甘肃河西地区保护性耕作应用情况初步调查

李银科，李菁菁，周兰萍，张进虎，郑庆钟，刘光武，张芝萍

(甘肃省治沙研究所 甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地，甘肃 兰州 730070)

保护性耕作是人类在遭受严重土壤侵蚀(包括风蚀和水蚀)危害后，从保护耕地和治理沙尘暴角度出发逐渐研究和发展起来的一项新型水土保持耕作技术[1]。该技术以作物秸秆根茬覆盖地表、少耕和免耕为中心内容，土壤结构不受破坏，能够大幅度减轻田间扬沙和水土流失，在防治沙尘暴和土地沙漠化中起着突出作用，是一种有效防止风蚀、保持水土、增加土壤肥力的新型耕作方式，已被广泛应用于北方旱区，并带来了巨大的生态和经济效益[2-3]。

甘肃从2000年开始进行保护性耕作技术试验示范，之后逐步推广扩大保护性耕作面积，截至2015年底，保护性耕作示范推广面积已达到了23.3万hm2，各类保护性耕作机具推广了2.9万台(套)[4]。甘肃省保护性耕作示范推广区域主要分布在河西冷凉风沙灌区和中东部黄土丘陵沟壑区[5]。

河西地区是我国重要的商品粮基地之一，也是我国三大沙尘源区之一。农田是沙尘的重要源地，保护性耕作可以有效遏制土壤风蚀。河西地区已推广应用保护性耕作10多年，其发展现状如何？群众是否乐意接受？群众使用哪种保护性耕作模式？还存在什么问题？这些问题都将影响保护性耕作的持续发展。鉴于此，我们对河西地区保护性耕作应用现状进行了调查，以期为该区保护性耕作的持续发展提供依据。

1 研究区概况

甘肃河西地区深处内陆腹地，位于黄土高原、青藏高原和内蒙古高原三大高原的过渡地带，冬季寒冷，夏季酷热，昼夜温差大，年降水量36～180 mm，年蒸发量1 500～3 360 mm，气候干燥，属于典型的温带大陆性荒漠气候。该区光热和土地资源丰富，风大沙多，年平均风速1.8～5.1 m/s，主风向为西北风，风沙活动集中在3—5月份；年平均气温5.0～9.5 ℃，年最低气温-26.3～-35.6 ℃，年最高气温28.1～41.7 ℃，≥10 ℃年积温1 700～3 100 ℃，无霜期110～180 d，年日照时数2 500～3 347 h。地带性土壤有棕漠土、灰棕漠土、灰漠土等，农田土壤因长期灌溉而成为灌漠土。

2 调查方法

2016年5月，对河西地区的武威、金昌、张掖、酒泉等地的保护性耕作情况进行了走访调查，到田间向农民群众进行了询问、了解，询问内容有：当地实施保护性耕作的年限、比例、类型，保护性耕作连续应用年限及种植的作物种类，保护性耕作的优缺点及其对产量和地力的影响，对保护性耕作的评价等。

3 结果与分析

3.1 河西地区保护性耕作的类型

河西地区保护性耕作类型单一，基本上是覆膜留茬免耕。应用保护性耕作的时间为3年至10多年不等，其中3～5年的占26.3%，6～9年的占31.6%，10年及以上的占42.1%，说明新增比例逐渐减小，增加缓慢；应用保护性耕作种植的农田面积占当地全部耕地面积比例最高的达到90%，也有不使用保护性耕作的地区，其中，保护性耕作应用面积比例为0、<10%、10%～30%、30%～60%、60%～90%的村分别占8.4%、33.3%、25.0%、20.8%、12.5%，说明大部分地区保护性耕作应用比例较小。

3.2 保护性耕作下的种植制度

河西保护性耕作种植作物大多为玉米，占保护性耕作面积的68.4%，其次为茴香(占15.8%)、葵花(占10.5%)，小麦、豆类、菜薹、胡麻和萝卜等作物总共占5.3%。保护性耕作种植一般在玉米茬地进行，玉米茬占所有作物茬面积的比例为73.7%，其余作物茬按比例多少由大到小排序依次为葵花、菜薹、棉花、葫芦、辣椒、萝卜等。保护性耕作连续种植年限大部分为2年，其中有42.1%的地区连续种植可到3年，10.5%的地区最长连续种植年限可到4年，但只限于种植玉米。

3.3 群众的评价

河西保护性耕作措施对作物产量基本没有影响或稍有影响，57.9%的受访者认为没有任何影响，31.6%的人认为对产量没有影响或使某种作物有所增产，如玉米、葵花、第二年小麦，10.5%的人认为对产量没有影响或使某种作物略有减产，如葵花、小麦。73.7%的受访者认为保护性耕作对耕地质量没有影响，26.3%的受访者认为时间长了耕地会变僵。78.9%的受访者认为保护性耕作的优点是省工、省地膜、成本低，21.1%的人认为虽然耕作省工、省地膜，但并没有降低成本，原因一是田间杂草多导致除草费工，二是不能机械化播种、收获导致费工。所有的受访者都认为保护性耕作的缺点是田间杂草多，其中有31.6%的人认为缺点还有化肥利用率低、施肥量稍大，有26.3%的人认为不能实行机械化作业导致不能大面积应用。群众对保护性耕作的评价大多为好或可以，5.3%的受访者觉得很好，42.1%的受访者觉得好，47.4%的受访者觉得还可以，还有5.3%的受访者觉得不行。

4 讨论与结论

保护性耕作是用秸秆残茬(包括地膜等材料)覆盖地面，尽量减少耕作次数和对土壤的扰动，或是创造地表微地形，增加地面粗糙度，达到既能保土保水保护农田生态环境，又能保证农作物苗齐、苗壮和正常生长的目标，最终实现高产高效的一种耕作技术，其技术措施包括免耕、少耕、留茬、秸秆还田等。不同地域的气候、土壤、经济、社会、作物类型和熟制等不同，保护性耕作技术种类也不同[6]。本次调查中发现，河西地区保护性耕作类型单一，只有覆膜留茬免耕模式，即为了节省地膜和劳力，覆膜种植的作物收获后，不取膜，不灭茬，不耕地，下年在残茬旁继续播种。以上提到的保护性耕作均为这种免耕模式。为延长地膜使用寿命，民勤部分地区在地膜上面覆一层土或将葵花秸秆直接压在地膜上防止大风将地膜吹破。调查发现，随着农业机械的发展，农田耕作方式也发生了重大变化，除免耕外，和以前每年翻耕2～3次相比，现在的耕作每年只翻耕1次，或每年旋耕1次、2～3年深松1次，铧式翻耕的使用逐渐减少，旋耕机和深松机的使用逐渐普遍，而这也是保护性耕作机械推广应用的一部分。这说明现在的耕作正逐渐向少耕转变，但由于地表没有覆盖，或只是在作物生长期有地膜覆盖，没有留茬或秸秆覆盖，所以这还不属于真正意义上的保护性耕作。

河西地区保护性耕作推广10余年来，各地陆续采用，但新增比例有减小的趋势，目前各地应用的比例普遍较低。调查区覆膜种植的作物主要是玉米，所以覆膜留茬免耕最为普遍的种植模式为玉米—玉米，但制种玉米没有采用免耕模式。民勤地区种植经济作物较多，均为覆膜种植，使用免耕的比例最高，模式也较多，主要有玉米—茴香(玉米)、玉米—小麦—玉米、葵花—玉米(茴香)等。免耕连续种植的年限大多为2～3年，也因种植的作物不同而不同，民勤地区有群众将玉米连续覆膜留茬免耕4年也不减产，其他作物第3年则开始减产。

覆膜留茬免耕对作物产量的影响具有正向积极的作用，本次调查发现玉米产量增加较多，其他作物则有增有减，但增减幅度较小。研究表明，安徽省水稻种植户采用保护性耕作技术对稻谷单产水平也具有正向积极的作用[7]。由于具有省工、省地膜、成本低等优点，因此大多数农民群众对保护性耕作的评价较好。在河南省的调查显示，83%的农户对保护性耕作持肯定态度[8]。至于为何河西地区保护性耕作推广了10余年，应用的比例还较低，而且新增加的比例呈减小趋势，原因有：①缺乏相应的播种机，目前普遍使用的是半人工半机械播种机，效率较低，不能大面积播种；②没有相应的收割机，普通收割机会破坏地膜，使地膜不能重复使用，这是覆膜留茬免耕不能大面积应用的最大限制因素；③田间杂草多，除草较费工，而使用除草剂会影响作物幼苗的正常生长；④地膜宽度也会影响播种，窄膜上第一年作物残茬已占据大部分空间而不便第二年播种，宽膜上则有足够空间进行下年播种。地膜宽度的选择也是人们的习惯，有些地区习惯使用窄膜，有些地区则习惯用宽膜。调查发现，应用覆膜留茬免耕种植的玉米均为大田玉米，没有制种玉米，张掖地区种植制种玉米的比例很高，全部使用窄膜，而且制种玉米种植规模大，需要机械化收获，这就限制了免耕的应用。

为增加调查区保护性耕作的应用比例，今后需要加强以下几个方面的工作：一是研制适合当地保护性耕作种植模式的播种机和收割机，将地膜的规格和播种机、收割机相统一，实现铺膜、播种、收获一体化、标准化；二是研发作物专用除草剂，使除草剂对作物幼苗的影响降到最低；三是做好保护性耕作的宣传工作。

河西地区气候干旱、年均温较低，秸秆分解速度慢，保护性耕作地表秸秆覆盖不宜多，较多的秸秆残留分解不完全会影响播种，所以该区逐渐形成了只留残茬的覆膜免耕保护性耕作模式，该模式在作物非生长季有地膜和残茬覆盖地表，对土壤起到了很好的防风蚀作用，环境效应非常好。

[参考文献]

[1] 包兴国,舒秋萍,李全福,等.小麦/玉米免耕处理对产量及土壤水分和风蚀的影响[J].中国水土保持科学,2012,10(2):78-82.

[2] 张凤云,张恩和,景锐,等.河西绿洲灌区留茬覆盖免耕保护性耕作的增产节水效应[J].草业学报,2007,16(2):94-98.

[3] 陈强,KRAVCHENKO Y S,陈渊,等.少免耕土壤结构与导水能力的季节变化及其水保效果[J].土壤学报,2014,51(1):11-21.

[4] 张陆海,丁宏斌,康清华.新时期甘肃发展保护性耕作技术的思考[J].当代农机,2015(1):15-17.

[5] 王敏,张锋伟,郑炫,等.甘肃省保护性耕作的发展现状及效益分析[J].湖北农业科学,2009,48(1):243-246.

[6] 陈源泉,隋鹏,高旺盛,等.中国主要农业区保护性耕作模式技术特征量化分析[J].农业工程学报,2012,28(18):1-7.

[7] 蔡荣,蔡书凯.保护性耕作技术采用及对作物单产影响的实证分析——基于安徽省水稻种植户的调查数据[J].资源科学,2012,34(9):1705-1711.

[8] 张二朋,赵鑫,魏燕华,等.保护性耕作技术推广过程中农民的认知现状及存在的问题[J].中国农业科技导报,2014,16(2):166-173.