黑土地保護性耕作技術的應用與推廣

鞍山市千山區農業綜合行政執法隊 肖傳猛

1 保護性農業的發展概況

1.1 保護性耕作技術

保護性耕作主要是指以農作物的秸稈還田為前提條件，采取免耕或者少耕的現代耕作方法，實現對土地資源的保護。

1.1.1 免耕技術

除了播種和施肥之外，從播種之后到收獲期間不擾動土壤的耕作方式被稱為免耕。在溫度、濕度適宜和不寒冷、不潮濕的土地上進行免耕播種，和傳統的耕作方式相比，農作物的產量不會受到影響。相關的研究顯示，采取免耕的優勢明顯，不僅可以降低作業的成本和作業的時間，同時還可以減少對土壤的侵蝕和破壞，達到蓄水保墑的目的，提高土壤的透氣性和透水性。因為對土壤的擾動比較少，所以能夠為地下生物提供良好的棲息地。連續幾年免耕之后的土壤的有機質含量不斷增加，土壤結構改善，從而提高了農作物的產量。

1.1.2 少耕技術

第一，條耕。在覆蓋農作物秸稈的地表上，將覆蓋物剝開呈條狀，然后在秋季耕出寬度為20厘米、深度為10厘米的等待播種的地塊，在地塊內形成高度為10厘米左右的壟，行間覆蓋殘留物，只限于播種條內耕作，播種之后平整地表。通過該種方式可以實現土壤的保護，有利于將肥料輸送到農作物的根部，從而提高了肥料的利用效率，降低了作業成本。第二，垂直耕整。秋天殘留覆蓋物的地面可以采用聯合耕作的方式，該種方式可以起到蓄水保墑和提高地表溫度、減少水土流失的作用，也能實現產量的提高。

1.2 作物輪作

調查研究顯示，土壤耕層深厚、透氣性好、肥力高和有機質含量高與常年堅持合理的輪作以及秸稈還田有密切的關系，通過長期的輪作可以增加土壤中的有機質和微生物的含量。

1.3 覆蓋作物

除了免耕等保護性耕作模式之外，更加強調少耕，一些學者認為覆蓋的作用大于免耕的作用，其主要包括秸稈覆蓋和作物覆蓋。在播種之后地表農作物的覆蓋率不低于30%，能夠減少70%的風蝕和水蝕。相關的調查機構研究顯示，利用免耕和全量秸稈還田技術能夠減少蒸發量，提高土壤的蓄水能力。各種覆蓋作物品種的優勢不同，如牧草的營養吸收和固氮能力較強，蕎麥的生長速度較快，通過覆蓋作物能夠實現固土和保水的目的。

2 我國黑土地保護現狀

2.1 黑土地的演變情況

黑土地是我國重要的自然資源，但是長期使用傳統的耕作方式會導致黑土地的水土流失嚴重，造成土壤的質量下降，尤其是土壤中的有機質含量不斷下降。通過調查研究顯示，當前耕地的黑土層的平均厚度由20世紀的80年代的30厘米減少到現在的20厘米，大量的黑土流失，黑土地中的氮、磷、鉀的流失需要大量的化肥才能夠補充農作物生長所需的營養。

2.2 黑土地保護性耕作

在20世紀的60年代，我國已經開展了免耕種植保護耕地的研究，以秸稈還田為主要的利用方式將耕作栽培模式分為以下兩種。

2.2.1 玉米秸稈全覆蓋少免耕栽培技術模式

玉米秸稈全覆蓋少免耕栽培技術模式主要包括以下幾種：第一，秸稈全覆蓋、平作少耕或者免耕栽培模式，該種栽培模式需要高留茬，確保秸稈的全量均勻覆蓋。第二，秸稈全覆蓋、寬窄行平作免耕栽培模式；第三，按照原壟卡種的少耕栽培模式，該種栽培模式能夠提高地表的溫度，秸稈一般聚于壟溝，免耕播種的質量比較高。

2.2.2 秸稈過腹還田模式

在鹽堿地可以采用秸稈過腹還田的循環農業模式，在應用7～8年之后，能夠保證土地變為良田，其可以降低種植和養殖的成本投入，并且減少秸稈焚燒所帶來的環境污染問題。

2.3 寬窄行免耕播種模式

在秋季玉米收獲的同時可以將秸稈全量粉碎還田，在春季利用機械設備形成寬窄行種植模式，窄行為40厘米，寬行為80厘米，實現寬行和窄行隔年交替種植，播種深度為3～5厘米，施肥的深度為8～12厘米。主要的技術流程如下所述：利用機械設備收割農作物、秸稈粉碎還田、秸稈歸行、免耕播種施肥、病蟲害和草害的防治，要選擇配套的機械設備，主要包括自走式玉米聯合收獲機、玉米秸稈歸行處理機、免耕播種機、深松施肥機和噴桿噴霧機，以提高播種效率。

2.4 均勻行免耕播種模式

在秋季玉米收獲的同時選擇秸稈全量粉碎還田均勻地覆蓋地表，秸稈粉碎的長度要小于10厘米，保證粉碎的合格率，結合粉碎的情況可二次還田處理，其目的是提高播種機械設備的性能。在春季采用均勻行免耕播種作業，行距為55厘米，播種的深度為3～5厘米，施肥的深度為8～12厘米，主要的操作流程如下所述：選擇機械設備收獲、利用秸稈粉碎還田、免耕播種施肥、進行病蟲草害的防治，選擇配套的機械設備，包括自走式玉米聯合收獲機、秸稈粉碎還田機、深松機、免耕播種機和噴桿噴霧機等。

2.5 苗帶淺旋少耕播種模式

在玉米收獲的同時秸稈全量粉碎還田就應該覆蓋地表，秸稈的長度要小于10厘米，以保證粉碎的合格率。春季播種之前苗帶淺旋處理，深度小于10厘米，直接進行少耕播種，播種的深度為3～5厘米，施肥的深度為8～12厘米。主要的技術操作流程如下所述：選擇機械設備收割、秸稈粉碎還田技術、苗帶淺旋少耕播種技術、進行病蟲草害的防治，選擇適合的配套機械設備，包括自走式玉米聯合收獲機、秸稈粉碎還田機、深松機、苗帶旋耕播種機和噴桿噴霧機。

3 保護性耕作技術的應用效果

3.1 土壤的容重

土壤容重是評價黑土地土壤質量的重要指標，如果土壤的容重小，說明土壤的結構性能好和疏松性好；如果土壤的容重大，則說明土壤比較板結，并且質量差。保護性耕作技術的應用可以減少土壤的容重，在改善土壤結構方面發揮著重要的作用。

3.2 含水量

利用免耕技術和秸稈覆蓋還田技術能夠降低土壤的蒸發，提高土壤中的含水量，提高水資源的利用率。

3.3 土壤風蝕

地表覆蓋秸稈殘茬可以降低地表的風速，提高土壤抵御風蝕的能力。

3.4 土壤的肥力

通過保護性耕作技術能夠改善土壤流失的狀況，控制土壤中有機質的損失量。此外，秸稈還田還能夠提高土壤對養分的吸收，實現土壤養分含量增高和肥力增強的目的。調查研究顯示，秸稈還田5年以上的地塊，腐爛的秸稈養分逐年增多，每年可以減少20%的化肥投入，實現土壤肥力的提升。

3.5 蚯蚓的數量

土壤中的蚯蚓能夠改善土壤的性能，提高土壤的疏松度，讓水和空氣能夠達到農作物的根部，促進農作物的健康生長。在一些有條件的地區可通過大量的蚯蚓達到免耕的目的，蚯蚓還能夠起到降解土壤污染物的作用。保護性耕作技術的應用能夠為蚯蚓提供更好的生存空間，相關的數據研究表明，利用保護性耕作技術以單位面積內的蚯蚓數量明顯高于沒有應用保護性耕作技術的田塊。

3.6 農作物的產量

保護性耕作技術的應用不僅提高了土壤的肥力，還提高了農作物的產量。相關的數據研究表明，在利用保護性耕作技術的田塊，其農作物單產量明顯高于沒有應用保護性耕作技術的田塊，其中的寬窄行種植模式的增產效果比較好。

4 黑土地保護性耕作技術存在的問題

4.1 秸稈還田

秸稈還田能夠提高土壤的有機質含量和改善土壤的性能，有些地區的秸稈還田仍然沒有很好地解決，還會出現秸稈焚燒的現象，加之高密度的種植方式和追求高產的種植方式導致秸稈的數量比較大，因而如何在有限的耕地范圍內實現秸稈還田的有效利用已經成為保護性耕作技術應用面臨的問題。

4.2 種植制度和耕作方式

為了片面地追求糧食的產量，我國重要的黑土地分布地區采用大面積連作種植的方式，病蟲草比較嚴重，農民大量的使用農藥，或者過量的使用化肥影響了土壤的質量，出現了嚴重的水土流失問題，導致黑土層變薄和土壤的質量下降。為此，全面推廣秸稈環境和保護性耕作制度已經成為我國農業可持續發展的必經之路。

4.3 耕整和播種機械設備

因為受到傳統耕作方式的影響，我國的播種機械設備的生產水平無法滿足現代農業生產的需求，應該加大對保護性耕作機械設備的研發和引進，為大面積地實施秸稈還田以及應用保護性耕作技術提供設備支持。

5 保護性耕作技術的推廣

5.1 強化保護性耕作技術的宣傳

黑土地是我國重要的土地資源，在確保國家糧食安全方面發揮著重要的作用，因此應該加大對保護性耕作技術的宣傳力度，讓更多的農戶認識到保護性耕作技術的重要性，并且在生產中積極地應用和推廣。還可以建立保護性耕作示范基地，加大對保護性耕作技術的宣傳力度，讓更多的農戶看到保護性耕作技術的效果，從而積極地認可和接受該技術。

5.2 加強保護性耕作主力培養

保護性耕作技術實施的主要對象是農業合作社和家庭農場等，要加強對主力軍的培養，樹立典型，引導更多的農戶采用保護性耕作技術。此外，保護性耕作技術的應用能夠實現土地的規模化和集約化發展，幫助土地更好的流轉。

5.3 推進新型技術的推廣和機制的建設

為了更好地推廣保護性耕作技術，應該調動管理人員和工作人員的積極性，加大對農業合作社和家庭農場的扶持力度，相關的科研單位和生產企業應該發揮各自的優勢，積極加大對農業技術的推廣力度，重視與農業主體的交流，加大對保護性耕作技術的研發力度，設計出更多的保護性耕作技術，并且進行推廣和應用。

5.4 加大政府的扶持補貼力度

為了提高保護性耕作技術的推廣和應用效果，應該加大各方的財政補貼力度，包括保護性耕作技術的研發、生產和培訓等環節，都需要出臺一系列的補貼標準，以調動各方應用的積極性。此外，鼓勵各個地區探索多渠道的投入機制，為保護性耕作技術提供更多的資金支持，從而為實現農業的可持續發展奠定基礎。

5.5 積極引進國外先進的技術

因為受到傳統技術和機械設備等因素的影響，我國的保護性耕作模式還需要加大對國外先進技術的引進和利用，結合本國農業發展的實際情況消化利用保護性耕作技術，包括建立保護性耕作示范基地、借鑒先進地區和國家的技術經驗、加快對保護性耕作技術領域的農民培訓、營造良好的保護性耕作技術應用的氛圍、使更多的農戶認識到保護性耕作技術的優勢，從而從而促進保護性耕作技術的應用。

5.6 推進秸稈還田進程

第一，秸稈是土壤有機質的主要來源。農作物中秸稈含有一定的養分和纖維素，并且木質素和蛋白質的含量比較高，能夠為土壤提供較多的有機質，同時還可以補充氮、磷、鉀等營養元素。第二，秸稈能夠改善土壤的結構。秸稈可以為土壤中的微生物提供必須的營養物質，經過土壤微生物的轉化之后能夠產生腐質和多糖能有機物和無機物，從而促進土壤形成團粒結構，降低土壤的容重，提高土壤的透氣性，實現保水保肥的目的。第三，秸稈是土壤生物生存的必要條件。秸稈能夠為土壤中微生物的生存提供能源物質，也能為蚯蚓提供能源物質，平衡農業生態系統。秸稈還田技術能夠增加土壤中的有機質含量，實現土壤肥力的提升，平衡土壤生態系統。此外，秸稈過腹還田能夠改善土壤的結構，提高土壤中有的機質含量，最為重要的是可以降低化肥的投入，降低對生態環境的破壞，降低種植的成本。秸稈有氧發酵優質有機肥還田可以平衡土壤微生物菌群，提高土壤中的有機質含量，改善土壤的肥力。

5.7 開展保護性耕作技術的試驗示范

應該結合當地黑土地資源分布實際情況設計和規劃保護性耕作模式的應用，在不同的生態區和不同土壤類型地區選擇不同的耕作方式，探索出適合本地區發展的保護性耕作技術，提高保護性耕作技術應用的效果。利用保護性耕作技術可以最大程度地減少水土流失，提高水肥的利用率，減少農業發展過程中的養分和水分的蒸發。前茬作物的根部腐爛之后會形成比較大的空隙，從而可以增加水分的滲透能力，實現土壤質量的改善，提高土壤中的有機質含量。垂直立體深松技術能夠最大程度地減少對土壤結構的破壞，增加蓄水保墑能力。利用免耕和秸稈覆蓋技術可以有效減少水分的蒸發，增強土壤的蓄水能力。保護性耕作技術還能夠減少風沙的侵蝕，降低空氣中的粉塵含量，減少機械作業中的燃油排放，改善空氣質量。

5.8 加強技術的創新

要不斷地完善技術的創新模式，推進保護性耕作的社會化服務。重視對保護性耕作模式的機械設備的研發，從而為技術的應用和發展提供滿意的機械設備保障。通過扶持農機大戶和農機經紀人來推進保護性耕作社會化服務，探索出適合本地區發展的保護性耕作市場化的運行機制，提高對農業機械設備的利用，提升種植效益。

6 結語

在黑土地資源保護中利用保護性耕作技術可以提高土地資源的利用率，促進我國農業的發展以及保障國家的糧食安全。相比于西方發達國家，我國的保護性耕作技術起步比較晚，因此要加大對先進國家的保護性耕作技術的借鑒，結合我國黑土地資源的分布情況合理地選擇保護性耕作技術。從當前的黑土地資源保護情況來看，還存在一些問題需要解決，這就需要科研機構加大對保護性耕作技術的研發和應用，重視對保護性耕作技術的推廣，從而為實現我國農業的可持續發展以及黑土地資源的保護奠定基礎。