吉林省保護性耕作實施現狀及發展前景研究

王柏 徐先鴻

摘要? ?通過研究保護性耕作在國內外以及吉林省的發展現狀，揭示保護性耕作在區域經濟和社會發展中的重要作用，并對保護性耕作在吉林省的發展前景進行展望。

關鍵詞? 保護性耕作;可持續發展

中圖分類號：S345 文獻標識碼：A 文章編號：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

傳統農業的發展往往伴隨著水土流失、土壤蓄水量減少、土層變淺等問題。保護性耕作是一種新型的耕作技術，在確保作物種子發芽的前提下，采用機械化耕作方法，盡量減少耕作，使用作物秸稈及殘茬覆蓋耕地表面，依靠殺蟲劑清除雜草，減少病蟲害。保護性耕作從過去單純地改造自然轉化到利用自然，實現與自然的協調發展，是農業生產方式的重大變革。

1 國內外保護性耕作實施現狀

1.1 國外保護性耕作現狀

美國在20世紀30年代開始實施保護性耕作，到1995年在全國實現了廣泛應用，60%以上的耕地采用了保護性耕作方式。經過多年的實踐，保護性耕作不僅能夠節省柴油、農機和人工的成本，還能夠減少風蝕、水分蒸發和地表徑流，增加土壤水分儲存和有機物質，從而提高作物產量，避免傳統農業對生態環境的破壞。

20世紀70年代初，澳大利亞政府在各地建立了大量試驗站，開展保護性耕作研究。結果表明，秸稈覆蓋還田具有非常良好的水土保持功能，土壤被沖刷程度僅為傳統耕作方式的1/10，大大降低了土壤變薄的威脅。昆士蘭試驗站進行了為期15年的試驗，對不同的耕作方法進行了對比分析，發現保護性耕作方式的農田產量高于傳統對照耕地[1]，而土壤含水量和肥力的提高，以及土壤結構的變化是產量提高的主要原因。

前蘇聯的耕地有近半是旱農區，干旱、風蝕和水蝕嚴重威脅著農業的發展。20世紀50年代，政府在原有耕作方法的基礎上結合了加拿大抗旱留茬法，研究出了一套全新的耕作方法。具體方法是收獲時留下20 cm高的作物殘茬，直接用播種機播種，然后用無壁犁進行作業，地面保留約80%的根茬和作物殘留物。這種方法在穩固土壤的同時又可以減少風蝕和水蝕的損耗，減少水分的蒸發[1]，從而使作物產量顯著提高。

此外，還有一些國家如以色列、墨西哥、印度和埃及，也一直在進行著保護性耕作試驗的研究、應用和推廣。

1.2 國內保護性耕作現狀

中國是世界上主要的干旱國家之一，干旱地區的農業發展面臨兩大問題：①降水量少、溫度過低、土壤瘠薄，作物產量低且不穩定，農民生活窮苦;②風蝕沙化和水土流失嚴重，蠶食耕地，降低了土壤肥力。為了解決這些問題，實現干旱地區農業的可持續發展，自20世紀60年代以來，中國各地都開展了保護性耕作試驗。20世紀60年代初，黑龍江省嘗試了免耕小麥種植;江蘇省開展了稻田留茬地免耕播種小麥試驗;20世紀70年代末，西南農業大學在稻田中采用自然免耕方式;20世紀80年代初，隨著人們思想意識的提高，不同地區都進行了覆蓋或少耕的相關試驗研究，抗旱和增產效果顯著。但這些試驗只著眼于保護性耕作的增產效果，對環保作用的重視程度不夠，使得研究有很大的局限性。

20世紀90年代初，在農業部農業機械化管理司的支持下，中國農業大學與中國農業科學院、澳大利亞昆士蘭大學、山西省農業機械管理局等機構合作， 在山西開展關于農業機械與農學相結合的保護性耕作系統的研究，逐步完成了保護性耕作在中國的適應性研究，開發了適用于中國北方的保護性耕作機械設備，解決了旱地實施保護性耕作的方法和用具問題。目前，山西省是我國保護性耕作試驗的示范基地，河北、內蒙古、遼寧等省也建立了示范基地，總面積超過8萬hm2，均達到了節約成本、增加產量的效果。

然而，秸稈還田在實施中因整地費工、費時等問題，在農戶中難以大規模推廣并持續實施。 針對這一問題，我國于20世紀60年代，在不同地區開始進一步試驗，提出很多新的耕作方法并逐步推廣。如東北的“深松耕”、 “翻、松、耙”相結合輪耕制;華北的“覆蓋免耕”、“圓盤耙”、”旋耕”少耕法;西北地區的“深耕蓄水、耙茬保水”、“少深輪”耕翻法、秸稈覆蓋;南方適用于稻麥多熟田的“深、淺、免”相結合的“少耕法”及“免耕法”。

2 保護性耕作的環境影響及經濟效益

一方面，保護性耕作可增加蓄水能力，提高水分利用效率;另一方面，可提高土壤中有機質成分，對提高作物產量有很大幫助，促進了農業經濟增長。

2.1 環境影響

2.1.1 對水分的影響 保護性耕作可以增加蓄水量、提高水分利用率。Bruce R等[2]認為，免耕可以增加土壤含水量，增加蓄水能力，并且覆蓋能抑制蒸發，因此免耕可以使耕地具有良好的保水效果。樊向陽等[3]的土壤采集研究表明，在春玉米不同生長階段，秸稈覆蓋和地膜覆蓋都可以減少土壤水分的蒸發，覆蓋不影響耗水規律。姚宇卿等[4]認為，免耕、深松的土壤含水量和吸收降水能力均高于傳統農業。付增光等[5]認為，留茬深松可使夏閑期的蓄水率至少保持到50%。趙聚寶等[6]對入冬前秸稈覆蓋麥田進行研究，顯示在小麥整個生長階段的土壤蓄水量比傳統耕作高473 mm。

2.1.2 對土壤養分的影響 國內外關于保護性耕作對土壤養分影響的研究主要集中在土壤氮、磷、鉀和有機質含量的變化上。1973年起，Blevins等[7]持續10年的研究結果顯示，對比0～5 cm的土層，免耕土壤中的有機質是耕作的2倍，免耕土壤中的有機氮也呈增加趨勢。王育紅等[8]分析了豫西坡耕地的土壤養分，保護性耕作尤其是深松土壤，0～20 cm土層中的養分含量明顯高于傳統耕作，且差異隨深度的增加而不斷減小。晉凡生等[9]研究發現，0～10 cm耕層氮、磷、鉀和有機質含量與秸稈覆蓋呈顯著線性回歸關系。牛靈安等[10]對改良鹽漬潮土的研究表明，翻壓麥秸、覆蓋麥秸和免耕3種耕作方式，土壤表層有機質的累積依次增加。張樹梅等[11]對免耕試驗基地土壤養分經過6年分析，得出的結論是秋耕覆蓋和秋耕秸稈還田都可提高土壤氮含量，這是調節土壤供氮強度的2個主要措施。劉鵬程等[12]經過連續3年對免耕的土壤進行分析得出，免耕可以顯著增加土壤的有機質含量、有機質活性以及土壤養分供應強度。劉世平等[13]的研究表明，秸稈還田提高了土壤容重和抗穿透性，改善了土壤結構，增加了土壤養分含量，經過3年的耕作和返鄉后，有機質和氮、磷、鉀含量相應增加。

2.2 經濟效益

實施保護性耕作可以簡化操作過程，降低運營成本。以山西省壽陽地區為例，與傳統農業相比，保護性耕作采用精準播種，播種量減少，人畜力投入降低，非機械作業減少成本1 450元/ hm2，不計人工成本也可減少成本446元/hm2。可以看出，與主要依靠機械作業的傳統耕作相比，保護性耕作不僅減少了作業次數，而且降低了運營成本。雖然耙地作業增加了機械成本90元/ hm2，但凈收入約增加了435元/hm2，經濟效益良好。

3 吉林省保護性耕作實施現狀

自20世紀80年代以來，吉林省一直在實施保護性耕作并進行推廣。2006年，全省以玉米為試驗材料，開展大規模的保護性耕作試驗示范，到2009年已突破6.67萬hm2，綜合效益非常突出，是吉林省推廣保護性耕作的良好開端。首先，農民對保護性耕作有一定的了解，意識有所改善;第二，種植技術呈現多樣化，且在不斷改進和成熟;第三，農業機具更加完善;第四，示范推廣面積不斷增加;第五，經濟效益、社會效益和生態效益顯著。

2009年，在作物收獲正常的情況下，吉林省糧食增產1.3萬t;灌溉用水節約3 900多萬m3;節約成本4 900萬元;土壤流失減少97.8萬t;農田揚塵減少1.9萬t;溫室氣體排放減少4.1萬t。實現了增加糧食產量、節約成本、提高效率、保護環境的目的，兼顧了經濟、社會和生態三方面的效益。

4 吉林省保護性耕作發展前景

以黑山為線可將吉林省的農業耕地分為東、西兩部分，黑山以東多為山地丘陵，這種地形實施保護性耕作具有較大難度，因而保護性耕作在這部分地區還沒有普及。黑山以西的耕地多為沖積平原，這種地形無論是在收割還是播種方面都可以實施機械化，實施保護性耕作的條件較好，因此東部地區保護性耕作的實施狀況優于西部地區。

保護性耕作是農業發展的動力和巨大改革，具有6個方面的效益：①控制農田表面揚塵;②減少土壤侵蝕;③增加土壤肥力;④蓄水和保水;⑤降低農業生產成本;⑥提高作物產量。根據吉林省不同地區的農業生產條件和作物種植生產的特點，根據當地情況推廣保護性耕作，還可與干旱耕作技術相結合，逐步形成各種農業耕作模式。從吉林省保護性耕作的發展來看，其實施對促進吉林省未來農業發展具有重要作用，今后應自西向東逐步推進，最終在全省全面推廣。

參考文獻

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