基于黃土高原保護性耕作技術研究

劉曉東，王 霞，溫嘉琪，陳勉君，羅俊斌，汪彥偉

（1.天水師范學院生物工程與技術學院 甘肅，天水 741000；2.甘肅省天水市動物疫病預防控制中心 甘肅，天水 741000）

黃土高原地區的特點是土層深厚疏松、地形破碎、平地稀疏等，其地勢多以坡、墚、峁以及溝壑等組成，且該區雨量時間、空間分布極不均勻，雨季集中于6～9月，短時雨量大導致了黃土高原地區的土壤極易被保護沖刷，加速了黃土高原地區的水土流失。此外，黃土高原的開荒種植和廣種低產的種植模式也嚴重制約黃土高原地區生態環境的協調發展，這類種植方式、開墾方式進一步加劇了黃土高原地區的水土流失及土地退化現象的出現。因此，在黃土高原推廣、應用及發展保護性耕作技術，具有少動土、土壤少裸露的特征，能有效防治該區水土流失狀況，保持土壤理化性狀及水分含量，對于保護黃土高原地區的生態環境，減少黃土高原地區的水土流失面積，防風固沙、改變黃土高原地區落后的面貌具有十分重大的意義。

1 保護性耕作技術的概念及發展

保護性耕作技術是美國在遭遇水土流失和風沙危害現象后逐漸發展起來的一種環境友好型耕作模式。它是通過少耕表層微地形改造技術、和地表覆蓋合理種植技術、等綜合配套措施，減少農田水土流失，保護農田生態環境，實現生態效益、經濟效益和社會效益協調發展的可持續農業技術。其核心技術包括少耕、免耕、等高耕作、溝壟耕作、殘茬覆蓋栽培、秸稈覆蓋等農田土壤表層耕作技術及其配套專用工具等。配套技術包括綠色覆蓋種植、輪作、帶狀種植、復種、合理密植、沙化草地恢復和農田防護林建設等。保護性耕作技術的主要內容是以秸稈覆蓋、少耕或免耕播種、深松和地表害蟲綜合治理為主要內容的現代科學耕作技術體系。因此，保護性耕作技術不僅具有改善土壤結構、增加土壤有機質、節水保墑、增加成本、提高農田生產力的功能，還具有減少溫室氣體排放、降低能源消耗、抑制農田退化等環境效益。保護性耕作技術最初始于1934年“黑風暴”事件，1935年由土壤保護局正式提出，保護性耕作技術共經歷了三個階段的發展：第一個階段20世紀30～40年代，保護性耕地技術包括少耕、免耕及深松技術，同時推廣了不翻土的農耕器具；第二階段是20世紀50～70年代，機械化免耕秸稈覆蓋技術蓬勃發展。由于這一階段作物減產明顯，該階段技術推廣緩慢。第三階段是從20世紀80年代至今，隨著保護性耕作機械的不斷完善，種植結構和除草劑的不斷調整，保護性耕作技術的逐漸成熟，土壤處理、覆蓋技術、機械配套、除草技術和種植系統等核心技術的普遍認可，保護性耕作技術在全球的廣泛應用和推廣。

2 黃土高原地區保護性耕作技術的應用的現狀及問題

2.1 黃土高原地區保護性耕作技術的應用現狀

黃土高原地區首次引進保護性耕作技術始于20世紀90年代，隨著當時農業種植技術的進步，西南、華北、東北及南方等地區均進行了符合當地生態環境特色的保護性耕作技術，然而，有黃土高原地區擁有溝壑相間的地理狀況，導致了黃土高原地區的保護性耕作技術無法規模化地實施機械化種植，大多數需要依賴人工實現，這在很大程度上限制了保護性耕作技術的廣泛推廣和實施。現階段黃土高原地區實施保護性耕作技術的設計原則和主要內容可以概括為四個方面：首先，黃土高原地區實行少耕免耕的耕作技術，完全摒棄了傳統的人工農具，改善了多次耕翻土壤的傳統耕作方式；其次，黃土高原地區利用農作物秸稈進行土壤覆蓋和殘茬覆蓋，很好地保護了地表，不僅有效地提升了土壤的肥力，還還大大提高了天然降雨的利用率，減弱了水蝕和風蝕的強度，降低了黃土高原水分的無效蒸發；再者，減少機械化作業次數和投入成本，盡可能低的進行土壤擾動；最后，傳統的耕作技術被機械耕層作業所取代，通過改善后的少毒或無毒除草劑對于雜草進行控制，降低了除草劑對于土壤的生態環境的危害。目前黃土高原主要的保護性耕作技術有：免耕、傳統耕作秸稈還田、免耕秸稈覆蓋、地膜覆蓋、免耕地膜覆蓋和傳統耕作等。

2.2 黃土高原地區保護性耕作技術存在的主要問題

首先，黃土高原部分省份有個別市縣未推廣保護性耕作技術，其保護性耕作技術實施規范和標準不健全。由于黃土高原不同地區之間農業生產條件的巨大差異，尤其是不同地區的地貌、田塊大小、種植制度和種植習慣等存在著較為明顯的差異，因此，黃土高原地區的不同省、市、縣均結合本地實際情況推出了符合當地發展的保護性耕作技術，也推廣及普及了一系列的保護性耕作技術實施規范及實施標準，但是，目前尚有部分地區未出臺相應的保護性耕作技術實施方案，嚴重影響了保護性耕作技術的推廣；其次，黃土高原地區較少地采用保護性耕作整體技術系統。保護性耕作技術總體技術體系包括秸稈覆蓋技術、少耕免耕播種技術、深松技術和病蟲害綜合防治技術等。然而，在目前黃土高原地區采用的保護性耕作技術中，大多數地區的保護性耕作技術僅僅是選擇其中一兩項技術，且多集中于秸稈覆蓋及少耕免耕，對于深松技術的應用較少，由于保護性耕作技術中許多技術是相輔相成而存在的，只有采用整套的保護性耕作技術整體系統，才可以最大程度上發揮保護性耕作技術的生態效益及生態效益；最后，配套保護性耕作技術的農業機械和技術推廣體系不完善。保護性耕作技術是以機械化為基礎的。黃土高原的農民更多地采用秸稈覆蓋和旋耕，機械化普及率較低。主要原因是秸稈還田機和旋耕機在部分地區普及率較高。因此，黃土高原地區必須加強對于其他機械化農機具的普及推廣率，普及推廣與保護性耕作技術相關的信息、政策等保障體系，使得保護性耕作技術在黃土高原地區得到進一步的應用、推廣及普及。

3 黃土高原保護性耕作技術的發展對策

3.1 提升黃土高原地區保護性耕作技術的科技支撐力度

經過近半個世紀的研究及探索，黃土高原地區的保護性耕地技術模式已經基本成熟，與保護性耕作技術相配套的機械性農機具及保護性耕作技術模式已基本成熟，相關耕作器具及農機具也已經基本形成相關系列，并在黃土高原地區得到了推廣及落實，但是，在黃土高原部分地區，對于農業機械和工具，農民仍然使用不標準的技術模式、不了解以及配套農機具無法滿足農戶的基本耕作需求等問題，所以，為了保證黃土高原地區全面貫徹落實保護性耕作技術，實現保護性耕作技術在黃土高原地區的大規模大范圍推廣應用，政府需要提升黃土高原地區的農業機械化程度及農機具的科技含量及機械化水平，提高黃土高原農業機械和農業技術中保護性耕作技術的科技支撐能力，提高黃土高原農民對保護性耕作技術的應用效果，以保護黃土高原地區的生態環境，減少黃土高原地區的水土流失面積。

3.2 向農戶培訓科學有效的保護性耕作技術方式

保護性耕作技術是一種新型的農業耕作技術，然而保護性耕作技術的普及及推廣，這是一個漫長的過程，首先需要通過5～7年的時間對于保護性耕作技術方式進行實驗及示范，檢驗保護性耕作技術在實際應用過程中的作用，并自覺將保護性耕作技術應用到具體實踐中，但是，由于黃土高原地區的農民受教育程度不同，因此，在推廣保護性耕作技術的過程中，為了促進保護性耕作技術的推廣應用，政府需要加強對當地農民的培訓和教育，嚴格按照“試驗——示范——推廣”的步驟推廣保護性耕作技術，加深當地農民對保護性耕作技術的了解，發揮保護性耕作技術的示范作用，使當地農民清楚地認識到保護性耕作技術的實際經濟效益，增強他們使用保護性耕作技術的意愿。此外，地方政府還要通過多種渠道對于當地農戶進行培訓及引導，向其宣傳科學有效的保護性耕作技術方式，使當地農戶能夠熟練掌握保護性耕作技術的操作規范，保護黃土高原地區的生態環境，減少黃土高原地區的水土流失面積。

3.3 提升農機推廣部門的保護性耕作技術服務能力

農機推廣部門的服務能力是保證保護性耕作技術推廣及落實的重要保障，農機推廣部門必須根據當地的土壤、水、肥問題及病蟲害變化規律，調整當地保護性耕作技術，并指出比較科學的保護性耕作技術，指出高產、優質的農作物種植方式，同時，農機推廣部門還要結合當地的保護性耕作技術向本地區推廣必要的機械作業設備，普及相關的機械化作業問題及知識，使農藝及農機科學有效地結合，有效促進保護性耕作技術在當地的推廣應用。由于黃土高原地區基層農機推廣部門的建設比較滯后，其部門的推廣能力也相對落后。因此，有必要提高黃土高原農機推廣部門保護性耕作技術的服務能力，為黃土高原保護性耕作技術的大規模推廣打下堅實的基礎、搭建保護性格耕作技術在黃土高原地區的推廣平臺，保護黃土高原地區的生態環境，減少黃土高原地區的水土流失面積。

3.4 預防解決化學藥劑的污染危害問題

在傳統的耕作方式中，深翻及噴灑化學藥劑是預防農作物病蟲害問題的有效手段，但是，保護性耕作技術貫徹落實后，深翻耕作技術被禁止使用。為了預防農作物的病蟲害及雜草問題，化學藥劑在農作物種植方面大量使用，隨著化學藥劑使用量的增加，黃土高原地區的土壤及地下水問題成為了保護性耕作技術普及推廣所必須提前預防及解決的問題。因此，促進保護性耕作技術在黃土高原地區的普及推廣，必須提前預防和解決化學品過量使用造成的污染和危害問題，保護黃土高原地區的生態環境，減少黃土高原地區的水土流失面積。

4 結束語

綜上所述，在新形勢下地方政府除了需要關注黃土高原地區農作物的生產效益以外，還需要科學地權衡黃土高原地區的生態良好問題，黃土高原地區的農作物生產行業不僅肩負著保障國家糧食安全的使命，還需要重視地區的生態保護問題，通過提升黃土高原地區保護性耕作技術的科技支撐力度、向農戶培訓科學有效的保護性耕作技術方式、提高農機推廣部門保護性耕作技術的服務能力以及預防解決化學藥劑的污染危害問題，保護黃土高原地區的生態環境，減少黃土高原地區的水土流失面積。