伊犁墾區耕作制度的分析及優化*

賴剛剛，郭丹麗，李 敏，張振國

（新疆生產建設兵團第四師農業科學研究所，新疆 可克達拉 835219）

耕作制度又叫農作制度，是一個地區或一個生產單位的作物種植制度，以及與其相適應的土地保護培養制度的綜合技術體系，是耕作學研究的核心內容[1-2]。耕作制度是農業生產上一個帶有戰略性的綜合農業技術體系，建立合理的耕作制度是農業生產的一項重要戰略措施[3]。

伊犁墾區地處新疆西部邊陲伊犁河谷的八縣三市，擁有18個農牧團場，具有典型的溫帶大陸性氣候特點。現有總耕地面積121 593.3 hm2，年均日照時數2 661.5 h，年均降水量227～480 mm，無霜期140～180 d，≥10 ℃積溫3 400 ℃，農業氣候資源豐富，是新疆和兵團重要的糧、油、糖和香料作物生產基地[4]。

隨著伊犁墾區環境氣候變化、農業生產水平提高及作物種植結構的調整，原有的耕作制度已難以適應當前現代農業發展的需求。伊犁墾區農業現代化的實現亟需制定適應氣候變化、技術進步及現代化農業發展的現代耕作制度，以實現農業高產穩產、高效率、低成本生產。因此，建立適應伊犁墾區現代農業發展，實現水、土、光、熱等資源高效利用的耕作制度顯得尤為重要。如何根據伊犁墾區農業資源的特點，耕作制度的演變規律，調整現行耕作制度，充分發揮伊犁墾區農業資源的優勢，建立高產、優質、高效、低耗、安全可持續發展的農業生產體系，已成為伊犁墾區未來農業高質量發展亟需解決的問題。

1 近年來伊犁墾區農業種植結構狀況

近30年來，伊犁墾區耕作制度隨農業生產發展發生了較大變化，農作物種植總面積由1990年的99 400.0 hm2增加到2019年的127 066.7 hm2，主要以糧食作物種植面積增加為主。糧食作物總種植面積由1990年的59 000.0 hm2增加到2019年的78 173.3 hm2，其總產量由1990年的263 755.0 t增加到2019年的819 481.0 t，增加約3.1倍（見表1）。從1990年至2019年，糧食作物和棉花播種面積不斷增加，隨之產量也不斷增加，其中2005年以后，由于栽培、病蟲害防治等技術的提高，糧食作物產量大幅增加；油菜種植面積在2015年有所減少，但其產量相對穩定，未見明顯波動；甜菜產量隨其種植面積的變化波動較為明顯。綜上所述，目前伊犁墾區主要以糧食作物種植為主，大部分地區以小麥-玉米連作為主，玉米-小麥-大豆輪作極少。長期用地而不養地，將造成農田生態系統脆弱，抵御自然災害能力較弱。

表1 1990—2019年伊犁墾區主要農作物種植面積及產量統計

從表2可見，2019年伊犁墾區農作物播種總面積為127 066.7 hm2，其中水稻、玉米、高粱、棉花、香料和瓜果主要集中在六十四團、六十五團、六十六團、六十七團、六十八團、六十九團、七十團、七十一團、七十二團、七十三團的東西部河谷平原墾區；小麥在全師各團場均有分布，南部昭蘇高原墾區為小麥、馬鈴薯和油菜作物主產區；大豆、藥材、瓜果和甜菜類作物除少數團場未種植外，大部分團場均有分布。

表2 2019年伊犁墾區各團場農作物種植面積 hm2

伊犁墾區主要農作物由以糧油作物為主逐漸演變為以玉米、小麥、油菜、棉花、水稻、大豆、甜菜及香料八大作物為主的格局（見圖1）。截止2019年，伊犁墾區玉米種植面積33 146.2 hm2（占農作物總面積的27.82%）、小麥25 307.1 hm2（占農作物總面積的21.24%）、油菜17 211.1 hm2（占農作物總面積的14.45%）、棉花11 048.2 hm2（占農作物總面積的9.27%）、水稻8 249.7 hm2（占農作物總面積的6.93%）、甜菜4 406.6 hm2（占農作物總面積的3.70%）、大豆3 224.9 hm2（占農作物總面積的2.71%）、香料2 813.4 hm2（占農作物總面積的2.36%）。

圖1 2019年伊犁墾區農作物種植結構

2 伊犁墾區現行耕作制度存在的問題

2.1 種植結構比重失衡

伊犁墾區農業以糧食作物為主，其中糧食作物占農作物的51.9%以上，經濟作物比重較小。據2010—2019年的統計資料表明，2010年伊犁墾區小麥播種面積為3.0萬hm2，占糧食作物播種面積的48.2%，產量為6 840 kg/hm2，其中冬小麥產量為7 485 kg/hm2，春小麥產量為6 390 kg/hm2；2019年伊犁墾區小麥年播種面積2.53萬hm2，占糧食播種面積的32.4%，產量為7 455 kg/hm2，其中冬小麥產量為7 425 kg/hm2，春小麥產量為7 455 kg/hm2。2010—2019年伊犁墾區小麥年播種面積有所減少，小麥在糧食作物中的占比也在減少，但小麥產量在增加。在依托技術實現糧食增產的同時，應增加其他作物的種植比例。

2.2 生產成本增加的同時，對生態環境造成嚴重的破壞

在追求經濟效益的同時，為克服連作障礙，生產中投入大量化肥、農藥，不但增加了生產成本，同時也對生態環境造成了嚴重破壞[5]。據統計，2018—2019年伊犁墾區的化肥施用量增長率為2.6%，農藥施用量增長率為3.4%。

2.3 復種指數不高，土地、光溫資源利用率低

伊犁墾區大部分團場作物仍以一年一熟制為主，目前復播作物主要有大豆、油葵和青貯玉米等。近年來復種指數不斷增長，但增長緩慢，復種指數較低。2019年伊犁墾區復種指數僅為104.5%，土地、光溫、水資源沒有得到充分利用。西部河谷平原墾區的冬小麥在6月下旬收獲，7月到10月的光溫熱資源較少被利用，光溫水資源利用率較低。

3 伊犁墾區耕作制度發展建議

3.1 調整種植結構

種植結構調整是實現農業現代化發展的重要途徑之一。優化種植結構，能夠促進農業生產健康持續發展，耕作制度也會隨著種植結構的調整進一步優化，以適應當前農業發展的需要，從而促進種植業綜合生產能力提高，農業產業轉型升級[6]。調整種植業結構不僅可以有效利用墾區水熱資源，而且在糧食生產得到充分保證的前提下，通過增加經濟作物和飼料作物的比例增加經濟收入，是促進整個農業經濟發展的主要途徑。

根據伊犁墾區豐富的溫光熱資源和溫差大等氣候條件，西部河谷墾區應集中力量大力發展制種玉米、棉花、水稻、香料、甜菜、瓜果、蔬菜等作物；東部墾區應集中發展中草藥，兼顧制種玉米、水稻等；南部高原盆地墾區應在保證糧食油料生產充分的條件下，適當增加經濟作物和飼料作物的種植面積。根據伊犁墾區的溫光熱資源等氣候條件，昭蘇墾區應集中優勢發展馬鈴薯、草業等比較效益高，抵御自然災害能力強的作物，大力發展畜牧業。通過種植業和養殖業的直接結合，拓展生產的廣度和深度，使有限的耕地產出更多優質高效的農產品。

隨著現代農業技術的不斷提高，生產條件及需求等不斷變化，集約耕作制度將是現代農業發展的必要保障[7]。今后，研究者應積極探索有利于資源環保、綠色發展、適應全程機械化和高度集約化發展的耕作制度。

3.2 發展設施農業

西部和南部墾區海拔較高，晴天多，光照資源豐富，氣候和資源環境優越，發展設施農業有其獨特的優勢條件，能夠有效提高資源利用率。西部河谷墾區主要以一年熟制為主，作物生長期在4～10月份，可開發利用冬閑地，大力發展多種設施農業，提高復種指數，特別是發展一些經濟效益較高的作物，提高溫光資源利用經濟效益，如大棚蔬菜、花卉、工廠化育秧、溫室瓜果等。另外，從節水情況看，西部河谷墾區也較適合發展設施農業，水資源相對短缺，而以節水灌溉為基礎的設施農業，節水率可達70%以上。因此，發展集約化農業生產不僅能夠提高資源利用率，而且能夠提高作物產量，進而提高經濟效益[8]。

3.3 實行保護性耕作

保護性耕作可保水保墑、培肥地力，改善土壤理化性質，增強作物抗旱能力，保護環境，實現作物增產增收[9]。輪作復種是用地與養地不可或缺的措施，傳統的精耕細作和輪作休耕其本質就是科學地用地與養地[10]。實行小麥、玉米、大豆及部分經濟作物輪作，根據作物輪作的茬口，推行以深松為主體的“松、旋、翻”相結合的土壤耕作制度。此外，有研究表明，休耕可提高土壤中有機質含量、光合作用效率、土壤蓄水保墑能力及田間二氧化碳利用率，因此，休耕可提高作物單產，能夠有效保護土壤農業資源，獲得較好的經濟效益和生態效益[11-12]。經過一段時間的保護性耕作，土壤潛力將得到最大限度的可持續利用[13]。在盡量減少收入損失的情況下，以短期回報為代價，提高未來土壤質量，建立長期可持續的土壤管理。因此，現代農業生產中更需要用養結合，生態高效、生產力持續、種養混作和循環農業生產等不同形式的耕作制度[14]。

間套作可提高作物產量，配套現代生產技術，可實現高產高效經營[15]。目前，很多地區在主栽作物中套種經濟效益高的蔬菜、果品或藥用植物，提高土地產出率和光熱資源利用率。

建立多種耕法合理組合的耕作體系，大力推行抗旱保墑耕作制度，形成松、耙、旋、翻相結合的少耕體系。在旱作農業中，有效利用有限降水，獲得更高的作物產量是農業生產的核心，但面對自然降水年際間和季節間分布不均的特點，須以保墑防旱和抗蝕保土為目標，改多耕為少耕，改翻耕為深松，改全面松土為間隔松土；建立一套以少耕為特點的，以深松為主體的，深松、翻耕、耙茬、免耕相結合的，以合理輪耕為特征的，以新的物質和技術為基礎、旱作改適時補灌為補充的現代化的耕作體系。

3.4 培肥土壤，科學施肥

伊犁墾區長期以來的廣種薄收，粗放種植，缺乏對土壤有效培肥，加上水土流失嚴重，使土壤愈種愈瘠薄，因此，應搞好耕地培肥，恢復地力，加強有機肥與化肥相結合，抓好養畜積肥，提倡秸稈還田，做到用養并舉。牧草與多年生作物間作，作物輪作可提高土壤肥力和種植可持續性，如苜蓿—谷物、谷物—豆類等輪作[16]。推廣草田間作、輪作，提高有機肥回收和利用率。推廣平衡施肥、測土配方科學施肥、分層施肥，提高化肥利用率，改善土壤微生物環境，促進作物根系發育，實現以肥促根，以根調水，從而改善作物的生理抗旱性，確保土地持續增產。“綠色培肥”是培肥地力的一種新途徑，綠肥改變了長期以來農業生產只施化肥和過量施用化肥的現象。應大力提倡種植綠肥作物“以綠肥養田”；其次要提倡農家肥、有機肥的使用[17-18]。

伊犁墾區耕地面積廣，地形多樣，氣候多變。通過調整種植業結構，發展優勢產業；實行保護地栽培，發展設施農業；改變傳統的耕作技術，大力發展節水灌溉技術；實施保護性耕作，以最大限度地發揮水、土、光、熱資源潛力。在今后農業生產過程中應進一步探索與不同地形、不同氣候、不同土壤類型條件相適應的種植模式。并建議政府應進一步加大資金投入，支持耕作制度研究和可持續土壤的管理，建設保護性耕作示范基地。未來應將致力于構建作物高產、資源高效利用、節水減肥減藥的綠色種植制度，服務伊犁墾區農業高質量發展。