黑土地保护性耕作技术的应用与推广

鞍山市千山区农业综合行政执法队 肖传猛

1 保护性农业的发展概况

1.1 保护性耕作技术

保护性耕作主要是指以农作物的秸秆还田为前提条件，采取免耕或者少耕的现代耕作方法，实现对土地资源的保护。

1.1.1 免耕技术

除了播种和施肥之外，从播种之后到收获期间不扰动土壤的耕作方式被称为免耕。在温度、湿度适宜和不寒冷、不潮湿的土地上进行免耕播种，和传统的耕作方式相比，农作物的产量不会受到影响。相关的研究显示，采取免耕的优势明显，不仅可以降低作业的成本和作业的时间，同时还可以减少对土壤的侵蚀和破坏，达到蓄水保墒的目的，提高土壤的透气性和透水性。因为对土壤的扰动比较少，所以能够为地下生物提供良好的栖息地。连续几年免耕之后的土壤的有机质含量不断增加，土壤结构改善，从而提高了农作物的产量。

1.1.2 少耕技术

第一，条耕。在覆盖农作物秸秆的地表上，将覆盖物剥开呈条状，然后在秋季耕出宽度为20厘米、深度为10厘米的等待播种的地块，在地块内形成高度为10厘米左右的垄，行间覆盖残留物，只限于播种条内耕作，播种之后平整地表。通过该种方式可以实现土壤的保护，有利于将肥料输送到农作物的根部，从而提高了肥料的利用效率，降低了作业成本。第二，垂直耕整。秋天残留覆盖物的地面可以采用联合耕作的方式，该种方式可以起到蓄水保墒和提高地表温度、减少水土流失的作用，也能实现产量的提高。

1.2 作物轮作

调查研究显示，土壤耕层深厚、透气性好、肥力高和有机质含量高与常年坚持合理的轮作以及秸秆还田有密切的关系，通过长期的轮作可以增加土壤中的有机质和微生物的含量。

1.3 覆盖作物

除了免耕等保护性耕作模式之外，更加强调少耕，一些学者认为覆盖的作用大于免耕的作用，其主要包括秸秆覆盖和作物覆盖。在播种之后地表农作物的覆盖率不低于30%，能够减少70%的风蚀和水蚀。相关的调查机构研究显示，利用免耕和全量秸秆还田技术能够减少蒸发量，提高土壤的蓄水能力。各种覆盖作物品种的优势不同，如牧草的营养吸收和固氮能力较强，荞麦的生长速度较快，通过覆盖作物能够实现固土和保水的目的。

2 我国黑土地保护现状

2.1 黑土地的演变情况

黑土地是我国重要的自然资源，但是长期使用传统的耕作方式会导致黑土地的水土流失严重，造成土壤的质量下降，尤其是土壤中的有机质含量不断下降。通过调查研究显示，当前耕地的黑土层的平均厚度由20世纪的80年代的30厘米减少到现在的20厘米，大量的黑土流失，黑土地中的氮、磷、钾的流失需要大量的化肥才能够补充农作物生长所需的营养。

2.2 黑土地保护性耕作

在20世纪的60年代，我国已经开展了免耕种植保护耕地的研究，以秸秆还田为主要的利用方式将耕作栽培模式分为以下两种。

2.2.1 玉米秸秆全覆盖少免耕栽培技术模式

玉米秸秆全覆盖少免耕栽培技术模式主要包括以下几种：第一，秸秆全覆盖、平作少耕或者免耕栽培模式，该种栽培模式需要高留茬，确保秸秆的全量均匀覆盖。第二，秸秆全覆盖、宽窄行平作免耕栽培模式；第三，按照原垄卡种的少耕栽培模式，该种栽培模式能够提高地表的温度，秸秆一般聚于垄沟，免耕播种的质量比较高。

2.2.2 秸秆过腹还田模式

在盐碱地可以采用秸秆过腹还田的循环农业模式，在应用7～8年之后，能够保证土地变为良田，其可以降低种植和养殖的成本投入，并且减少秸秆焚烧所带来的环境污染问题。

2.3 宽窄行免耕播种模式

在秋季玉米收获的同时可以将秸秆全量粉碎还田，在春季利用机械设备形成宽窄行种植模式，窄行为40厘米，宽行为80厘米，实现宽行和窄行隔年交替种植，播种深度为3～5厘米，施肥的深度为8～12厘米。主要的技术流程如下所述：利用机械设备收割农作物、秸秆粉碎还田、秸秆归行、免耕播种施肥、病虫害和草害的防治，要选择配套的机械设备，主要包括自走式玉米联合收获机、玉米秸秆归行处理机、免耕播种机、深松施肥机和喷杆喷雾机，以提高播种效率。

2.4 均匀行免耕播种模式

在秋季玉米收获的同时选择秸秆全量粉碎还田均匀地覆盖地表，秸秆粉碎的长度要小于10厘米，保证粉碎的合格率，结合粉碎的情况可二次还田处理，其目的是提高播种机械设备的性能。在春季采用均匀行免耕播种作业，行距为55厘米，播种的深度为3～5厘米，施肥的深度为8～12厘米，主要的操作流程如下所述：选择机械设备收获、利用秸秆粉碎还田、免耕播种施肥、进行病虫草害的防治，选择配套的机械设备，包括自走式玉米联合收获机、秸秆粉碎还田机、深松机、免耕播种机和喷杆喷雾机等。

2.5 苗带浅旋少耕播种模式

在玉米收获的同时秸秆全量粉碎还田就应该覆盖地表，秸秆的长度要小于10厘米，以保证粉碎的合格率。春季播种之前苗带浅旋处理，深度小于10厘米，直接进行少耕播种，播种的深度为3～5厘米，施肥的深度为8～12厘米。主要的技术操作流程如下所述：选择机械设备收割、秸秆粉碎还田技术、苗带浅旋少耕播种技术、进行病虫草害的防治，选择适合的配套机械设备，包括自走式玉米联合收获机、秸秆粉碎还田机、深松机、苗带旋耕播种机和喷杆喷雾机。

3 保护性耕作技术的应用效果

3.1 土壤的容重

土壤容重是评价黑土地土壤质量的重要指标，如果土壤的容重小，说明土壤的结构性能好和疏松性好；如果土壤的容重大，则说明土壤比较板结，并且质量差。保护性耕作技术的应用可以减少土壤的容重，在改善土壤结构方面发挥着重要的作用。

3.2 含水量

利用免耕技术和秸秆覆盖还田技术能够降低土壤的蒸发，提高土壤中的含水量，提高水资源的利用率。

3.3 土壤风蚀

地表覆盖秸秆残茬可以降低地表的风速，提高土壤抵御风蚀的能力。

3.4 土壤的肥力

通过保护性耕作技术能够改善土壤流失的状况，控制土壤中有机质的损失量。此外，秸秆还田还能够提高土壤对养分的吸收，实现土壤养分含量增高和肥力增强的目的。调查研究显示，秸秆还田5年以上的地块，腐烂的秸秆养分逐年增多，每年可以减少20%的化肥投入，实现土壤肥力的提升。

3.5 蚯蚓的数量

土壤中的蚯蚓能够改善土壤的性能，提高土壤的疏松度，让水和空气能够达到农作物的根部，促进农作物的健康生长。在一些有条件的地区可通过大量的蚯蚓达到免耕的目的，蚯蚓还能够起到降解土壤污染物的作用。保护性耕作技术的应用能够为蚯蚓提供更好的生存空间，相关的数据研究表明，利用保护性耕作技术以单位面积内的蚯蚓数量明显高于没有应用保护性耕作技术的田块。

3.6 农作物的产量

保护性耕作技术的应用不仅提高了土壤的肥力，还提高了农作物的产量。相关的数据研究表明，在利用保护性耕作技术的田块，其农作物单产量明显高于没有应用保护性耕作技术的田块，其中的宽窄行种植模式的增产效果比较好。

4 黑土地保护性耕作技术存在的问题

4.1 秸秆还田

秸秆还田能够提高土壤的有机质含量和改善土壤的性能，有些地区的秸秆还田仍然没有很好地解决，还会出现秸秆焚烧的现象，加之高密度的种植方式和追求高产的种植方式导致秸秆的数量比较大，因而如何在有限的耕地范围内实现秸秆还田的有效利用已经成为保护性耕作技术应用面临的问题。

4.2 种植制度和耕作方式

为了片面地追求粮食的产量，我国重要的黑土地分布地区采用大面积连作种植的方式，病虫草比较严重，农民大量的使用农药，或者过量的使用化肥影响了土壤的质量，出现了严重的水土流失问题，导致黑土层变薄和土壤的质量下降。为此，全面推广秸秆环境和保护性耕作制度已经成为我国农业可持续发展的必经之路。

4.3 耕整和播种机械设备

因为受到传统耕作方式的影响，我国的播种机械设备的生产水平无法满足现代农业生产的需求，应该加大对保护性耕作机械设备的研发和引进，为大面积地实施秸秆还田以及应用保护性耕作技术提供设备支持。

5 保护性耕作技术的推广

5.1 强化保护性耕作技术的宣传

黑土地是我国重要的土地资源，在确保国家粮食安全方面发挥着重要的作用，因此应该加大对保护性耕作技术的宣传力度，让更多的农户认识到保护性耕作技术的重要性，并且在生产中积极地应用和推广。还可以建立保护性耕作示范基地，加大对保护性耕作技术的宣传力度，让更多的农户看到保护性耕作技术的效果，从而积极地认可和接受该技术。

5.2 加强保护性耕作主力培养

保护性耕作技术实施的主要对象是农业合作社和家庭农场等，要加强对主力军的培养，树立典型，引导更多的农户采用保护性耕作技术。此外，保护性耕作技术的应用能够实现土地的规模化和集约化发展，帮助土地更好的流转。

5.3 推进新型技术的推广和机制的建设

为了更好地推广保护性耕作技术，应该调动管理人员和工作人员的积极性，加大对农业合作社和家庭农场的扶持力度，相关的科研单位和生产企业应该发挥各自的优势，积极加大对农业技术的推广力度，重视与农业主体的交流，加大对保护性耕作技术的研发力度，设计出更多的保护性耕作技术，并且进行推广和应用。

5.4 加大政府的扶持补贴力度

为了提高保护性耕作技术的推广和应用效果，应该加大各方的财政补贴力度，包括保护性耕作技术的研发、生产和培训等环节，都需要出台一系列的补贴标准，以调动各方应用的积极性。此外，鼓励各个地区探索多渠道的投入机制，为保护性耕作技术提供更多的资金支持，从而为实现农业的可持续发展奠定基础。

5.5 积极引进国外先进的技术

因为受到传统技术和机械设备等因素的影响，我国的保护性耕作模式还需要加大对国外先进技术的引进和利用，结合本国农业发展的实际情况消化利用保护性耕作技术，包括建立保护性耕作示范基地、借鉴先进地区和国家的技术经验、加快对保护性耕作技术领域的农民培训、营造良好的保护性耕作技术应用的氛围、使更多的农户认识到保护性耕作技术的优势，从而从而促进保护性耕作技术的应用。

5.6 推进秸秆还田进程

第一，秸秆是土壤有机质的主要来源。农作物中秸秆含有一定的养分和纤维素，并且木质素和蛋白质的含量比较高，能够为土壤提供较多的有机质，同时还可以补充氮、磷、钾等营养元素。第二，秸秆能够改善土壤的结构。秸秆可以为土壤中的微生物提供必须的营养物质，经过土壤微生物的转化之后能够产生腐质和多糖能有机物和无机物，从而促进土壤形成团粒结构，降低土壤的容重，提高土壤的透气性，实现保水保肥的目的。第三，秸秆是土壤生物生存的必要条件。秸秆能够为土壤中微生物的生存提供能源物质，也能为蚯蚓提供能源物质，平衡农业生态系统。秸秆还田技术能够增加土壤中的有机质含量，实现土壤肥力的提升，平衡土壤生态系统。此外，秸秆过腹还田能够改善土壤的结构，提高土壤中有的机质含量，最为重要的是可以降低化肥的投入，降低对生态环境的破坏，降低种植的成本。秸秆有氧发酵优质有机肥还田可以平衡土壤微生物菌群，提高土壤中的有机质含量，改善土壤的肥力。

5.7 开展保护性耕作技术的试验示范

应该结合当地黑土地资源分布实际情况设计和规划保护性耕作模式的应用，在不同的生态区和不同土壤类型地区选择不同的耕作方式，探索出适合本地区发展的保护性耕作技术，提高保护性耕作技术应用的效果。利用保护性耕作技术可以最大程度地减少水土流失，提高水肥的利用率，减少农业发展过程中的养分和水分的蒸发。前茬作物的根部腐烂之后会形成比较大的空隙，从而可以增加水分的渗透能力，实现土壤质量的改善，提高土壤中的有机质含量。垂直立体深松技术能够最大程度地减少对土壤结构的破坏，增加蓄水保墒能力。利用免耕和秸秆覆盖技术可以有效减少水分的蒸发，增强土壤的蓄水能力。保护性耕作技术还能够减少风沙的侵蚀，降低空气中的粉尘含量，减少机械作业中的燃油排放，改善空气质量。

5.8 加强技术的创新

要不断地完善技术的创新模式，推进保护性耕作的社会化服务。重视对保护性耕作模式的机械设备的研发，从而为技术的应用和发展提供满意的机械设备保障。通过扶持农机大户和农机经纪人来推进保护性耕作社会化服务，探索出适合本地区发展的保护性耕作市场化的运行机制，提高对农业机械设备的利用，提升种植效益。

6 结语

在黑土地资源保护中利用保护性耕作技术可以提高土地资源的利用率，促进我国农业的发展以及保障国家的粮食安全。相比于西方发达国家，我国的保护性耕作技术起步比较晚，因此要加大对先进国家的保护性耕作技术的借鉴，结合我国黑土地资源的分布情况合理地选择保护性耕作技术。从当前的黑土地资源保护情况来看，还存在一些问题需要解决，这就需要科研机构加大对保护性耕作技术的研发和应用，重视对保护性耕作技术的推广，从而为实现我国农业的可持续发展以及黑土地资源的保护奠定基础。