1 护性耕作的理论保护性耕作(免耕)是相对于传统翻地的一种新型耕作技术,它的定义是:“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,并主要用农药来控制杂草和病虫 害的一种耕种技术”<6>。由于这种耕作技术可以保水、保土,所以又称为保护性耕作。保护性 耕作首先起源于加拿大,加拿大地处美洲北部,气候寒冷,20世纪50年代以前,也是采用铧式 犁翻耕方式,土壤过度翻耕,地表残茬太少,不能有效抵抗风蚀和水蚀,导致土壤侵蚀。1960年首先在加拿大的马尼托巴(Manitoba)和达科他(Dakota)地区一些农场主为了减少水土流失、减少耕作时间和解决能源消耗 问题,开始尝试进行免耕耕作,但是由于无法控制田间杂草同时也没有合适的播种机械,所以免耕 技术当时在加拿大并没有被广泛推广。随着科学技术的发展,化学除草剂的问世和先进的农业耕作 机具的研制成功,使得免耕技术被农场主所认可,并进行大面积的推广<1>。加拿大对免耕技术 的研究,大致可分为3个阶段:第1阶段:1955～1985年,研究除草剂和免耕播种机。第 2阶段:1985～1995年,保护性耕作得到大面积的推广应用。第2阶段:1995至今, 研究降低生产成本<7>。机械化保护性耕作主要由四项关键技术组成:免耕播种技术;秸秆残茬 处理技术;杂草及病虫害控制技术;土壤深松技术。其中核心技术是土壤深松技术。1.1 免耕 播种技术 免耕播种技术又叫留茬播种法,是加拿大近些年来发展起来的一种耕作法。该方法可以 有效防止水分蒸发和风蚀、水蚀。它的特点是收获后不翻耕,在留茬地上直接用特制的带有灭茬、 施肥、播种、覆土机构的免耕播种机播种,除喷洒药剂外不再进行其它任何土壤耕作。可以减轻风 蚀、减少田间作业次数、节省劳力,提高生产效率,有利于抢农时,节约燃料,降低成本等作用。 1.2 秸秆残茬处理技术 用大量秸杆残茬覆盖地表,将耕作减少到只要保证种子发芽即可,并 主要用农药来控制杂草和病虫害。秸杆覆盖的目的是保水、保肥、保土。其突出特点是增强土壤蓄 水能力,可减少经流60%左右,减少水分蒸发11%,并且提高水分利用率17%左右<5>。 1.3 杂草及病虫害控制技术 一般可采用人工除草或喷施除草剂,喷施除草剂时,可在杂草刚 萌芽时用2,4-D丁脂类除草剂。害虫的防治要对虫情做好预测,及时防治,是对种子进行药剂 处理,要根据农作物生长的不同阶段采取不同形式的防治措施。1.4 土壤深松技术 深松技术 是机械化保护性耕作技术实施过程中的一项重要技术措施,是一种新型的土壤耕作方法<9>。特 点是:不翻转土壤、不破坏土壤层结构、提高土壤含水量、降低土壤容重、使土壤疏松,这些都有 利于作物根系生长,有利于增产增收。目前土壤深松机械有全方位深松机和翼形铲深松机等。其工 艺路线为:秋季收获→秸秆还田→深松→浅旋耕(或不旋耕)→春天施肥播种<2,3>。深松一 般每2年至3年进行一次,在土壤墒情适宜的情况下尽早作业,雨量充足的年份在雨季之前进行, 作业深度为25～35cm,若深松深度不够,会出现地表不平现象,需进行浅施耕作业。深松可 以提高土壤含水量,减少表土径流。2 免耕取得的效益和存在的问题目前免耕技术正在加拿大大 面积推广,据统计,在加拿大1994年应用免耕耕作面积占总耕作面积的36%,2001年加 拿大应用免耕耕作面积占总耕作面积的63%<7>。加拿大研究试验结果表明:保护性耕作可以 明显改善土壤结构,增加土壤中有机质和蚯蚓含量,与传统耕作相比,稳定团粒结构(stabl eaggregates)由31%提高到49%;蚯蚓数量由每公顷134万条增加到150万 条。根据加拿大国家半干旱草原农业研究中心10多年的试验数据,实施保护性耕作可以提高土壤 有机质0.2个百分点,同时明显减少土壤水蚀、风蚀,实现粮食增产10%左右,并减少农业机 械进地作业次数,节约生产成本。通过实施保护性耕作,可以减少甚至取消夏季休耕,提高了土地 产出率。据统计,加拿大自1991年以来,免耕面积增加35%,减少夏季休耕地40%。随着 免耕播种技术的发展,耕种机械也发生了很大的变化,传统的播种机基本上全部由免耕播种机取代 ,传统的铧式犁已被各式松土铲所代替<9>。为保证免耕播种机在秸秆覆盖条件下的通过性(防 堵塞)和播种质量,农机生产企业和科研单位共同对播种机开沟器和排种器不断进行研究改进<4 >,如双圆盘开沟器、气力排种器等已经被广泛应用<8>。 保护性耕作目前存在的主要问题 ,一是土壤的压实问题;二是免耕播种时由于地表不平整所以会出现播种不均匀、播种深浅不一, 甚至出现少播、漏播的现象;三是会使病虫草害增加;四是在个别盐碱地区有增加土壤盐碱化的可 能;另外还有可能因为推行保护性耕作,大量使用除草剂、杀虫剂,会使谷物品质受到影响同时也 在一定程度上影响了鸟类生物多样性问题<12>。3 加拿大研究保护性耕作的特点加拿大是世 界上农业发达国家之一,也是最早研究推广保护性技术的国家,通过研究保护性耕作在加拿大目前 的发展状况,可见加拿大研究保护性耕作具有如下特点:①在实施保护性耕作过程中,注重技术措 施的综合运用。②重视保护性耕作与水土保持及气候变化等环境问题之间关系的研究。③在保护性 耕作技术研究和推广过程中,注重农机与农艺技术的紧密结合。④注重加强国际合作与交流。⑤十 分重视保护性耕作可能带来的负面影响,并认真加以研究解决。保护性耕作技术是农业耕作中的一 次重大的技术革命,目前世界各国都在致力研究积极推广。中国是农业大国、人口大国,农业的发 展对中国有着十分重要的意义。随着科学技术的发展和世界人口的快速增长,人类为了解决温饱问 题对自然资源过度开发,使得生态平衡遭到破坏、空气污染、水土流失、耕地沙漠化,人类赖以生 存的生态环境正在逐步恶化。同时我国又是世界人口增长最快的国家,随着人口的增加,对生态环 境的破坏也极其严重。我国的沙漠和沙化总面积已达174.3万km2,而且每年还在以343 6km2的速度扩展,一年等于损失一个大县的耕地面积,我国水土流失占国土总面积的37%。 众所周知我国是以世界9%的耕地面积,6%的水资源,养活了占世界22%的人口。而且目前中 国膨胀的人口和粗放型的经济增长方式都早已超过了自然环境合理的承载内力<7>。所以治理土 地沙漠化和保护水土流失、保护耕地是目前我国面临的一项刻不容缓的任务。因此研究国外保护性耕作技术的发展现状,这对在我国应用和推广保护性耕作具有及其深远的意义。保护性耕作在加拿大的研究及现状@王延好$安徽农业大学工学院!安徽合肥230036
@张肇鲲$安徽农业大学工学院!安徽合肥230036免耕;;技术研究;;发展介绍了免耕技术 在加拿大的研究情况,以及我国目前免耕技术的发展状况。1 ASAEStandards.1 998.Ep291.2.Terminologyanddefinitionsforsoi ltillageandsoil-toolrelationships.ApprovedDec.1998.St.Joseph,Mich.:ASAE.
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