保护性耕作实施现状及发展策略

宝鸡市凤翔区农业宣传信息培训中心 王忆维 郭晓红 高彤

1 保护性耕作的意义

传统的农业耕作方式一般是先通过液压翻转犁进行土壤深翻，随后利用驱动耙、旋耕机来精细化耕整。目前，为了抢时播种，只留下了旋耕作业，长此发展土壤表层细碎化严重，深层形成了厚实的犁底层，一方面，这严重影响了农作物的正常生长；另一方面还大大加剧了土壤风化以及水土流失的现象，造成生态破坏。保护性耕作的研究起源于20世纪30年代，我国是从20世纪60年代开始引进并研究保护性耕作技术。保护性耕作的核心就是一方面通过机械化深松作业，减少耕作次数，在打破犁底层的同时保护土层结构不受破坏，提高了土地蓄水保墒的能力；另一方面利用机械化秸秆还田技术，将上一季作物残留的秸秆粉碎平铺在地表，可有效减少土壤的风化侵蚀，减少地表径流，蓄水保墒。总体来讲，保护性耕作技术就是在保证种子能够发芽的基础上，通过少耕，免耕，化学除草、除虫，并尽可能保持农作物秸秆覆盖地表，来达到减少土壤风蚀及水土流失，增加土壤的有机质，实现农业可持续发展的一项现代农业技术。

2 陕西省保护性耕作的主要技术内容

2.1 陕西省概况

陕西省历史悠久，是中华文明的重要发祥地之一。陕西省位于中国西北部，全省纵跨黄河、长江两大流域；境内气候差异大，由北向南渐次过渡为温带、暖温带和北亚热带。降水南多北少。全省粮食播种面积3076.53千公顷，其中夏粮1223.07千公顷，秋粮1853.47千公顷。粮食总产量1197.8万吨。

2.2 一年一熟模式保护性耕作技术配套

陕西省一年一熟主要是冬小麦的保护性耕作体系，其主要关键环节是机械化收获—机械化秸秆处理—机械化深松—休耕期管理—播前地表处理—机械化播种—田间管理。

2.2.1 机械化收获

机械化收获一般是由联合收割机来完成。需要注意的是，实施保护性耕作，地表秸秆高度应在10CM一下，而且收割机需带有秸秆粉碎功能。粉碎后的秸秆应当均匀的平铺在地表，如有秸秆堆积的现象，则应该人工处理；如果收获机没有秸秆粉碎功能，则应当利用秸秆粉碎还田机再次进行处理。为使粉碎秸秆抛洒更均匀，减少人工消耗，笔者在此建议推广使用纵轴流型谷物联合收获机。

2.2.2 机械化秸秆处理

为使后续的农机深松及下一年的播种作业顺畅，一般情况下还需再次进行机械化秸秆粉碎处理工作。机具可选择甩刀式或者锤爪式秸秆粉碎还田机。可选择在休耕期第一轮降雨后，杂草高度10cm左右时进行，既可以粉碎秸秆，也可以进行除草，增加土壤有机质。

2.2.3 机械化深松

为了避免秸秆堆积堵塞，所以机械化深松应当在秸秆粉碎后进行。黏质土壤以及犁底层比较厚，不能储存雨水的土地应当进行深松作业。需要注意的是，深松作业深度应当超过35cm，作业后地表不应有隆起或者墒沟，建议使用带有翼铲的4铲深松机，配套大马力拖拉机使用。

2.2.4 休耕期除草

保护性耕作最大的弊端就是因为少耕、免耕导致病虫害的发生。相较于普通的耕作方式，保护性耕作应更加注重病虫害的防治。

7月到9月，在北方一般是雨季，在此季节，田中杂草较多。因此，应当根据田中杂草的生长情况进行除草工作。除草可人工除草、机械除草，也可以使用化学药剂除草。需要注意的是，由于地表秸秆覆盖较多，因此使用化学药剂除草时应当适当加大剂量。

2.2.5 播前地表处理

实施保护性耕作在播种前会面临以下三个方面的问题：（1）由于未经过翻耕及旋耕，土壤比重较大，机具作业时阻力变大。（2）地表秸秆覆盖可能会造成机具堵塞，导致地表秸秆堆积不均。（3）上一季作业时，机具过后极易在地表留下沟壑，地表不平，因此，实施保护性耕作，播种前的处理很有必要。实施机械化地表处理，可选择带有缺口圆盘耙、弹齿耙的联合整地机，如果地表严重不平，可适用旋耕机进行浅耕。联合整地机在作业时除了可实现松土、平地、除草之外，还会将部分小麦秸秆混到图中，这样也有利于播种机的通过；需要注意的是，如果土壤含水量较大时，使用圆盘耙进行作业时，地中会产生较大的土块，为了避免这种情况的产生，机具应配备镇压器进行镇压合墒碾碎土块。在进行地表处理过后，可有效降低表层土壤的容重，可降低播种机具40%的开沟阻力，有效降低对播种机具的要求。

2.2.6 机械化播种

播种机具配套必须使用带有施肥功能的免耕播种机，播种机的质量直接关系着播种质量，因此免耕播种机的性能是作业质量好坏的关键。播种深度一般为3cm左右，化肥的施用主要跟播种机相关，主要有垂直分施、水平分施、侧深施等几种方式，总体来讲，施肥量应超过10kg每亩，并且要求种子与化肥的垂直距离达到4cm以上，施肥量越大，距离也应当越大，防止造成烧苗的现象。化肥的选择应为颗粒肥，为了防止肥料结块堵塞，添加前应仔细检查。种子应选择优质良种，发芽率在90%以上，具有较高的纯净度；为减少病虫害，播前还应根据情况进行药剂拌种。

2.2.7 田间管理

田间管理主要是植物保护以及灌溉，灌溉还根据传统模式进行即可，在此笔者主要介绍植物保护。植物保护主要是除草以及病虫害的控制，保护性耕作最主要的问题就是病虫害防治，一半多在冬小麦返青后，因此在此时节要多多注意观察，发现问题及时处理，包括不限于施加化学药剂、中耕处理等措施。

2.3 一年两熟模式保护性耕作技术配套

一年两熟模式相比于一年一熟模式增加了一季玉米的种植。其总体技术环节为：玉米机械化收获—机械化秸秆还田—机械化深松—机械化地表处理—机械化小麦免耕播种—田间管理—小麦机械化收获—秸秆粉碎—地表处理—机械化玉米免耕播种—田间管理。大部分环节与上文标准相同，本环节只针对玉米环节。

2.3.1 机械化玉米收获

目前，玉米收获机技术发展已经较为成熟，玉米收获机质量以及秸秆还田质量能够过关，需要注意的是，玉米苞皮由于韧性较大且不易腐烂，所以不要留在地中，或者选用可以粉碎玉米苞皮的收获机品类。需要注意的是，在机具作业时，为保证秸秆粉碎效果，还田机的高度应当尽可能放低，这也需要地表的平整、没有石块。

2.3.2 秸秆处理

按照保护性耕作实施要求，整杆覆盖和秸秆还田都可满足秸秆覆盖的要求。但是由于玉米秸秆较高，整杆覆盖则会严重影响下一季的播种，因此还是建议秸秆还田。秸秆还田的标准是地中没有整杆，也没有裸露的玉米根。秸秆粉碎还田后可用大型联合整地机进行处理，例如重型缺口圆盘耙，可将部分秸秆混入土中，降低土壤容重。

2.4 陕西省保护性耕作实施情况

自2002年农业农村部启动保护性耕作示范以来，陕西省认真谋划、扎实组织实施保护性耕作技术示范，自2008年以来每年投入300万源用于保护性耕作的示范，在陕北长城沿线风沙区、丘陵沟壑区、渭北黄土高原、关中灌区几个农业去建立了示范点。仅在“十二五”期间，就累计实施了2900多万亩保护性耕作，增产粮食达到了11亿多公斤。建立了技术研究和应用效果检测基地，形成了适合陕西省各地区使用的技术配套模式。综合结果来看，陕西省实施保护性耕作可明显提升地力，有效改善了土壤团粒结构，增加土壤有机质，减少了33%的地表径流和48%的农田扬尘。实施秸秆覆盖还田还有效地改善了农村生产生活环境，促进了乡村振兴。

3 保护性耕作未来的发展策略

3.1 保护性耕作目前所面临的问题

3.1.1 观念认识上的不足

保护性耕作技术起源自美国，与我国长久流传的农业耕作习惯及管理模式有着较大的不同，而且，实施保护性耕作收获的效益是长期所带来的，不是立竿见影的，因此，广大农民对于该项技术的认可度不一。

3.1.2 技术装备的欠缺

实施保护性耕作需要一系列专业的机械设备，比如：大马力拖拉机、专用深松机、秸秆还田机、免耕播种机、整地机等，这些机具设备的质量以及机手作业质量直接影响着技术的实施效果。从目前情况来看，市场上，这些机械设备种类较多，但是质量良莠不齐。例如大马力拖拉机，功率虚标、质量差的问题一直存在，而深松作业也同样是状况百出。一是机具质量不过关，强度及作业深度均不符合标准；二是由于缺少有效地监管，作业机手“取巧”导致深松深度不合格的现象也大有发生。

3.1.3 技术模式的弊端所带来的问题

一方面，保护性耕作的少耕、免耕面临着杂草控制、病虫害的防治以及水肥的管理等问题，尤其是病虫草害的防治。一方面，保护性耕作加剧了病虫草害的发生，这更容易加大农民用户们的抗拒心理；另一方面，目前保护性耕作防治病虫草害最常用的方法就是加大化学药剂的使用量，这与我国减少化学防治、打造绿色农业的理念相背驰。

由于玉米秸秆的覆盖量过大，影响小麦出苗的问题十分突出。理论上，实施保护性耕作，一方面玉米秸秆覆盖在地表上可有效防止风蚀、水蚀；另一方面，玉米秸秆腐烂还可以增加土壤的有机质，提升土壤肥力，但是由于秋冬季节气温较低，缺少雨水，甚至土壤被封冻，地表的玉米秸秆很难腐化，严重影响了小麦的出苗。该问题至今也没有从根本上得到解决，也成了推广实施保护性耕作的瓶颈。

3.2 保护性耕作的发展策略

3.2.1 创新技术模式

单一的保护性耕作模式远远满足不了我国现代化农业、绿色农业的需要。因此，通过研究现有保护性耕作技术模式的缺陷，采取成熟有效的措施来补救很有必要。例如，为翻埋肥料、秸秆、杂草以及消灭害虫的卵，减少化学药剂的使用，增加营养土层的厚度，机械化深松可与深翻相结合，在实施保护性耕作的基础上，3到4年深翻一次，加深耕层，熟化土壤，使耕层厚而疏松，土壤中的水、肥、气、热相互协调，利于种子发芽。还可以掩埋有机肥料，清除残茬杂草、消灭寄生在土壤中或者残茬中的害虫。在全国多处，农机深松、深翻已经合成一个项目来实施，这也足以证明农机深松+深翻相结合的科学性以及可实施性，对于农民用户来讲，获得的效益也更高。

需要注意的是，深翻一般在秋收过后进行，翻耕的深度以适宜为度，应随着土壤特性、微生物活动、作物根系分布规律来确定。一般情况下，白浆土、黄图、黄沙土、黑鳅土的地块深度为14cm～17cm为宜；土层分化不明显，黑土厚、吸水性好的一般为25cm～33cm为宜。

3.2.2 大力推广优质、先进、适用的农机装备

由上文可知，实施保护性耕作关键点在于技术模式和装备配套，有了好的技术模式，相应的机具配套也应当跟进。作为农机管理部门，应当大力引进优质、先进、适用的农机产品。

首先，根据深松机的结构原理可主要分为：凿式深松、翼铲式深松、振动深松、鹅掌式深松。国内常见的主要有弧面倒梯形设计的凿式深松机，例如大华宝来的“W”系列深松机，以及翼铲式深松机，东方红的1S-250翼铲式深松机。在选择深松机时要选择具有高强度以及超耐磨性的深松铲，每个深松铲部件与大梁的连接处应当配备保险螺栓进行过载保护，必要时，机具还需配套重型镇压辊。

其次，免耕播种机直接决定着播种质量的好坏，也直接决定着丰收与否。与传统普通播种机不同的是，免耕播种机除普通播种机的关键部件外还有重型开沟器、限深轮、覆土器，部分播种机还有动力防缠绕部件，可有效避免秸秆堆积堵塞的情况发生，大大提高了播种质量。例如，河北农哈哈集团生产的2BYFSF-4动力防缠玉米免耕精播机就采用了通轴式防缠绞龙机构，该防缠机构适应性更强，有效解决了小麦收割后留茬过高，或者地表秸秆过多的问题。同市场上利用粉碎秸秆解决堵塞的同类型产品相比，具有动力消耗少，扬尘小，结构简单，价格低的优势特点。

除此之外，联合整地机也十分重要。可以选择牵引式由圆盘耙、碎土轮等组成的牵引式联合整地机，也可选择深松、旋耕、耙片整地、镇压一体的联合整地机，提高作业效率，降低机械化成本。

最重要的是，大型农机装备需配备大型拖拉机使用。在平地大地块，可配备180马力以上的四驱轮式拖拉机；丘陵沟壑地带可配套履带式大马力拖拉机。经过多年发展，国内大品牌高端拖拉机技术已经普遍成熟。

3.2.3 实施作业补贴项目，扶持社会化服务组织

经过多年的试验示范以及培训，陕西省已经形成了以西北农林科技大学为核心、各市农机推广机构为主干、各项目实施县农机推广机构为基础的保护性耕作培训体系，拥有一支技术过硬的专业推广队伍。经过多年努力，保护性耕作技术已经逐渐获得了农民种植户的认可。下一步就是为保护性耕作技术的普遍实施进行准备。首先，在引进优质、先进、适用的产品的基础上，扶持农机大户、合作社等社会化农机服务组织，除了对于购买相应的农机装备进行补贴之外，还应当设置作业补贴。一方面，鼓励农机户购买优质的农机设备，鼓励农机用户实施项目；另一方面，降低农民种植户的种植成本，便于农民种植户接受。更为重要的是，农机管理部门还需要与农机检测系统合作，建立起一套保护性耕作农机作业监管体系，防止农机用户“取巧骗补”，将保护性耕作技术真正的推广，让农民种植户和社会受益。