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中图分类号 S2文献标识码A 文章编号1673-9671-(2009)111-0003-01
保护性耕作是在保留地表覆盖物的前提下,少耕、免耕播种基础上发展起来的一种土壤耕作方式。其主要内容是作物收获后残茬、秸杆留在田间覆盖地面,春季不进行整地,使用免耕播种机进行播种,喷施化学药剂防治病虫草害,尽量减少机械进田次数,保护耕层土壤的自然结构,实现经济、生态、社会效益的有机统一。
1保护性耕作的发展现状和现实意义
1.1 保护性耕作的发展现状
1942年美国率先试验研究保护性耕作,其兴起的原因就是美国首先大规模机械耕作,人为破坏植被,土壤没有保护,沙尘暴开始肆虐,推广土壤保护性耕作势在必行。此后该技术发展迅速:到1997年,美国保护性耕作面积已占全部耕地的21%,并在其它国家迅速推广;到2002年,美国、澳大利亚、巴西、阿根廷等国家保护性耕作面积均占到本国耕地面积的60%以上。保护性耕作对农民本身将带来观念上、生活质量上的革命性变化。1997年5月美国保护性耕作信息中心年会上,一位免耕农民的妻子巴巴拉●弗瑞安西斯(Barbara Francis)说,“除电的应用外,免耕法是对我的生活质量改善最大的事情”。
我国自20世纪60年代开始进行保护性耕作的试验研究工作,1999年在多个省区试验示范,2002年国家农业部启动“保护性耕作示范工程”项目,并逐渐研制出相应的配套农机具,逐年在旱作区示范推广。
1.2 推广保护性耕作的意义
保护性耕作实质是人类由不耕作到刀耕火种,由刀耕火种到汉代发明铧式犁进入传统人畜力耕作,由传统人畜力耕作到传统机械化耕作后的又一次革命。前三次革命,人类都是通过耕作干预自然,带来农业生产的一次次飞跃。特别是机械化的发展,人类掌握了强有力的耕作工具,成为“自然的主人”,可以随意改变土地的原有状态,提高劳动生产率和土地生产率。但是人类和自然的矛盾也愈来愈突出。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;旋耕切碎土壤,创造了松软细碎的种床,同时又消灭了土壤中的蚯蚓与生物,使土壤慢慢失去活性。耕作强度愈大,土壤偏离自然状态愈远,自然本身的保护功能、营养恢复功能就丧失愈多,要维持这种状态的代价就愈大。近几十年来,我国机械耕作活动增强,农业产量大幅度上升,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。
1.2.1目前土壤的现状
就双辽市而言,以中低产田为主,其耕地面积占全市总面积的70%以上,淡黑钙土、风沙土占60%以上。这些土壤有机质含量低,经常遭受干旱、风蚀等灾害。近几年,双辽市种植业结构调整,花生、杂豆等作物的种植面积明显增加。这些作物收获后,风大、土壤受风浊流失严重,表面细土几乎全部刮走,来年再翻再刮,造成恶性循环,土壤耕层越来越薄,土地越种越贫瘠。
1.2.2常规栽培措施弊端突显
主要是缺少土壤培育机制,土壤养分失衡。化肥推广使用以来,其增产作用远远超过有机肥。多年来,作物产量的大幅增加几乎全部依赖化肥,农肥的作用被忽视。加之农业机械化的发展,有机肥源紧张,农民更不愿积造农家肥。如此年夏一年的掠夺式生产,土壤有机质含量逐年下降,必然导致土壤养分失衡,中微量元素缺乏现象越来越突出,成为限制作物产量提高的因素。恢复和补充土壤养分的最有效方法是归还从土壤拿走的养分,也就是除我们的收获物外其余应全部还给土壤。
1.2.3干旱少雨已成为制约农业发展的瓶颈
近些年,已不单是春旱播种难的问题,作物出苗后还会经常受到干旱的威胁,伏旱秋旱现象频频发生,严重影响了农作物的产量,旱情已到了不容忽视的地步。研究探索适宜的抗旱农业栽培措施已迫在眉睫。实践证明,保护性耕作是旱作农业区科学发展的突破口和立足点。
2保护性耕作的增产机理
2.1 残茬、秸秆覆盖,防止表层土壤流失
残茬、秸秆覆盖,能够固定、保护表土,减少农田裸露面积。试验证明秸秆覆盖可减少土壤风蚀60%以上,防止农田扬沙,减少沙尘暴的发生,保护生态环境。同时,覆盖物也直接减少土壤水分蒸发,防止大雨形成的地表径流,减少水分流失。
2.2 增强土壤保水能力,提高水分利用率
残茬、秸秆覆盖物直接减少水分蒸发,减缓地表径流,提高土壤蓄水能力。据资料介绍,作物秸秆的吸水能力是自身重量的2.5—4倍。同时,残茬、秸秆直接还田,增加土壤有机质含量,从而提高土壤蓄水能力。一般免耕、少耕技术,可增加土壤蓄水能力16%—19%,提高水分利用率12%—16%。
2.3 利于良好土壤结构的形成
常规耕翻作业打乱了土壤自上而下的肥力梯度,使底层生土上翻,破坏了土壤结构。免耕条件下作物根系在土壤中伸展,根系死后被土壤中微生物分解,在土壤中形成了各种根孔,若连续数年免耕种植各类作物,在一个较厚的土层中形成各种孔隙,这些孔隙利于水分下渗和空气交换。同时土壤中蚯蚓数量明显增加,据资料介绍,免耕覆盖3年,土壤中蚯蚓数量增加3—10倍。蚯蚓活动形成的孔道及其生理活动都有利于改善土壤结构,使土壤疏松,提高土壤通气性,利于形成土壤团颗粒结构。
2.4 培肥地力,提高土壤的综合生产能力
作物残茬和秸秆大部分还田,直接提高土壤中有机质含量,实现了土壤养分平衡所求的养分归还。土壤中这些有机质被微生物分解后形成腐殖质,腐殖质是土壤肥力的基础,改善了土壤的理化性状,最终提高了土壤的综合稳定生产能力,保证土壤持续、稳定地为作物提供各种养分。
2.5 农业机械化对保护性耕作的利弊
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同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,如机械化秸秆还田减少秸秆焚烧导致的大气污染;覆盖减耕节约农业用水;保护性耕作治理沙尘暴等等。
3保护性耕作的关键性环节
3.1 免耕机械播种技术
春季播种应用免耕种机在有残茬及覆盖物的地表一次完成播种作业,即破茬开沟、施肥施药、播种、覆土、镇压一次完成,保证作物出苗即可,简化工序,降低成本。
3.2 田间覆盖技术
作物收获后至少要有30%以上的秸秆、残茬覆盖地表,或高留茬护土。根茬留高要求,玉米在20cm以上,小麦在15cm以上。秸秆可覆盖或粉碎覆盖,也可因地制宜选择适宜的覆盖方式,总的原则是既利于保护土壤,又能保护来年春季播种质量。
3.3 病虫草害防治技术
保护性耕作能否顺利实施,关键是做好病虫草害的防控工作。主要方法是使用化学药剂进行控制,一般可选用高效、低毒、低残留化学药剂及先进可靠的施药机具,并采用安全合理的施药方法,出苗后也可结合苗人工拔草。
3.4 深松技术
对于土壤粘重或刚开始实行保护性耕作的土壤,为保护土壤疏松,可进行深松作业,即使用深松机具只穿过底层土壤,不破坏土壤结构。目的是疏松土壤,打破犁底层,增加降水入渗量。深松减少了由于翻耕后裸露的土壤水分蒸发损失。深松一般2—4年进行一次。
保护性耕作技术具有突出的优势,但其效果很难一年就见成效,在较短时间能实现的是土壤大的保水能力,而肥力的提高一般需3—5年,不会迅速提高作物的产量,所以必须要有一个发展的过程。实践证明,保护性耕作是土壤耕作制度上的一次变革,随着相关设备技术的完善、难点的攻克,保护性耕作在我国将迅速发展。
作者简介:
赵春阳,男,汉族,1980年11月15日出生,籍贯吉林省双辽市,2007年毕业于吉林农大农学系,现供职于双辽市农业机械化学校,助理工程师职称。双辽市第十二届政协委员。
保护性耕作是在保留地表覆盖物的前提下,少耕、免耕播种基础上发展起来的一种土壤耕作方式。其主要内容是作物收获后残茬、秸杆留在田间覆盖地面,春季不进行整地,使用免耕播种机进行播种,喷施化学药剂防治病虫草害,尽量减少机械进田次数,保护耕层土壤的自然结构,实现经济、生态、社会效益的有机统一。
1保护性耕作的发展现状和现实意义
1.1 保护性耕作的发展现状
1942年美国率先试验研究保护性耕作,其兴起的原因就是美国首先大规模机械耕作,人为破坏植被,土壤没有保护,沙尘暴开始肆虐,推广土壤保护性耕作势在必行。此后该技术发展迅速:到1997年,美国保护性耕作面积已占全部耕地的21%,并在其它国家迅速推广;到2002年,美国、澳大利亚、巴西、阿根廷等国家保护性耕作面积均占到本国耕地面积的60%以上。保护性耕作对农民本身将带来观念上、生活质量上的革命性变化。1997年5月美国保护性耕作信息中心年会上,一位免耕农民的妻子巴巴拉●弗瑞安西斯(Barbara Francis)说,“除电的应用外,免耕法是对我的生活质量改善最大的事情”。
我国自20世纪60年代开始进行保护性耕作的试验研究工作,1999年在多个省区试验示范,2002年国家农业部启动“保护性耕作示范工程”项目,并逐渐研制出相应的配套农机具,逐年在旱作区示范推广。
1.2 推广保护性耕作的意义
保护性耕作实质是人类由不耕作到刀耕火种,由刀耕火种到汉代发明铧式犁进入传统人畜力耕作,由传统人畜力耕作到传统机械化耕作后的又一次革命。前三次革命,人类都是通过耕作干预自然,带来农业生产的一次次飞跃。特别是机械化的发展,人类掌握了强有力的耕作工具,成为“自然的主人”,可以随意改变土地的原有状态,提高劳动生产率和土地生产率。但是人类和自然的矛盾也愈来愈突出。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;旋耕切碎土壤,创造了松软细碎的种床,同时又消灭了土壤中的蚯蚓与生物,使土壤慢慢失去活性。耕作强度愈大,土壤偏离自然状态愈远,自然本身的保护功能、营养恢复功能就丧失愈多,要维持这种状态的代价就愈大。近几十年来,我国机械耕作活动增强,农业产量大幅度上升,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。
1.2.1目前土壤的现状
就双辽市而言,以中低产田为主,其耕地面积占全市总面积的70%以上,淡黑钙土、风沙土占60%以上。这些土壤有机质含量低,经常遭受干旱、风蚀等灾害。近几年,双辽市种植业结构调整,花生、杂豆等作物的种植面积明显增加。这些作物收获后,风大、土壤受风浊流失严重,表面细土几乎全部刮走,来年再翻再刮,造成恶性循环,土壤耕层越来越薄,土地越种越贫瘠。
1.2.2常规栽培措施弊端突显
主要是缺少土壤培育机制,土壤养分失衡。化肥推广使用以来,其增产作用远远超过有机肥。多年来,作物产量的大幅增加几乎全部依赖化肥,农肥的作用被忽视。加之农业机械化的发展,有机肥源紧张,农民更不愿积造农家肥。如此年夏一年的掠夺式生产,土壤有机质含量逐年下降,必然导致土壤养分失衡,中微量元素缺乏现象越来越突出,成为限制作物产量提高的因素。恢复和补充土壤养分的最有效方法是归还从土壤拿走的养分,也就是除我们的收获物外其余应全部还给土壤。
1.2.3干旱少雨已成为制约农业发展的瓶颈
近些年,已不单是春旱播种难的问题,作物出苗后还会经常受到干旱的威胁,伏旱秋旱现象频频发生,严重影响了农作物的产量,旱情已到了不容忽视的地步。研究探索适宜的抗旱农业栽培措施已迫在眉睫。实践证明,保护性耕作是旱作农业区科学发展的突破口和立足点。
2保护性耕作的增产机理
2.1 残茬、秸秆覆盖,防止表层土壤流失
残茬、秸秆覆盖,能够固定、保护表土,减少农田裸露面积。试验证明秸秆覆盖可减少土壤风蚀60%以上,防止农田扬沙,减少沙尘暴的发生,保护生态环境。同时,覆盖物也直接减少土壤水分蒸发,防止大雨形成的地表径流,减少水分流失。
2.2 增强土壤保水能力,提高水分利用率
残茬、秸秆覆盖物直接减少水分蒸发,减缓地表径流,提高土壤蓄水能力。据资料介绍,作物秸秆的吸水能力是自身重量的2.5—4倍。同时,残茬、秸秆直接还田,增加土壤有机质含量,从而提高土壤蓄水能力。一般免耕、少耕技术,可增加土壤蓄水能力16%—19%,提高水分利用率12%—16%。
2.3 利于良好土壤结构的形成
常规耕翻作业打乱了土壤自上而下的肥力梯度,使底层生土上翻,破坏了土壤结构。免耕条件下作物根系在土壤中伸展,根系死后被土壤中微生物分解,在土壤中形成了各种根孔,若连续数年免耕种植各类作物,在一个较厚的土层中形成各种孔隙,这些孔隙利于水分下渗和空气交换。同时土壤中蚯蚓数量明显增加,据资料介绍,免耕覆盖3年,土壤中蚯蚓数量增加3—10倍。蚯蚓活动形成的孔道及其生理活动都有利于改善土壤结构,使土壤疏松,提高土壤通气性,利于形成土壤团颗粒结构。
2.4 培肥地力,提高土壤的综合生产能力
作物残茬和秸秆大部分还田,直接提高土壤中有机质含量,实现了土壤养分平衡所求的养分归还。土壤中这些有机质被微生物分解后形成腐殖质,腐殖质是土壤肥力的基础,改善了土壤的理化性状,最终提高了土壤的综合稳定生产能力,保证土壤持续、稳定地为作物提供各种养分。
2.5 农业机械化对保护性耕作的利弊
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同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,如机械化秸秆还田减少秸秆焚烧导致的大气污染;覆盖减耕节约农业用水;保护性耕作治理沙尘暴等等。
3保护性耕作的关键性环节
3.1 免耕机械播种技术
春季播种应用免耕种机在有残茬及覆盖物的地表一次完成播种作业,即破茬开沟、施肥施药、播种、覆土、镇压一次完成,保证作物出苗即可,简化工序,降低成本。
3.2 田间覆盖技术
作物收获后至少要有30%以上的秸秆、残茬覆盖地表,或高留茬护土。根茬留高要求,玉米在20cm以上,小麦在15cm以上。秸秆可覆盖或粉碎覆盖,也可因地制宜选择适宜的覆盖方式,总的原则是既利于保护土壤,又能保护来年春季播种质量。
3.3 病虫草害防治技术
保护性耕作能否顺利实施,关键是做好病虫草害的防控工作。主要方法是使用化学药剂进行控制,一般可选用高效、低毒、低残留化学药剂及先进可靠的施药机具,并采用安全合理的施药方法,出苗后也可结合苗人工拔草。
3.4 深松技术
对于土壤粘重或刚开始实行保护性耕作的土壤,为保护土壤疏松,可进行深松作业,即使用深松机具只穿过底层土壤,不破坏土壤结构。目的是疏松土壤,打破犁底层,增加降水入渗量。深松减少了由于翻耕后裸露的土壤水分蒸发损失。深松一般2—4年进行一次。
保护性耕作技术具有突出的优势,但其效果很难一年就见成效,在较短时间能实现的是土壤大的保水能力,而肥力的提高一般需3—5年,不会迅速提高作物的产量,所以必须要有一个发展的过程。实践证明,保护性耕作是土壤耕作制度上的一次变革,随着相关设备技术的完善、难点的攻克,保护性耕作在我国将迅速发展。
作者简介:
赵春阳,男,汉族,1980年11月15日出生,籍贯吉林省双辽市,2007年毕业于吉林农大农学系,现供职于双辽市农业机械化学校,助理工程师职称。双辽市第十二届政协委员。