伊犁垦区耕作制度的分析及优化*

赖刚刚，郭丹丽，李 敏，张振国

（新疆生产建设兵团第四师农业科学研究所，新疆 可克达拉 835219）

耕作制度又叫农作制度，是一个地区或一个生产单位的作物种植制度，以及与其相适应的土地保护培养制度的综合技术体系，是耕作学研究的核心内容[1-2]。耕作制度是农业生产上一个带有战略性的综合农业技术体系，建立合理的耕作制度是农业生产的一项重要战略措施[3]。

伊犁垦区地处新疆西部边陲伊犁河谷的八县三市，拥有18个农牧团场，具有典型的温带大陆性气候特点。现有总耕地面积121 593.3 hm2，年均日照时数2 661.5 h，年均降水量227～480 mm，无霜期140～180 d，≥10 ℃积温3 400 ℃，农业气候资源丰富，是新疆和兵团重要的粮、油、糖和香料作物生产基地[4]。

随着伊犁垦区环境气候变化、农业生产水平提高及作物种植结构的调整，原有的耕作制度已难以适应当前现代农业发展的需求。伊犁垦区农业现代化的实现亟需制定适应气候变化、技术进步及现代化农业发展的现代耕作制度，以实现农业高产稳产、高效率、低成本生产。因此，建立适应伊犁垦区现代农业发展，实现水、土、光、热等资源高效利用的耕作制度显得尤为重要。如何根据伊犁垦区农业资源的特点，耕作制度的演变规律，调整现行耕作制度，充分发挥伊犁垦区农业资源的优势，建立高产、优质、高效、低耗、安全可持续发展的农业生产体系，已成为伊犁垦区未来农业高质量发展亟需解决的问题。

1 近年来伊犁垦区农业种植结构状况

近30年来，伊犁垦区耕作制度随农业生产发展发生了较大变化，农作物种植总面积由1990年的99 400.0 hm2增加到2019年的127 066.7 hm2，主要以粮食作物种植面积增加为主。粮食作物总种植面积由1990年的59 000.0 hm2增加到2019年的78 173.3 hm2，其总产量由1990年的263 755.0 t增加到2019年的819 481.0 t，增加约3.1倍（见表1）。从1990年至2019年，粮食作物和棉花播种面积不断增加，随之产量也不断增加，其中2005年以后，由于栽培、病虫害防治等技术的提高，粮食作物产量大幅增加；油菜种植面积在2015年有所减少，但其产量相对稳定，未见明显波动；甜菜产量随其种植面积的变化波动较为明显。综上所述，目前伊犁垦区主要以粮食作物种植为主，大部分地区以小麦-玉米连作为主，玉米-小麦-大豆轮作极少。长期用地而不养地，将造成农田生态系统脆弱，抵御自然灾害能力较弱。

表1 1990—2019年伊犁垦区主要农作物种植面积及产量统计

从表2可见，2019年伊犁垦区农作物播种总面积为127 066.7 hm2，其中水稻、玉米、高粱、棉花、香料和瓜果主要集中在六十四团、六十五团、六十六团、六十七团、六十八团、六十九团、七十团、七十一团、七十二团、七十三团的东西部河谷平原垦区；小麦在全师各团场均有分布，南部昭苏高原垦区为小麦、马铃薯和油菜作物主产区；大豆、药材、瓜果和甜菜类作物除少数团场未种植外，大部分团场均有分布。

表2 2019年伊犁垦区各团场农作物种植面积 hm2

伊犁垦区主要农作物由以粮油作物为主逐渐演变为以玉米、小麦、油菜、棉花、水稻、大豆、甜菜及香料八大作物为主的格局（见图1）。截止2019年，伊犁垦区玉米种植面积33 146.2 hm2（占农作物总面积的27.82%）、小麦25 307.1 hm2（占农作物总面积的21.24%）、油菜17 211.1 hm2（占农作物总面积的14.45%）、棉花11 048.2 hm2（占农作物总面积的9.27%）、水稻8 249.7 hm2（占农作物总面积的6.93%）、甜菜4 406.6 hm2（占农作物总面积的3.70%）、大豆3 224.9 hm2（占农作物总面积的2.71%）、香料2 813.4 hm2（占农作物总面积的2.36%）。

图1 2019年伊犁垦区农作物种植结构

2 伊犁垦区现行耕作制度存在的问题

2.1 种植结构比重失衡

伊犁垦区农业以粮食作物为主，其中粮食作物占农作物的51.9%以上，经济作物比重较小。据2010—2019年的统计资料表明，2010年伊犁垦区小麦播种面积为3.0万hm2，占粮食作物播种面积的48.2%，产量为6 840 kg/hm2，其中冬小麦产量为7 485 kg/hm2，春小麦产量为6 390 kg/hm2；2019年伊犁垦区小麦年播种面积2.53万hm2，占粮食播种面积的32.4%，产量为7 455 kg/hm2，其中冬小麦产量为7 425 kg/hm2，春小麦产量为7 455 kg/hm2。2010—2019年伊犁垦区小麦年播种面积有所减少，小麦在粮食作物中的占比也在减少，但小麦产量在增加。在依托技术实现粮食增产的同时，应增加其他作物的种植比例。

2.2 生产成本增加的同时，对生态环境造成严重的破坏

在追求经济效益的同时，为克服连作障碍，生产中投入大量化肥、农药，不但增加了生产成本，同时也对生态环境造成了严重破坏[5]。据统计，2018—2019年伊犁垦区的化肥施用量增长率为2.6%，农药施用量增长率为3.4%。

2.3 复种指数不高，土地、光温资源利用率低

伊犁垦区大部分团场作物仍以一年一熟制为主，目前复播作物主要有大豆、油葵和青贮玉米等。近年来复种指数不断增长，但增长缓慢，复种指数较低。2019年伊犁垦区复种指数仅为104.5%，土地、光温、水资源没有得到充分利用。西部河谷平原垦区的冬小麦在6月下旬收获，7月到10月的光温热资源较少被利用，光温水资源利用率较低。

3 伊犁垦区耕作制度发展建议

3.1 调整种植结构

种植结构调整是实现农业现代化发展的重要途径之一。优化种植结构，能够促进农业生产健康持续发展，耕作制度也会随着种植结构的调整进一步优化，以适应当前农业发展的需要，从而促进种植业综合生产能力提高，农业产业转型升级[6]。调整种植业结构不仅可以有效利用垦区水热资源，而且在粮食生产得到充分保证的前提下，通过增加经济作物和饲料作物的比例增加经济收入，是促进整个农业经济发展的主要途径。

根据伊犁垦区丰富的温光热资源和温差大等气候条件，西部河谷垦区应集中力量大力发展制种玉米、棉花、水稻、香料、甜菜、瓜果、蔬菜等作物；东部垦区应集中发展中草药，兼顾制种玉米、水稻等；南部高原盆地垦区应在保证粮食油料生产充分的条件下，适当增加经济作物和饲料作物的种植面积。根据伊犁垦区的温光热资源等气候条件，昭苏垦区应集中优势发展马铃薯、草业等比较效益高，抵御自然灾害能力强的作物，大力发展畜牧业。通过种植业和养殖业的直接结合，拓展生产的广度和深度，使有限的耕地产出更多优质高效的农产品。

随着现代农业技术的不断提高，生产条件及需求等不断变化，集约耕作制度将是现代农业发展的必要保障[7]。今后，研究者应积极探索有利于资源环保、绿色发展、适应全程机械化和高度集约化发展的耕作制度。

3.2 发展设施农业

西部和南部垦区海拔较高，晴天多，光照资源丰富，气候和资源环境优越，发展设施农业有其独特的优势条件，能够有效提高资源利用率。西部河谷垦区主要以一年熟制为主，作物生长期在4～10月份，可开发利用冬闲地，大力发展多种设施农业，提高复种指数，特别是发展一些经济效益较高的作物，提高温光资源利用经济效益，如大棚蔬菜、花卉、工厂化育秧、温室瓜果等。另外，从节水情况看，西部河谷垦区也较适合发展设施农业，水资源相对短缺，而以节水灌溉为基础的设施农业，节水率可达70%以上。因此，发展集约化农业生产不仅能够提高资源利用率，而且能够提高作物产量，进而提高经济效益[8]。

3.3 实行保护性耕作

保护性耕作可保水保墒、培肥地力，改善土壤理化性质，增强作物抗旱能力，保护环境，实现作物增产增收[9]。轮作复种是用地与养地不可或缺的措施，传统的精耕细作和轮作休耕其本质就是科学地用地与养地[10]。实行小麦、玉米、大豆及部分经济作物轮作，根据作物轮作的茬口，推行以深松为主体的“松、旋、翻”相结合的土壤耕作制度。此外，有研究表明，休耕可提高土壤中有机质含量、光合作用效率、土壤蓄水保墒能力及田间二氧化碳利用率，因此，休耕可提高作物单产，能够有效保护土壤农业资源，获得较好的经济效益和生态效益[11-12]。经过一段时间的保护性耕作，土壤潜力将得到最大限度的可持续利用[13]。在尽量减少收入损失的情况下，以短期回报为代价，提高未来土壤质量，建立长期可持续的土壤管理。因此，现代农业生产中更需要用养结合，生态高效、生产力持续、种养混作和循环农业生产等不同形式的耕作制度[14]。

间套作可提高作物产量，配套现代生产技术，可实现高产高效经营[15]。目前，很多地区在主栽作物中套种经济效益高的蔬菜、果品或药用植物，提高土地产出率和光热资源利用率。

建立多种耕法合理组合的耕作体系，大力推行抗旱保墒耕作制度，形成松、耙、旋、翻相结合的少耕体系。在旱作农业中，有效利用有限降水，获得更高的作物产量是农业生产的核心，但面对自然降水年际间和季节间分布不均的特点，须以保墒防旱和抗蚀保土为目标，改多耕为少耕，改翻耕为深松，改全面松土为间隔松土；建立一套以少耕为特点的，以深松为主体的，深松、翻耕、耙茬、免耕相结合的，以合理轮耕为特征的，以新的物质和技术为基础、旱作改适时补灌为补充的现代化的耕作体系。

3.4 培肥土壤，科学施肥

伊犁垦区长期以来的广种薄收，粗放种植，缺乏对土壤有效培肥，加上水土流失严重，使土壤愈种愈瘠薄，因此，应搞好耕地培肥，恢复地力，加强有机肥与化肥相结合，抓好养畜积肥，提倡秸秆还田，做到用养并举。牧草与多年生作物间作，作物轮作可提高土壤肥力和种植可持续性，如苜蓿—谷物、谷物—豆类等轮作[16]。推广草田间作、轮作，提高有机肥回收和利用率。推广平衡施肥、测土配方科学施肥、分层施肥，提高化肥利用率，改善土壤微生物环境，促进作物根系发育，实现以肥促根，以根调水，从而改善作物的生理抗旱性，确保土地持续增产。“绿色培肥”是培肥地力的一种新途径，绿肥改变了长期以来农业生产只施化肥和过量施用化肥的现象。应大力提倡种植绿肥作物“以绿肥养田”；其次要提倡农家肥、有机肥的使用[17-18]。

伊犁垦区耕地面积广，地形多样，气候多变。通过调整种植业结构，发展优势产业；实行保护地栽培，发展设施农业；改变传统的耕作技术，大力发展节水灌溉技术；实施保护性耕作，以最大限度地发挥水、土、光、热资源潜力。在今后农业生产过程中应进一步探索与不同地形、不同气候、不同土壤类型条件相适应的种植模式。并建议政府应进一步加大资金投入，支持耕作制度研究和可持续土壤的管理，建设保护性耕作示范基地。未来应将致力于构建作物高产、资源高效利用、节水减肥减药的绿色种植制度，服务伊犁垦区农业高质量发展。