广东省水稻保护性耕作技术研究

任小平，王荣辉，胡学应，区颖刚, 唐湘如，杨丹彤

（1.广东省农业面源污染治理项目管理办公室，广东 广州 510500；2.广东省农业技术推广总站，广东 广州 510520；3.广东省农业科学院农业资源与环境研究所，广东 广州 510640；4.华南农业大学，广东 广州 510642）

0 引言

保护性耕作（Conservation tillage）在国际上称为保护性农业（Conservation Agriculture），简称CA。它是一种防止耕地土壤流失和退化，并促使土地再生的农业系统[1]。CA在20世纪30年代起源于美国，当时主要是为了应对极端天气及过度耕作造成的沙尘暴等自然灾害[2-4]，CA现在已发展到世界各地[5]。截止到2015年，全世界保护性耕作的面积已达1.6亿 hm2[6]。

我国的保护性耕作技术研究和推广工作起步较晚，开始于20世纪80年代，在部分省区选点进行技术探索和机具试验，进入本世纪初，该技术逐步示范推广。2007年，农业部发文要求大力发展保护性耕作[7]，使该技术在全国范围内得到大面积推广示范，在中国北方广大地区，特别是干旱少雨、风蚀较大的区域，如甘肃、山西、陕西、河北等地取得了很大进展[8-10]。

保护性耕作的初衷是防止过度耕作带来的土壤流失和退化，主要适用于干旱少雨、土地贫瘠的地区。所以FAO提出的保护性耕作三项基本原则是：保持土壤覆盖、最少的土壤耕作、作物轮作与间作，以尽量减少对环境的破坏[1]。

随着保护性耕作的逐步探索和发展，人们发现这种技术不但能保护耕地，还能节肥、节药、节水和节能，降低农业生产投入和能源消耗，对促进农业增产、农民增收、保护和改善农村生态环境及农业可持续发展具有十分重要的意义[11]。近年来，我国在经济比较发达、农业生产条件较好的长江中下游地区，在节能减排和环境保护的目标下，也开始了保护性耕作的实践[12-15]。

1 广东在世界银行项目中开展保护性耕作的目的意义

广东是农业大省，属于南方一年多熟区，水旱连作，无休闲期；气候高温高湿，杂草和病虫害严重；作业工序多，生产成本高。

近年来，随着人口增加和农村经济快速发展，农业面源污染形势十分严峻。广东省承担的世界银行农业面源污染治理项目中的保护性耕作子项目，是为了探索能否用保护性耕作的方法来节能减排和减少农业面源污染源，以保护环境。

保护性耕作目的：减少化肥农药的投入，减少面源污染；根据保护性耕作技术原理，通过试验研究，探索出适合广东各地情况的保护性耕作技术模式；在全程机械化条件下开展保护性耕作，选择适用的机具装备，以及农机农艺配套技术，轻简作业，减少作业量和对土壤的扰动，节本增效。

保护性耕作要求：广东是农业高产区，在减少投入的前提下，开展保护性耕作不能减产，特别是要有经济效益，才能得到农民的认可。

水稻是广东第一大作物，本文主要讨论在广东水稻生产中保护性耕作技术的研究。

2 试验安排、内容与机具

2.1 试验安排

前期试验工作安排在2个水稻点进行[16]，经过1年的试验，扩大到7个水稻点，包括：台山市都斛镇莘村联业农机专业合作社、博罗县柏盛水稻专业合作社、龙川县土包子农产品有限公司、雷州市雷高齐发水稻专业合作社、罗定市稻香园农业发展有限公司、大埔县西农粮食加工农民专业合作社、连州市西岸镇冲口蔬菜生产农民专业合作社，面积达到上万亩。

2.2 试验内容

2.2.1 试验模式

项目组设计了免耕和少耕机插秧、免耕和少耕直播4种主要模式。

2.2.2 实施技术内容

1）灭茬除草。①免耕区域：插秧或直播前用自走式水田植保机喷施41%农达（300 mL/亩）+30%草铵膦（250 mL/亩）（1亩=1/15 hm2，下同）。在插秧后约半个月，用自走式水田植保机或无人机喷施除草剂“稻喜”（100 g/亩）进一步除草。②少耕区域：插秧或直播前用水田灭茬埋草机将稻草全部还田一次，再用旋耕机旋耕田一次，用激光平地机平地一次。在插秧后约半个月，用自走式水田植保机或无人机喷施除草剂“稻喜”（100 g/亩）进一步除草。③ CK（传统常规耕作）：使用除草剂灭茬除草，或将稻草在田间放火烧掉，使用旋耕机旋耕3次，水田耙平地2次。

2）施肥。免耕和少耕机插秧时都同步深施基肥（50%水稻专用肥）25 kg/亩。在移植后半个月用植保机或无人机施追肥，施配方肥20 kg/亩。全程共施肥45 kg/亩。

免耕和少耕直播都同步施基肥“50%水稻配方肥”25 kg/亩。施追肥“50%水稻配方肥”15～20 kg/亩。全程施肥40～45 kg/亩。

对于在菜-稻轮作地种水稻的各种模式，由于菜地肥足，完全不需要施肥。CK对照一般施肥55～60 kg/亩。

3）病虫害防治。在机插秧或直播前施“茶枯”3～4 kg/亩灭螺，根据病虫害情况施药。

2.3 试验机具配置

各点投入了30多台（套）农业机械，包括拖拉机、水田激光平地机、同步施肥水稻精量旱穴播和水穴播机、 同步施肥水稻高速插秧机、茬地免耕水稻精量穴播机、自走式高地隙中耕植保机等先进机具及相关技术，主要机具见图1。

3 试验结果

3.1 水稻机械化保护性耕作效益计算方法

在农业机械化生产主体的经营分析中，一般将农业机械的使用从整个生产过程中分离出来单独核算，而在整个生产过程的经济分析中，机具投入只作为机具服务费计算。

在保护性耕作项目中，由于耕整地机械和种植机器的全部购置费用及拖拉机等机器的部分购置费用由项目出，所以在计算成本时，固定成本只考虑土地租赁费和管理费，不计算机器等固定资产的折旧，机器也作为外来服务，以收取服务费计算机具的费用。

图1 配置的主要农业机械

3.2 各试验示范点产量和效益

3.2.1 台山试验点历年情况

台山地区传统上都是采用插秧方式，水稻保护性耕作也是采用免耕和少耕机插秧，各种模式产量和效益如表1所示。

表1 台山地区试验点产量和效益表

（续上表）

3.2.2 博罗试验点历年效益

博罗试验点各年水稻保护性耕作各种模式成效见表2。

表2 博罗试验点模式产量和效益

（续上表）

3.2.3 其他几个点情况

龙川、罗定、雷州、大埔和连州5个试验示范点，是在中途试验点调整或增加时加入，所以多数是2017年晚造后才有试验结果，在此不再列出具体数据。总的来说，结果和上述两个试验示范点一致，保护性耕作都达到了节能减肥、增产增收的目的。

4 结果分析

4.1 产量效益分析

1）保护性耕作由于减少了耕作，与精耕细作的传统方式（CK）比，杂草可能增多，免耕时稻茬对插秧有一定影响。但在产量方面，通过实践证明，通过深施肥提高肥料利用率，做到了在减少肥料使用量的前提下，使产量与CK相当，大部分情况增产。

2）不同的种植模式，由不同的成本组成。免耕和少耕同步深施基肥机插秧，肥料施用量与传统耕作栽培比较，肥料使用量减少15%（菜-稻轮作模式完全不需要施肥），农药使用量减少10%。免耕不需要犁耙田费，少耕比CK少旋耕2次，少平地1次，犁耙田费也减少，所以总的成本费用大大减少。

综合产量和成本优势，几年的实际数据说明，采用适合当地情况和习惯的种植模式，保护性耕作总的经济效益比传统耕作（CK）要高。

4.2 秸秆和杂草处理

广东省水稻秸秆量大、杂草类型多、处理难度大。目前常规处理是将秸秆部分移除，剩余部分还是烧掉，需要改进。保护性耕作中，少耕模式用埋草旋耕机将剩余部分秸秆压入泥中，免耕部分用除草剂灭茬除草。

4.3 农机农艺相融合

1）加大轮作。保护性耕作的“作物轮作”原则日益被认可。农作物轮作是降低虫害蔓延风险的一种重要措施。在博罗水田中，引入蔬菜与水稻轮作，由于菜地土壤肥沃，还节省了肥料的投入，减少了菜地夏天空置造成的杂草蔓延，提高了土壤健康程度。

2）在保护性耕作中实现全程机械化，可以减轻人工劳动强度，节省人工成本。机插秧和机械精量直播，改人工表施基肥为同步机械深施基肥，提高了肥料利用率，增加了水稻产量，减少了化肥对环境的污染。

3）改人工追肥和喷药为机械固定道或用无人机追肥和喷药，解决了水稻管理机械化作业难题。

4.4 更适合在广东开展保护性耕作的机具

使用的水稻保护性耕作机具大部分是适合的，但早期的机具部分选用了北方使用的保护性耕作机具，北方机具都是在比较干的土壤条件下工作，在南方潮湿情况下工作容易出现问题[16]。如豪丰旱直播机播种施肥器是靠后面的带齿的镇压轮带动来工作，土壤潮湿引起镇压轮打滑会造成排种排肥轮漏播，现已改为动力驱动的新直播机。撒肥施药机用大拖拉机带动，在水稻生长的中后期使用，压苗严重，现已改为高地隙自走式撒肥施药机或无人机。

4.5 在广东地区进行保护性耕作是可行的

在过去几年中，保护性耕作方法的理念逐渐被认可。农民、技术人员、地方项目管理人员认可保护性耕作能够改进水稻的种植方式，带来作物增产和环保利益，机械化作业节省劳动力和物资投入，提高经济回报。

5 小结

1）从防止耕地土壤流失和退化的角度看，广东不是典型的保护性耕作区域，但从减少面源污染、提高农业生产效益的角度看，广东开展保护性耕作有重要意义。

2）合理使用化肥农药，提高使用效果，是减少化肥农药投入、减少面源污染的合理途径。

3）先进适用的农业机械是保证保护性耕作有效推进的物质手段。

4）合理轮作是重要的增产增收手段。

5）农机农艺结合、发展南方保护性耕作技术体系是关键。