基于黄土高原保护性耕作技术研究

刘晓东，王 霞，温嘉琪，陈勉君，罗俊斌，汪彦伟

（1.天水师范学院生物工程与技术学院 甘肃，天水 741000；2.甘肃省天水市动物疫病预防控制中心 甘肃，天水 741000）

黄土高原地区的特点是土层深厚疏松、地形破碎、平地稀疏等，其地势多以坡、墚、峁以及沟壑等组成，且该区雨量时间、空间分布极不均匀，雨季集中于6～9月，短时雨量大导致了黄土高原地区的土壤极易被保护冲刷，加速了黄土高原地区的水土流失。此外，黄土高原的开荒种植和广种低产的种植模式也严重制约黄土高原地区生态环境的协调发展，这类种植方式、开垦方式进一步加剧了黄土高原地区的水土流失及土地退化现象的出现。因此，在黄土高原推广、应用及发展保护性耕作技术，具有少动土、土壤少裸露的特征，能有效防治该区水土流失状况，保持土壤理化性状及水分含量，对于保护黄土高原地区的生态环境，减少黄土高原地区的水土流失面积，防风固沙、改变黄土高原地区落后的面貌具有十分重大的意义。

1 保护性耕作技术的概念及发展

保护性耕作技术是美国在遭遇水土流失和风沙危害现象后逐渐发展起来的一种环境友好型耕作模式。它是通过少耕表层微地形改造技术、和地表覆盖合理种植技术、等综合配套措施，减少农田水土流失，保护农田生态环境，实现生态效益、经济效益和社会效益协调发展的可持续农业技术。其核心技术包括少耕、免耕、等高耕作、沟垄耕作、残茬覆盖栽培、秸秆覆盖等农田土壤表层耕作技术及其配套专用工具等。配套技术包括绿色覆盖种植、轮作、带状种植、复种、合理密植、沙化草地恢复和农田防护林建设等。保护性耕作技术的主要内容是以秸秆覆盖、少耕或免耕播种、深松和地表害虫综合治理为主要内容的现代科学耕作技术体系。因此，保护性耕作技术不仅具有改善土壤结构、增加土壤有机质、节水保墒、增加成本、提高农田生产力的功能，还具有减少温室气体排放、降低能源消耗、抑制农田退化等环境效益。保护性耕作技术最初始于1934年“黑风暴”事件，1935年由土壤保护局正式提出，保护性耕作技术共经历了三个阶段的发展：第一个阶段20世纪30～40年代，保护性耕地技术包括少耕、免耕及深松技术，同时推广了不翻土的农耕器具；第二阶段是20世纪50～70年代，机械化免耕秸秆覆盖技术蓬勃发展。由于这一阶段作物减产明显，该阶段技术推广缓慢。第三阶段是从20世纪80年代至今，随着保护性耕作机械的不断完善，种植结构和除草剂的不断调整，保护性耕作技术的逐渐成熟，土壤处理、覆盖技术、机械配套、除草技术和种植系统等核心技术的普遍认可，保护性耕作技术在全球的广泛应用和推广。

2 黄土高原地区保护性耕作技术的应用的现状及问题

2.1 黄土高原地区保护性耕作技术的应用现状

黄土高原地区首次引进保护性耕作技术始于20世纪90年代，随着当时农业种植技术的进步，西南、华北、东北及南方等地区均进行了符合当地生态环境特色的保护性耕作技术，然而，有黄土高原地区拥有沟壑相间的地理状况，导致了黄土高原地区的保护性耕作技术无法规模化地实施机械化种植，大多数需要依赖人工实现，这在很大程度上限制了保护性耕作技术的广泛推广和实施。现阶段黄土高原地区实施保护性耕作技术的设计原则和主要内容可以概括为四个方面：首先，黄土高原地区实行少耕免耕的耕作技术，完全摒弃了传统的人工农具，改善了多次耕翻土壤的传统耕作方式；其次，黄土高原地区利用农作物秸秆进行土壤覆盖和残茬覆盖，很好地保护了地表，不仅有效地提升了土壤的肥力，还还大大提高了天然降雨的利用率，减弱了水蚀和风蚀的强度，降低了黄土高原水分的无效蒸发；再者，减少机械化作业次数和投入成本，尽可能低的进行土壤扰动；最后，传统的耕作技术被机械耕层作业所取代，通过改善后的少毒或无毒除草剂对于杂草进行控制，降低了除草剂对于土壤的生态环境的危害。目前黄土高原主要的保护性耕作技术有：免耕、传统耕作秸秆还田、免耕秸秆覆盖、地膜覆盖、免耕地膜覆盖和传统耕作等。

2.2 黄土高原地区保护性耕作技术存在的主要问题

首先，黄土高原部分省份有个别市县未推广保护性耕作技术，其保护性耕作技术实施规范和标准不健全。由于黄土高原不同地区之间农业生产条件的巨大差异，尤其是不同地区的地貌、田块大小、种植制度和种植习惯等存在着较为明显的差异，因此，黄土高原地区的不同省、市、县均结合本地实际情况推出了符合当地发展的保护性耕作技术，也推广及普及了一系列的保护性耕作技术实施规范及实施标准，但是，目前尚有部分地区未出台相应的保护性耕作技术实施方案，严重影响了保护性耕作技术的推广；其次，黄土高原地区较少地采用保护性耕作整体技术系统。保护性耕作技术总体技术体系包括秸秆覆盖技术、少耕免耕播种技术、深松技术和病虫害综合防治技术等。然而，在目前黄土高原地区采用的保护性耕作技术中，大多数地区的保护性耕作技术仅仅是选择其中一两项技术，且多集中于秸秆覆盖及少耕免耕，对于深松技术的应用较少，由于保护性耕作技术中许多技术是相辅相成而存在的，只有采用整套的保护性耕作技术整体系统，才可以最大程度上发挥保护性耕作技术的生态效益及生态效益；最后，配套保护性耕作技术的农业机械和技术推广体系不完善。保护性耕作技术是以机械化为基础的。黄土高原的农民更多地采用秸秆覆盖和旋耕，机械化普及率较低。主要原因是秸秆还田机和旋耕机在部分地区普及率较高。因此，黄土高原地区必须加强对于其他机械化农机具的普及推广率，普及推广与保护性耕作技术相关的信息、政策等保障体系，使得保护性耕作技术在黄土高原地区得到进一步的应用、推广及普及。

3 黄土高原保护性耕作技术的发展对策

3.1 提升黄土高原地区保护性耕作技术的科技支撑力度

经过近半个世纪的研究及探索，黄土高原地区的保护性耕地技术模式已经基本成熟，与保护性耕作技术相配套的机械性农机具及保护性耕作技术模式已基本成熟，相关耕作器具及农机具也已经基本形成相关系列，并在黄土高原地区得到了推广及落实，但是，在黄土高原部分地区，对于农业机械和工具，农民仍然使用不标准的技术模式、不了解以及配套农机具无法满足农户的基本耕作需求等问题，所以，为了保证黄土高原地区全面贯彻落实保护性耕作技术，实现保护性耕作技术在黄土高原地区的大规模大范围推广应用，政府需要提升黄土高原地区的农业机械化程度及农机具的科技含量及机械化水平，提高黄土高原农业机械和农业技术中保护性耕作技术的科技支撑能力，提高黄土高原农民对保护性耕作技术的应用效果，以保护黄土高原地区的生态环境，减少黄土高原地区的水土流失面积。

3.2 向农户培训科学有效的保护性耕作技术方式

保护性耕作技术是一种新型的农业耕作技术，然而保护性耕作技术的普及及推广，这是一个漫长的过程，首先需要通过5～7年的时间对于保护性耕作技术方式进行实验及示范，检验保护性耕作技术在实际应用过程中的作用，并自觉将保护性耕作技术应用到具体实践中，但是，由于黄土高原地区的农民受教育程度不同，因此，在推广保护性耕作技术的过程中，为了促进保护性耕作技术的推广应用，政府需要加强对当地农民的培训和教育，严格按照“试验——示范——推广”的步骤推广保护性耕作技术，加深当地农民对保护性耕作技术的了解，发挥保护性耕作技术的示范作用，使当地农民清楚地认识到保护性耕作技术的实际经济效益，增强他们使用保护性耕作技术的意愿。此外，地方政府还要通过多种渠道对于当地农户进行培训及引导，向其宣传科学有效的保护性耕作技术方式，使当地农户能够熟练掌握保护性耕作技术的操作规范，保护黄土高原地区的生态环境，减少黄土高原地区的水土流失面积。

3.3 提升农机推广部门的保护性耕作技术服务能力

农机推广部门的服务能力是保证保护性耕作技术推广及落实的重要保障，农机推广部门必须根据当地的土壤、水、肥问题及病虫害变化规律，调整当地保护性耕作技术，并指出比较科学的保护性耕作技术，指出高产、优质的农作物种植方式，同时，农机推广部门还要结合当地的保护性耕作技术向本地区推广必要的机械作业设备，普及相关的机械化作业问题及知识，使农艺及农机科学有效地结合，有效促进保护性耕作技术在当地的推广应用。由于黄土高原地区基层农机推广部门的建设比较滞后，其部门的推广能力也相对落后。因此，有必要提高黄土高原农机推广部门保护性耕作技术的服务能力，为黄土高原保护性耕作技术的大规模推广打下坚实的基础、搭建保护性格耕作技术在黄土高原地区的推广平台，保护黄土高原地区的生态环境，减少黄土高原地区的水土流失面积。

3.4 预防解决化学药剂的污染危害问题

在传统的耕作方式中，深翻及喷洒化学药剂是预防农作物病虫害问题的有效手段，但是，保护性耕作技术贯彻落实后，深翻耕作技术被禁止使用。为了预防农作物的病虫害及杂草问题，化学药剂在农作物种植方面大量使用，随着化学药剂使用量的增加，黄土高原地区的土壤及地下水问题成为了保护性耕作技术普及推广所必须提前预防及解决的问题。因此，促进保护性耕作技术在黄土高原地区的普及推广，必须提前预防和解决化学品过量使用造成的污染和危害问题，保护黄土高原地区的生态环境，减少黄土高原地区的水土流失面积。

4 结束语

综上所述，在新形势下地方政府除了需要关注黄土高原地区农作物的生产效益以外，还需要科学地权衡黄土高原地区的生态良好问题，黄土高原地区的农作物生产行业不仅肩负着保障国家粮食安全的使命，还需要重视地区的生态保护问题，通过提升黄土高原地区保护性耕作技术的科技支撑力度、向农户培训科学有效的保护性耕作技术方式、提高农机推广部门保护性耕作技术的服务能力以及预防解决化学药剂的污染危害问题，保护黄土高原地区的生态环境，减少黄土高原地区的水土流失面积。