作業(yè)。針對這些問題，研究人員針對不同地區(qū)探索出多種不同的保護性耕作技術。例如，在東北地區(qū)，將深耕作業(yè)與犁地耙地進行輪流耕作技術；在華北地區(qū)主要采用秸稈覆蓋、免耕播種及旋耕作業(yè)技術減少耕整地次數(shù)；在西北地區(qū)主要采用深耕作業(yè)，增加土壤蓄水能力；在南方地區(qū)主要采用免耕技術或者少耕技術[4]。

4 機械化保護性耕作發(fā)展趨勢

4.1 由傳統(tǒng)的耕作方式向保護性耕作技術轉化速度不斷加快

近些年來，由于各地政府的大力宣傳，各地區(qū)也通過不同的形式建立示范區(qū)，定期開展培訓課程，并積極鼓勵農(nóng)戶參加，技術專家在田間對農(nóng)民進行作業(yè)指導及技術演示，保護性耕作技術的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，耕作效果讓農(nóng)民滿意認可。

4.2 由單純的土壤耕作技術向綜合性可持續(xù)技術方向發(fā)展

與傳統(tǒng)耕作方式相比，保護性耕作技術將秸稈還田技術、秸稈覆蓋技術、深耕技術、雜草及病蟲害有效防治技術、免耕播種技術等結合，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展都起到了積極的推動作用[5]。

4.3 由單一保護性耕作模式向多元化技術模式發(fā)展

我國地域性差異也表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，各地區(qū)由于溫度氣候、土壤類型不同(黑土、黃土及紅土等)，農(nóng)作物的種植方式與品種不同，都會影響保護性耕作技術的實施效果，因此要想該技術達到理想效果就要因地制宜的實施。集秸稈還田技術、深松免耕技術為一體的多元化保護性耕作技術，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及田間資源循環(huán)利用的有效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術。

4.4 保護性耕作機械化技術由低水平向高水平發(fā)展

目前，部分農(nóng)機企業(yè)已經(jīng)在保護性耕作機械這一領域掌握了較為成熟的生產(chǎn)技術，很多企業(yè)都具備自主研發(fā)能力，并通過吸取先進的技術經(jīng)驗，自主研發(fā)適合我國地理環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的保護性耕作機械，達到快速縮短我國與發(fā)達國家之間的技術差距。

4.5 政府更加重視保護性耕作的發(fā)展

保護性耕作技術的實施不僅對生態(tài)環(huán)境進行了保護，還有利于人與自然和諧共存。國家也是全力對保護性耕作技術進行推廣，增加科研項目的經(jīng)費，加大政府的支持力度，同時指派技術專家對農(nóng)民進行指導與培訓，對保護性耕作機具進行數(shù)據(jù)采集與分析，更好地為農(nóng)民提出更加科學的指導與建議。

5 結語

在分析保護性耕作技術的內(nèi)涵及國內(nèi)發(fā)展的基礎上，針對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，以及我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的保護性耕作技術的實施效果，可以說明該技術在我國具有很高的實施可行性，解決我國目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)耕作無法解決的問題。例如，糧食產(chǎn)量增加、土地荒漠化現(xiàn)象減弱、有利于生態(tài)環(huán)境、減少農(nóng)田白色污染，以及秸稈焚燒問題。因此，將保護性耕作技術應用推廣到全國各地區(qū)，對于實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)及可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)方向起到了推動作用。