吉林省保护性耕作实施现状及发展前景研究

王柏 徐先鸿

摘要   通过研究保护性耕作在国内外以及吉林省的发展现状，揭示保护性耕作在区域经济和社会发展中的重要作用，并对保护性耕作在吉林省的发展前景进行展望。

关键词  保护性耕作;可持续发展

中图分类号：S345 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）06-075-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.034

Current Situation and De velopment Prospect of Conservation Tillage in Jilin Province

WANG Bai  et al（College of Tourism and Geographic Sciences， Jilin Normal University， Siping， Jilin 136000）

Abstract By studying the development status of conservation tillage at home and abroad as well as in Jilin Province， the important role of conservation tillage in regional economic and social development was revealed， and the development prospects of conservation tillage in Jilin Province was expected.

Key words   Conservation tillage; Sustainable development

傳统农业的发展往往伴随着水土流失、土壤蓄水量减少、土层变浅等问题。保护性耕作是一种新型的耕作技术，在确保作物种子发芽的前提下，采用机械化耕作方法，尽量减少耕作，使用作物秸秆及残茬覆盖耕地表面，依靠杀虫剂清除杂草，减少病虫害。保护性耕作从过去单纯地改造自然转化到利用自然，实现与自然的协调发展，是农业生产方式的重大变革。

1 国内外保护性耕作实施现状

1.1 国外保护性耕作现状

美国在20世纪30年代开始实施保护性耕作，到1995年在全国实现了广泛应用，60%以上的耕地采用了保护性耕作方式。经过多年的实践，保护性耕作不仅能够节省柴油、农机和人工的成本，还能够减少风蚀、水分蒸发和地表径流，增加土壤水分储存和有机物质，从而提高作物产量，避免传统农业对生态环境的破坏。

20世纪70年代初，澳大利亚政府在各地建立了大量试验站，开展保护性耕作研究。结果表明，秸秆覆盖还田具有非常良好的水土保持功能，土壤被冲刷程度仅为传统耕作方式的1/10，大大降低了土壤变薄的威胁。昆士兰试验站进行了为期15年的试验，对不同的耕作方法进行了对比分析，发现保护性耕作方式的农田产量高于传统对照耕地[1]，而土壤含水量和肥力的提高，以及土壤结构的变化是产量提高的主要原因。

前苏联的耕地有近半是旱农区，干旱、风蚀和水蚀严重威胁着农业的发展。20世纪50年代，政府在原有耕作方法的基础上结合了加拿大抗旱留茬法，研究出了一套全新的耕作方法。具体方法是收获时留下20 cm高的作物残茬，直接用播种机播种，然后用无壁犁进行作业，地面保留约80%的根茬和作物残留物。这种方法在稳固土壤的同时又可以减少风蚀和水蚀的损耗，减少水分的蒸发[1]，从而使作物产量显著提高。

此外，还有一些国家如以色列、墨西哥、印度和埃及，也一直在进行着保护性耕作试验的研究、应用和推广。

1.2 国内保护性耕作现状

中国是世界上主要的干旱国家之一，干旱地区的农业发展面临两大问题：①降水量少、温度过低、土壤瘠薄，作物产量低且不稳定，农民生活穷苦;②风蚀沙化和水土流失严重，蚕食耕地，降低了土壤肥力。为了解决这些问题，实现干旱地区农业的可持续发展，自20世纪60年代以来，中国各地都开展了保护性耕作试验。20世纪60年代初，黑龙江省尝试了免耕小麦种植;江苏省开展了稻田留茬地免耕播种小麦试验;20世纪70年代末，西南农业大学在稻田中采用自然免耕方式;20世纪80年代初，随着人们思想意识的提高，不同地区都进行了覆盖或少耕的相关试验研究，抗旱和增产效果显著。但这些试验只着眼于保护性耕作的增产效果，对环保作用的重视程度不够，使得研究有很大的局限性。

20世纪90年代初，在农业部农业机械化管理司的支持下，中国农业大学与中国农业科学院、澳大利亚昆士兰大学、山西省农业机械管理局等机构合作， 在山西开展关于农业机械与农学相结合的保护性耕作系统的研究，逐步完成了保护性耕作在中国的适应性研究，开发了适用于中国北方的保护性耕作机械设备，解决了旱地实施保护性耕作的方法和用具问题。目前，山西省是我国保护性耕作试验的示范基地，河北、内蒙古、辽宁等省也建立了示范基地，总面积超过8万hm2，均达到了节约成本、增加产量的效果。

然而，秸秆还田在实施中因整地费工、费时等问题，在农户中难以大规模推广并持续实施。 针对这一问题，我国于20世纪60年代，在不同地区开始进一步试验，提出很多新的耕作方法并逐步推广。如东北的“深松耕”、 “翻、松、耙”相结合轮耕制;华北的“覆盖免耕”、“圆盘耙”、”旋耕”少耕法;西北地区的“深耕蓄水、耙茬保水”、“少深轮”耕翻法、秸秆覆盖;南方适用于稻麦多熟田的“深、浅、免”相结合的“少耕法”及“免耕法”。

2 保护性耕作的环境影响及经济效益

一方面，保护性耕作可增加蓄水能力，提高水分利用效率;另一方面，可提高土壤中有机质成分，对提高作物产量有很大帮助，促进了农业经济增长。

2.1 环境影响

2.1.1 对水分的影响 保护性耕作可以增加蓄水量、提高水分利用率。Bruce R等[2]认为，免耕可以增加土壤含水量，增加蓄水能力，并且覆盖能抑制蒸发，因此免耕可以使耕地具有良好的保水效果。樊向阳等[3]的土壤采集研究表明，在春玉米不同生长阶段，秸秆覆盖和地膜覆盖都可以减少土壤水分的蒸发，覆盖不影响耗水规律。姚宇卿等[4]认为，免耕、深松的土壤含水量和吸收降水能力均高于传统农业。付增光等[5]认为，留茬深松可使夏闲期的蓄水率至少保持到50%。赵聚宝等[6]对入冬前秸秆覆盖麦田进行研究，显示在小麦整个生长阶段的土壤蓄水量比传统耕作高473 mm。

2.1.2 对土壤养分的影响 国内外关于保护性耕作对土壤养分影响的研究主要集中在土壤氮、磷、钾和有机质含量的变化上。1973年起，Blevins等[7]持续10年的研究结果显示，对比0～5 cm的土层，免耕土壤中的有机质是耕作的2倍，免耕土壤中的有机氮也呈增加趋势。王育红等[8]分析了豫西坡耕地的土壤养分，保护性耕作尤其是深松土壤，0～20 cm土层中的养分含量明显高于传统耕作，且差异随深度的增加而不断减小。晋凡生等[9]研究发现，0～10 cm耕层氮、磷、钾和有机质含量与秸秆覆盖呈显著线性回归关系。牛灵安等[10]对改良盐渍潮土的研究表明，翻压麦秸、覆盖麦秸和免耕3种耕作方式，土壤表层有机质的累积依次增加。张树梅等[11]对免耕试验基地土壤养分经过6年分析，得出的结论是秋耕覆盖和秋耕秸秆还田都可提高土壤氮含量，这是调节土壤供氮强度的2个主要措施。刘鹏程等[12]经过连续3年对免耕的土壤進行分析得出，免耕可以显著增加土壤的有机质含量、有机质活性以及土壤养分供应强度。刘世平等[13]的研究表明，秸秆还田提高了土壤容重和抗穿透性，改善了土壤结构，增加了土壤养分含量，经过3年的耕作和返乡后，有机质和氮、磷、钾含量相应增加。

2.2 经济效益

实施保护性耕作可以简化操作过程，降低运营成本。以山西省寿阳地区为例，与传统农业相比，保护性耕作采用精准播种，播种量减少，人畜力投入降低，非机械作业减少成本1 450元/ hm2，不计人工成本也可减少成本446元/hm2。可以看出，与主要依靠机械作业的传统耕作相比，保护性耕作不仅减少了作业次数，而且降低了运营成本。虽然耙地作业增加了机械成本90元/ hm2，但净收入约增加了435元/hm2，经济效益良好。

3 吉林省保护性耕作实施现状

自20世纪80年代以来，吉林省一直在实施保护性耕作并进行推广。2006年，全省以玉米为试验材料，开展大规模的保护性耕作试验示范，到2009年已突破6.67万hm2，综合效益非常突出，是吉林省推广保护性耕作的良好开端。首先，农民对保护性耕作有一定的了解，意识有所改善;第二，种植技术呈现多样化，且在不断改进和成熟;第三，农业机具更加完善;第四，示范推广面积不断增加;第五，经济效益、社会效益和生态效益显著。

2009年，在作物收获正常的情况下，吉林省粮食增产1.3万t;灌溉用水节约3 900多万m3;节约成本4 900万元;土壤流失减少97.8万t;农田扬尘减少1.9万t;温室气体排放减少4.1万t。实现了增加粮食产量、节约成本、提高效率、保护环境的目的，兼顾了经济、社会和生态三方面的效益。

4 吉林省保护性耕作发展前景

以黑山为线可将吉林省的农业耕地分为东、西两部分，黑山以东多为山地丘陵，这种地形实施保护性耕作具有较大难度，因而保护性耕作在这部分地区还没有普及。黑山以西的耕地多为冲积平原，这种地形无论是在收割还是播种方面都可以实施机械化，实施保护性耕作的条件较好，因此东部地区保护性耕作的实施状况优于西部地区。

保护性耕作是农业发展的动力和巨大改革，具有6个方面的效益：①控制农田表面扬尘;②减少土壤侵蚀;③增加土壤肥力;④蓄水和保水;⑤降低农业生产成本;⑥提高作物产量。根据吉林省不同地区的农业生产条件和作物种植生产的特点，根据当地情况推广保护性耕作，还可与干旱耕作技术相结合，逐步形成各种农业耕作模式。从吉林省保护性耕作的发展来看，其实施对促进吉林省未来农业发展具有重要作用，今后应自西向东逐步推进，最终在全省全面推广。

参考文献

[1] 韩春梅.龙口市农业发展现状与保护性耕作研究[D].泰安：山东农业大学，2005.

[2] Bruce R，LangdaleGW， Dillard AL. Tillage and crop rotation effect on characteristics of sands surface soil[J].Soil Science Society of America Journal，1990.54（6）：1744-1747.

[3] 樊向阳， 齐学斌， 郎旭东，等. 不同覆盖条件下春玉米田耗水特征及提高水分利用率研究[J].干旱地区农业研究，2002， 20（2）：60-64.

[4] 姚宇卿，王育红，吕军杰.保持耕作麦田水分动态及水土流失的研究[J].土壤肥料，2002（2）：8-10.

[5] 付增光，杜世平，廖允成.渭北旱地小麦留茬深松膜侧沟播耕作技术体系研究[J].干旱地区农业研究，2003，21（2）：13-17.

[6] 赵聚宝，梅旭荣，薛军红，等.秸秆覆盖对旱地作物水分利用效率的影响[J].中国农业科学，1996，29（2）：59-66.

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