保护性耕作技术的主要作用及应用

李红标　杨光

摘要：阐述玉米秸秆焚烧的危害，以及实施保护性耕作的目的和意义，介绍保护性耕作的作用、主要技术内容，分析实施保护性耕作的社会及生态效益，为在昌图县大面积推广保护性耕作技术提供参考。

关键词：玉米秸秆；保护性耕作技术；效益；秸秆焚烧

中图分类号：S34 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）05-0001-02

昌图县位于辽宁省最北部，总人口103万，其中农业人口84万；区域面积4 324 km2，耕地面积26.7 万hm2；主要农作物有玉米、水稻、花生等，其中玉米的种植面积在20万hm2左右，占全县耕地总面积的75%左右。玉米密植技术的应用和玉米种植品种的更新，使玉米秸秆剩余量逐年增加，在缺乏有效的秸秆处理方法的条件下，大面积秸秆焚烧成为必然。在些情况下，在昌图县大力推广玉米保护性耕作技术势在必行。

1 焚烧玉米秸秆的危害

1.1 污染空气环境

玉米秸秆燃烧不完全会产生大量的氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘。氮氧化物和碳氢化合物在日光的作用下还可能产生二次污染物臭氧等，使可吸入污染物颗粒物的浓度比平时高出1～3倍。当可吸入颗粒物的浓度达到一定程度时，可引起人体咳嗽、胸闷、流泪，严重时导致支气管炎。

1.2 引发火灾

农村的村舍、林地离农田较近，玉米秸杆焚烧极易引燃周围的可燃物，危及周边群众的生命财产安全。

1.3 引发交通事故

露天焚烧玉米秸秆产生的浓烟，影响铁路、高速公路、公路上车辆的正常行驶，特别是焚烧现场附近的低洼路段能见度更是有限，对交通安全构成巨大威胁。

1.4 破坏耕地土壤结构

在农田焚烧玉米秸秆，会杀死农田土壤中的有益微生物，使地下害虫的虫卵孵化速度加快。同时，焚烧玉米秸秆还可矿化农田土壤中的腐殖质、有机质，使农田土壤的碱性升高，自然肥力和保水性能下降，不耐旱。

1.5 造成资源浪费

昌图县每年的玉米秸秆产量约为286万t，而每年焚烧的玉米秸秆约140万t，相当于烧掉了70万t的标准煤。

2 实施保护性耕作技术的目的和意义

保护性耕作技术是指利用作物收获后遗留下来的秸秆覆盖地表（覆盖率在15%以上），以减少风蚀、水蚀，提高耕地土壤肥力和抗旱能力的一种先进农业耕作技术。保护性耕作可以减少土壤的风蚀、水蚀，防止水土流失；改善土壤结构，增加土壤肥力，减少土壤水分的蒸发，充分利用水资源，减轻对生态环境的破坏。保护性耕作技术的应用与推广，能够推动耕作制度的改革进程，提高粮食产量，实现种养结合、以地养地。

总的来看，大力推广和发展保护性耕作技术，对促进农业增产、农民增收、改善现有农业生态环境、促进农业可持续发展具有非常重要的现实意义。

3 实施保护性耕作的主要作用

3.1 减少水土流失

玉米秸秆覆盖地表后可以降低地表径流强度和径流量，从而减少地表的水土流失，改善耕地的生态环境。据测定，在0～150 cm土体内，采用保护性耕作技术的地块可多蓄水90～270 m3/667 m2。秸秆覆盖地表避免了阳光直射，减少了水分蒸发，水分利用效率提高21%左右。

3.2 提高土壤肥力

据测定，玉米秸秆中的有机质含量为13%～17%。按秸秆还田0.4 t/667 m2计算，可增加有机质52～68 kg。长期连续实施秸秆还田，有机质可每年增加0.001 9%～0.003 3%，使土壤供肥能力逐步加强。

3.3 改善土壤物理性状

玉米秸秆还田后，土壤孔隙度一般增加3%～5%。土壤孔隙度增加后，协调土壤中的水、气、肥、热，渗水能力增强，保墒性能增加，因此抗旱抗涝能力大大提高。

3.4 优化田间生态环境

秸秆还田可显著增加土壤微生物的数量，肥土约增加50%，瘦土约增加2倍。农田覆盖5 cm厚的秸秆，冬天可提高地温0.2～0.5 ℃，夏天可降低地温2.5～3.5 ℃，提高土壤水分32%～45%，减少杂草24.9%～40.6%。

3.5 节本增效

减少生产作业工序1～4道，节约用工，降低生产成本。在秸秆还田的地块上施用化肥，肥效能得到有效发挥，使磷肥利用率提高25%～30%，氮肥利用率提髙17%左右。据调查，秸秆还田后的第一季作物平均增产7%左右。

4 保护性耕作技术的主要内容

4.1 秸秆覆盖技术

玉米秸秆覆盖技术是指通过人工或机械操作，把玉米收获后的剩余秸秆覆盖在地表。昌图县通常采用秸秆粉碎还田覆盖技术和留茬覆盖技术。全县的玉米秸秆产量大，全部还田不利于翌年春季播种，因此，用玉米联合收割机自带的粉碎装置和秸秆粉碎还田机作业后，用搂草机和打包机将多余的秸秆清理出去用于生活取暖、生物发电等，剩余被粉碎的秸秆直接覆盖于地表。留茬覆盖技术是指在人工收获或机械收获时留高茬，通过留高茬和根系固土作用达到减少地表风蚀、水蚀的目的。同时，留高茬能够有效避免阳光直射地表，减少水分蒸发。根茬腐烂后，土壤的孔隙度增加，提高了土壤蓄水保肥能力，有利于翌年玉米根系的生长发育。

4.2 免耕播种技术

玉米机械化免耕播种技术是使用玉米免耕播种机，一次性完成开沟、播种、覆土、镇压等多道作业工序。玉米机械化免耕播种技术能够降低农民的劳动强度，提高生产效率。玉米免耕播种机能够减少耕作次数，减轻土壤压实程度，保护和改善土壤结构，增加玉米种植密度，规范玉米种植模式，从而提高播种质量，为玉米增产提供有效保障。

4.3 机械化深松技术

机械化深松技术是指在不打乱原有土层结构的情况下，利用深松机械松动土壤、打破犁底层、加深耕作层的耕作技术。机械化深松只松土不翻土，作业后耕层土壤不乱，但土壤的通透性增加，作物扎深根，可达到促进作物增产的目的。昌图地区一般2～3 a深松1次。

昌图地区主要以秋季深松为主，原因是秋季深松有利于蓄纳秋冬雨雪，能够保证春季播种的墒情；深松深度应因地制宜确定，以打破犁底层为原则，昌图地区一般为25～35 cm；昌图地区一般采用全方位深松全面松动土壤，深度一般25～35 cm；深松作业要求行距和各行耕深一致，深度误差±2 cm；一般采用凿形铲式深松机进行作业。

5 保护性耕作技术的效益分析

5.1 社会效益分析

保护性耕作技术的全面实施，可以减少整地车辆的进地次数，与免耕播种技术和玉米机械化收获技术配合，形成从播种到收获的整套先进综合技术。与传统的耕作方式相比，保护性耕作技术省工、省时效果明显。解放出来的农村劳动力投入到其他产业，可以增加农民收入。

5.2 生态效益分析

一是减少秸秆焚烧，有效避免了对环境的污染。二是秸秆覆盖地表，可降低风速，使地表湿润，增加地表土壤团粒结构，进一步减少风蚀，从而有效抑制沙尘暴的发生。三是秸秆增加地表的粗糙程度，降低地表径流。机械化深松使土壤的含水量增加，提高了土壤的坑旱保墒能力。四是土壤有机质含量增加。土壤物理性状的改变，增强了生物菌群的活动能力。同时，秸秆腐烂增加了土壤中的腐殖质，培肥了地力。

参考文献

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