徐州市旱作农业区保护性耕作技术发展现状与建议

孙 蕊 李政席 魏 静

0 引言

我国是世界上主要的干旱国家之一，干旱、半干旱及半湿润偏旱地区的面积占国土总面积的52.5%，主要分布在北方的15个省、市、自治区。旱作农业面积约33000 khm2。干旱少雨与水土流失严重一直是困扰北方旱地农业发展的两大问题。在旱作农业区推广保护性耕作技术，可以抑制农田扬尘，减少水土流失，增强旱区节水抗旱能力，有效促进农业增效、农民增收，实现农业可持续发展。

1 现状

徐州地处黄淮海平原，主要作物有玉米、小麦和水稻等。自1982年实行家庭联产承包责任制后，土地由集体大面积经营转为分散经营，农户很少使用大型农机具整地，随着农用小四轮、手扶拖拉机的普及，大型农机具逐步失去了作业空间。由于长期采用旋耕机进行土壤平整地作业，旋耕深度一般不超过20 cm，导致土壤熟土层日益变浅，犁底层日益加厚，土壤板结，有机质含量减少，保肥保水能力差，以至于旱年不抗旱，涝年不抗涝，粮食产量多年来徘徊不前。要改变这种不利局面，必须大力推广保护性耕作技术，蓄水保墒，培肥地力，改善作物根系生长条件，增强抗旱、抗倒伏能力，促进农作物生长发育，提高农作物产量。

2 发展趋势与存在问题

2.1 发展趋势

随着保护性耕作技术的引进和发展，各地区因地制宜，不断组织生产实践，逐渐研发出适合当地农艺要求和土壤条件的技术及相关机具。从近年来的推广情况看，保护性耕作的发展趋势如下：

（1）免耕面积逐年扩大。

（2）保护性耕作的应用区域不断扩大，作物种类不断增多。

（3）重视非化学除草（如机械除草、覆盖压制除草、轮作控制杂草、生物除草、臭氧除草等）技术的研究，建立杂草综合防控技术体系。

（4）机械化深松技术被逐渐认可，各级政府逐步提高土壤机械化深松作业补贴力度。

（5）保护性耕作机具向专业化、复式化、大型化、产业化、智能化方向发展。

2.2 存在问题

（1）关键产品性能尚不能满足生产需要。小麦免耕播种机性能未完全过关，存在对地域和土壤条件适宜能力差、机具通过能力不强、可靠性差等问题。

（2）产品种类少。我国现有的保护性耕作以小型、单机作业为主。与大、中型拖拉机配套的免耕谷物播种机动力偏小，国产大型和复式作业机具基本空白，用于农场的大型复式作业机具主要依靠进口。保护性耕作机具品种集中在深松、播种和秸秆粉碎还田机具上，缺少保护性耕作所需的其它机具，如表土整地机、除草机、喷药机等。

（3）保护性耕作机具还没有形成完整的产业。目前，国内生产保护性耕作机具的专业厂家很少，产品开发能力很弱。现有的产品无论在数量还是在质量上都不能满足生产需要。

3 保护性耕作的主要机具和技术路线

3.1 主要机具

目前我国保护性耕作中所用到的机具主要有：免耕播种机具、深松机、浅松机、秸秆还田机、旋耕机、耙、植保机具等（见图1）。

3.2 主要技术路线

（1）全喂入联合收割机收获小麦，配以秸秆粉碎及抛撒装置，实现小麦秸秆的全量还田及秸秆覆盖→免耕播种机播种玉米→机械化病虫害防治、深施化肥→联合收割机收获玉米、玉米秸秆还田机粉碎秸秆还田→全方位深松机进行土壤深松→少免耕播种机播种小麦→适时开沟浇水。

图1 保护性耕作的主要机具

（2）半喂入联合收割机收获小麦、秸秆均匀粉碎抛撒→秸秆还田机耕整地→机播玉米→机械化病虫害防治、深施化肥→人工玉米摘穗→玉米秸秆还田机粉碎秸秆→凿式深松机进行土壤深松→少免耕播种机播种小麦→适时开沟浇水。

（3）半喂入联合收割机收获小麦、秸秆均匀粉碎抛撒→秸秆还田机耕整地→机播玉米→机械化病虫害防治、深施化肥→人工玉米摘穗→玉米秸秆还田机粉碎秸秆→旋耕深松机进行耕地及土壤深松→机播小麦→适时开沟浇水。

4 关键技术

4.1 秸秆还田技术

用秸秆粉碎还田机作业，可使30%以上的玉米秸秆、残茬覆盖地表，保护土壤，减少风蚀、水蚀和水分无效蒸发，提高天然降雨利用效率。

4.2 免耕、少耕技术

尽可能地减少除播种以外的耕作，降低耕作对土壤的破坏，减少机具对土壤的压实。即便是播种也要尽可能地降低对土壤的扰动，最大限度地保持土壤的自然状态，提升土壤的自我恢复能力和自我平衡能力。因此，保护性耕作必须实行免耕和少耕，多采用复式作业。要改革铧式犁翻耕土壤的传统耕作方式，实行免耕或少耕。免耕就是除播种之外不进行任何耕作，使用免耕播种机将种子播在秸秆覆盖的土壤中。少耕包括深松与表土(浅旋、浅耙)耕作。深松即疏松深层土壤，基本上不破坏土壤结构和地面植被，可提高天然降雨入渗率，增加土壤含水量。

4.3 杂草、病虫害控制和防治技术

保护性耕作实行免耕或少耕。由于减少土壤耕作容易滋生杂草和病虫害，故防治病虫草害是保护性耕作技术体系的重要内容，也是大规模普及保护性耕作必须考虑的风险因素。其中，病虫害的影响程度与传统耕种模式相比并不突出，而控制杂草是主要问题。控制杂草的措施有两种：一是化学除草；二是机械除草。采用化学除草，首先要针对杂草类别及其不同生理阶段选择除草药剂，再根据气候等因素确定适宜的喷洒时机，以最低的投入达到高效除草的目的。化学除草使用得当，可以免除或减少中耕除草作业程序，但大范围采用化学除草又会引发污染问题。从国外的研究发展趋势看，有两种解决办法：一是开发或引进新的低毒、低残留高效专用除草剂；二是采用机械除草，利用各种形式的除草机械和表土作业机械切断草根，干扰和抑制杂草的生长，达到控制或清除杂草的目的。美国采用机械除草，使除草剂的使用量减少了2/3，将污染问题降低到可接受的水平。

4.4 深松与表土作业技术

对采用保护性耕作的新地块，应先进行一次深松以打破原有犁底层，之后每2～3年深松1次，直到土壤具备自我疏松能力。

5 推广保护性耕作的措施与建议

5.1 广泛开展土壤养分测量

目前，大部分农民还是依靠经验种田，对土壤肥力没有精确的概念，基本上是到了施肥和追肥的时候，就撒点化肥到田里，不知道作物到底需要什么肥料，不能根据土壤需要补充肥料，造成部分土壤肥力不足或化肥过剩，导致浪费甚至污染环境。因此要对土壤养分进行测量，建立数据库，根据长期测得的数据有针对性地添加某种肥料来平衡肥力，提高土壤营养物质含量，增加作物产量。比如在玉米秸秆还田后，微生物每分解100 g秸秆约需要0.8 g氮，即1000 kg秸秆至少要加入8 kg氮才能保证分解速度不受缺氮的影响。因此，在耕地前要及时撒施农家肥，亩增施速效氮肥20～40 kg，以加快秸秆腐烂分解；同时，应防止土壤碳氮比过大，造成土壤缺氮。

5.2 减少农药用量，大力推广低毒、高效农药

保护性耕作会造成杂草徒长，需要采用除草剂控制杂草。由于除草剂等农药滥用会造成食物农药超标，因此，需要农业推广部门根据当地杂草种类、天气状况和种植作物选择除草剂进行喷撒，降低杂草数量和增长速度，减少污染。

5.3 还田作业后及时镇压

玉米秸秆较为粗壮，全量还田后会在土层中形成较大的孔隙。由于秸秆本身吸水，加上微生物分解吸水，会降低土壤含水量。因此，要及时镇压、浇水，使土壤密实、大小孔隙比例合理，让种子与土壤紧密接触，以利于小麦发芽扎根，避免出现吊根现象。

5.4 适时进行深松

保护性耕作取消了翻耕作业程序，但机器作业仍会压实土壤。因此，需要对土壤进行深松。一般每3年左右深松1次，也可根据土壤的压实程度进行调整。在新实施保护性耕作的地块，可能有犁底层存在，应先进行30 cm以上的深松，打破犁底层。保护性耕作一般采用离地间隙大、强度较好的柱铲式深松机或全方位深松机，深松深度一般大于250 mm，深度稳定性不低于80%。深松后田面平整，上实下虚，土壤破碎率大于90%,不漏松、不重松，达到良好的待播状态。

5.5 大力推进土地流转

土地流转能够形成连片作业，既可减少机具田间转移时间，提高作业效率，又能根据种植作物选择所需的肥料和除草剂，减少农业种植成本，提高作物产量。

5.6 加强基层农机技术培训

各级农机推广部门要深入基层农村，直接对农民进行技术培训。尤其要根据当地作物品种、种植习惯、农艺要求和配套动力等条件进行相应的保护性耕作技术培训。有条件的地方应当进行点对点或点对面的培训，着力提高农民科学种田的能力，在提高作物产量的同时有效降低化肥和农药使用量，降低种田成本，减少环境污染。