建平县保护性耕作浅析

刘兴波

建平县农机质量监督管理站

随着传统耕整地技术的不断发展，人类和自然的矛盾愈来愈突出，比如耕翻作业除掉地面残茬、杂草，固然有利于播种， 但同时也破坏了对地面的保护，导致土壤风蚀、水蚀加剧；旋耕灭茬切碎土壤，创造了松软细碎的种床， 但同时又消灭了土壤中的蚯蚓与生物，使土壤慢慢失去保护性，近几十年来，我国机械耕作活动增强，农作物产量大幅度上升，但河流泛滥、沙尘暴猖獗、土壤退化、作业成本上升，焚烧秸秆造成空气污染和引起火灾也是不争的事实。保护性耕作取消铧式犁翻耕， 在保留地表覆盖物的前提下免耕播种，以保留土壤自我保护机能和营造机能，是机械化耕作由单纯改造自然到利用自然、进而与自然协调发展农业生产的革命性变化。 对农民本身将带来观念上、生活质量上的革命性变化。 对农业机械化工作来说，以往农业机械化谈论最多的是提高劳动生产率和土地生产率，只要农业生产任务按时完成、增产增收了，农业机械化就完成任务了。没有认识到农业机械化和资源与环境保护密切相关，机械化可以破坏环境、也可以保护环境。 深耕深翻、开荒种地，发展了生产，也带来水土流失、环境恶化的问题，引起人们对机械化的质疑。但是，机械化也是治理环境的最重要手段之一，如机械化保护性耕作技术， 不但能节约农业用水，增加土壤有机质含量，保护自然环境等等

一、保护性耕作发展概况

保护性耕作是一种新型旱地耕作法，主要包括免耕播种施肥、深松、控制杂草、秸秆及地表处理等4 项内容。 其核心是免耕播种，主要作业均使用农业机械来完成。保护性耕作最早起源于20 世纪30 年代的美国，目前美国、加拿大和澳大利亚等国已基本采用了以机械化为支撑的保护性耕作。建平县大多数一直沿袭传统的以铧式犁翻耕土壤和旋耕灭茬裸露休闲耕作法，由于实行深耕细耙，破坏了土壤结构，降低了土壤的水肥含量，裸露的耕地表土也加剧了沙尘暴的肆虐。 机械化保护性耕作技术与传统耕作技术相比，可降低地表径流60%左右，减少土壤流失80%，减少大风扬沙60%；同时可以增加休闲期土壤储水量，提高水肥利用效率，减少作业工序，增加农作物产量。

二、保护性耕作的定义及内容

对保护性耕作国际上通用的定义是：“用大量秸秆残茬覆盖地表，将耕作减少到只要能保证种子发芽即可，用除草剂来控制杂草”。 其第一句话“用大量秸秆残茬覆盖地表”中，有两个关键词，即“覆盖”和“大量”。 关于“覆盖”，保护性耕作强调的是将农作物秸秆残茬覆盖地表， 其首要目的是加强对地表的防护， 而常规的秸秆还田对农作物秸秆进行 “翻埋入土”，其目的是培肥地力。 二者的形式和目的都不同，这是保护性耕作与传统的秸秆还田的主要区别所在，不能混淆。至于保护性耕作的“覆盖” 形式，可以是秸秆粉碎铺放地表，也可以是高留茬、秸秆直立或压倒覆盖等。 但无论何种覆盖形式，都必须保证地表的覆盖度不低于30%， 覆盖度过低就不足以发挥对土壤的防护作用了。 关于“大量”，国外有2 种说法：一是“尽可能多”。 这需要根据当地气候、土壤及种植模式等条件进行判断，水肥气热条件好，有利于秸秆腐烂分解，可多留些秸秆根茬；土壤养分消耗大的田块和土壤侵蚀严重的区域， 也应加大秸秆覆盖还田量，以加强地力培肥和田面防护。 二是“地表的覆盖和覆盖量不低于30%（美国）。 ”我国借鉴国外的定义，要求“秸秆覆盖量不低于秸秆总量的30%，留茬覆盖的高度不低于秸秆高度的1/3。 综上所述，“覆盖量30%”、“覆盖度30%”和“l/3 高留茬”是国际国内对保护性耕作“覆盖”的最低要求，低于这3 项指标就不能算是保护性耕作了。 其第二句话“将耕作减少到只要能保证种子发芽即可”，要达到这一境界，就应尽可能地减少除播种以外的耕作，减少耕作对土壤的破坏，减少机具对土壤的压实，即便是播种也要尽可能地降低对土壤的扰动。这句话的内在含义是最大限度地保持土壤自然状态，保护土壤的自我恢复能力和自我平衡的能力。 这是保护性耕作理念的核心，代表了人类通过对数千年农耕文明的反思所形成的现代农耕观，也是保护性耕作与传统农业耕作习惯的根本区别所在。 因此，搞保护性耕作就必须实行免耕和少耕。

免耕，就是完全取消铧式犁耕翻，并且不进行其他土壤作业，国外称之为“免耕法”。 目前美国已基本取消了铧式犁翻耕作业，澳大利亚也已全面取消了铧式犁翻耕，实行免耕法的农场使用的农业机械仅有3种，即播种机、喷雾植保机械和联合收割机，这种“免耕法”是保护性耕作的最高形式。

少耕，就是在取消犁耕的基础上，为保证播种和疏松土壤、除草等农事而保留少量土壤作业（国外称之为“少耕法”），其要点是减少耕作次数和强度。这种“少耕法”是传统耕作向“免耕法”转化的过渡型保护性耕作形式。少耕主要包括深松、浅松及浅旋、浅耙等播前表土整备耕作等。

深松，即使用各式专用机疏松深层土壤，破除犁底层，加大土壤中气体和水分上下流通孔隙，提高天然降雨入渗率，增加土壤含水量。 对深松的要求是尽可能减少对土壤上下层结构的翻动，减少对地面植被的破坏。 深松的深度不必太深，只要深度大于耕层厚度、能破除犁底层即可，过深其实是一种浪费。 另外，深松不必每年进行，提倡在实施保护性耕作的第1 年进行普遍深松，其后因不再进行犁耕，不会形成新的犁底层，就不必年年深松。 关于深松的间隔年数“隔3～5 年进行1 次”的说法比较含糊，没有讲清“间隔”的道理和如何确定“年数”。根据国外资料和国内实践研究有关介绍，深松间隔年数应主要根据田间作业的多寡和土壤紧实程度而定，作业多、机具设备对土壤压实明显，致使土壤过于密实时，可进行1 次深松或浅松，其后再视情况而定。深松过频与深松过深一样，也是一种浪费。

浅松，指耕层内的松土作业，其松土深度不超过耕层厚度。浅松的作用除疏松耕层土壤外，还可除草，是机械除草的主要形式。浅旋、浅耙，播前表土整备耕作，作用主要是碎土、碎茬和除草，其要点是“浅”，是表土作业，耕作深度不宜超过5 厘米。 过深地翻搅，尤其是深旋，不利于保持土层的稳定，容易杀死蚯蚓，破坏土壤的自然恢复能力， 还会降低地表的覆盖度，影响保护性耕作的防护耕作的防护效果。 可以说，浅旋、 浅耙等播前整地作业有浓厚的传统耕作味道，是为常规播种机顺利作业而采取的不得已做法。随着通过性能好的新式免耕播种机的不断出现，旋、耙等播前表土耕作将会逐渐减少。 所以对新式免耕播种机的要求，首先是通过性好。能够在秸秆粉碎覆盖、高留茬或整秸秆立、卧覆盖的地块顺利通过；其次是动土要少，只要能保证种子发芽即可。 目前国内开发了一些采用前置带状旋耕装置来破除播种行秸根茬的免耕播种机，使用效果不错，但其带状旋耕的工作宽度和深度差异较大。 关于这个宽度，国外有一种说法是“应小于作物行距的1/4”； 带状旋耕的深度应在5 厘米以内，宜浅不宜深，至于种子的播种深度，可由开沟器保证。

由于保护性耕作实行免耕或少耕，土壤耕作的减少，容易滋生杂草和病虫害，防治病虫草害是保护性耕作技术体系的重要内容，也是大规模普及保护性耕作必须考虑的风险因素。 其中，病虫害的影响程度与传统耕种模式相比并不突出， 而控制杂草是主要矛盾。

控制杂草的措施有两类：一是化学除草，二是机械除草。 采用化学除草，首先要针对杂草类别及其不同生理阶段选择除草剂，再选择气候等因素确定适宜的喷洒时机，以最低的投入达到高效除草的目的。 化学除草还可以免除或减少中耕除草作业程序。 美国、加拿大等国家就是在解决了化学除草后，保护性耕作才得以大面积推广应用。但大范围采用化学除草又会引发出污染问题。 从国外的经验看，一方面是开发或引进新低毒、低残留高效专用除草剂；另一方面是机械除草，利用各种形式的除草机械和表土作业机械切断草根，干扰和抑制杂草的生长，达到控制或清除杂草的目的。 美国通过这种措施，使除草剂的使用量减少了2/3，使污染问题降低到一个可接受的水平。借鉴国外的经验，我们在推广保护性耕作的过程中，要重视合理使用除草剂防治草害， 同时重视利用接茬、倒茬等关键时节，利用机械除草手段，抑制和防治草害，降低保护性耕作发生草害的危险。

三、 保护性耕作的技术模式

保护性耕作技术模式根据机械化保护性耕作的技术要求，结合建平县玉米种植方式和规模，农民的接受程度，并注意农机与农艺相结合，确定建平县一年一熟玉米保护性耕作采用高留茬覆盖、碎秆覆盖两种技术模式，相应的工艺路线如下：

1.高留茬覆盖技术模式

玉米人工摘穗后、割秸秆（留茬高度300 毫米以上）运出—浅旋耕灭茬整地—免耕播种、深施化肥—药剂或人工控制杂草虫害—中耕培土。

2.全秸秆粉碎覆盖技术模式

（1）玉米联合收割机收获秸杆直接粉碎还田（隔3 年深松一次）—浅旋处理表土—免耕播种、 深施化肥—药剂或人工控制杂草虫害—中耕培土。

（2）人工摘穗—秸秆粉碎还田（隔3 年深松一次）—浅旋处理表土—免耕播种、深施化肥—药剂或人工控制杂草—中耕培土。

3.保护性耕作作业质量标准及效果

根据保护性耕作的技术要求，制定了建平县保护性耕作技术标准。 主要是秸秆粉碎茎秆长度不大于10 厘米， 合格率达到90%以上； 秸秆覆盖率30%以上；秸秆还田量大于500 千克／亩；浅旋处理表土耕深不超过8 厘米，深松不低于25 厘米，机械播种、玉米联合收获作业按农艺要求执行。 使用的灭草药剂，选择适宜本地区使用的除草剂品种：乙草胺、莠去津，喷施收到了很好的效果。

从机械作业情况看，由于严格按保护性耕作技术标准，保证了作业质量，建平县保护性耕作机械作业质量好于任何一年，深受农民的欢迎。 建平县冬季风多风大，为避免粉碎的秸秆被风刮走，土壤墒情下降情况，可以把秸秆还田作业安排在春季进行，效果很好，有待探讨。秸秆还田量以一般为全部秸秆，秸秆量大的，可运走部分，以表土处理时不拖堆、播种不堵塞为好，秸秆还田的量越多，机械作业越困难，但抗旱保墒效果越好，作物增产效果也越好。

四、保护性耕作项目实施效果

1.经济效益

经多年实施，经测产：全秸秆碎杆覆盖模式比对比田玉米增产64 千克，亩节本增效112 元；高留茬覆盖模式比对比田增产17.5 千克， 亩节本增效80 元。实施保护性耕作，碎秆覆盖技术模式效益要好于高留茬技术模式。 老官地镇上地村杨宏承包的150 亩地，实施保护性耕作四年，体会颇深，2010 年夏季干旱严重， 他的实施保护性耕作地块比常规地块少浇两遍水，仅浇水费用就节省10000 多元。

2.社会效益

实施保护性耕作，实施保护性耕作，减少秸秆焚烧，避免火灾发生，改善了大气环境，减少农田扬沙；实施保护性耕作，减少了作业环节1～2 次，亩少用工4～5 个，减轻了农民的劳动强度，提高了生产效率，减少了生产用工量，加快农村劳动力向二三产业转移。

3.生态效益

保护性耕作每年可增加土壤有机质含量0.03%～0.04%， 减少地表径流50%～60%， 增加土壤蓄水量16%～19%，提高水分利用率12%～16%，增加天然降水入渗，大幅度减少地表径流和无效蒸发，降低了土壤容重，增加了土壤的空隙度，促进了土壤团粒结构的形成，增加了土壤的蓄水保墒能力，减少了水土流失，增强了抗旱节水能力，有效减少农田扬沙，保水、保土、保肥、保护环境明显。 发展保护性耕作，对于辽宁西部这样生态条件较差、半干旱的丘陵地区农业发展可持续发展，意义重大。