保护性耕作的发展现状及发展趋势

1、保护性耕作的发展现状及发展趋势19 世纪末，美国实施西部大开发，大量干旱半干旱草原被开垦成农田，到 20 世纪美国西部发生了大规模“黑风暴”，给农业生产 造成了极大的损失。其主要原因是由于不合理的土壤耕作。近年来， 在我国北方多次出现沙尘暴天气，给我们敲响了保护和改善生态环境 的警钟。研究表明，北方沙尘主要来自沙化土地、裸露地和农田。保 护性耕作（conservation tillage）减少了对土壤的耕作次数，加上 地表秸秆残茬，可增加土壤有机质，改善土壤结构，控制水土流失， 减少风蚀、水蚀，缓解沙尘危害；故其业已成为防沙减尘的重要技术 之一。保护性耕作已经成为国际农业技术发展的重要趋势，如

2、何从我 国国情出发，加快该项技术的发展，对于保护生态环境，发展现代可 持续农业具有重大的现实意义。1.保护性耕作的概念及分类保护性耕作是相对于传统翻耕的一种新型耕作技术。它的定义 是：“用大量秸秆残茬覆盖地表，将耕作减少到只要能保证种子发芽 即可，并主要用农药来控制杂草和病虫害的一种耕作技术”。从而减 少农田土壤侵蚀，保护农田生态环境，并获得生态效益、经济效益及 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、 缓坡地等高耕作、沟垄耕作、残茬覆盖耕作、秸秆覆盖等农田土壤表 面耕作技术及其配套的专用机具等，配套技术包括绿色覆盖种植、作 物轮作、带状种植、多作种植、合理密植、沙化草地恢

3、复以及农田防 护林建设等。根据保护性耕作的特点，由于它有利于保水保土、所以称为保护性耕作。针对保护性耕作的基本要点，也可以用四句话来概括：秸秆 覆盖、免耕播种、以松代翻、化学除草。根据对土壤的影响程度可以将保护性耕作技术划分为 3 种类型。（1）以改变微地形为主：包括等高耕作、沟垄种植、垄作区田、坑 田等；（2）以增加地面覆盖为主：包括等高带状间作、等高带状间轮 作、覆盖耕作（包括留茬或残茬覆盖、秸秆覆盖、砂田、地膜覆盖等） 等；（3）以改变土壤物理性状为主：包括少耕（含少耕深松、少耕覆 盖）、免耕等。2.保护性耕作产生的背景保护性耕作是在人类和自然的矛盾愈来愈突出的情况下产生的。 比如耕翻作

4、业除掉地面残茬、杂草，有利于播种，但同时也破坏了对 地面的保护，导致风蚀、水蚀加剧；旋耕切碎土壤，创造了松软细碎 的种床，但同时又消灭了土壤中的蚯蚓与生物，使土壤慢慢失去活性。 耕作强度愈大，土壤偏离自然状态愈远，自然本身的保护功能、营养 恢复功能就丧失愈多。近几十年来，我国机械耕作活动增强，农作物 产量大幅度上升，但河流泛滥、沙尘暴猖獗、土壤退化、农作业成本 上升。保护性耕作取消铧式犁翻耕，在保留地表覆盖物的前提下免耕 播种，以保留土壤自我保护机能和营造机能，是机械化耕作由单纯改 造自然到利用自然、进而与自然协调发展的农业生产革命性变化。3.保护性耕作的国际现状与发展趋势20 世纪 40 年

5、代初，美国开始研究推广免耕技术，当时由于机械及人们观念等限制，发展比较缓慢。随着科学技术的进步，保护性耕作得到了迅速的发展。从国际上来看，保护性耕作大体经历了 3 个阶 段。第 1 阶段是 20 世纪 40 年代开始，主要针对传统的机械化翻耕措 施在水蚀和风蚀方面存在的弊端，对土壤耕作农机具和耕作方法进行 改良，提出少耕、免耕和深松等保护性耕作法。第 2 阶段是 20 世纪 50 年代以后，机械化免耕技术与保护性植被 覆盖技术同步发展。在免耕技术大面积应用的过程中，许多研究证实 了各种类型的机械化保护性耕作对减少土壤侵蚀方面有显著效果，但 也出现不少因杂草蔓延或者秸秆覆盖造成低温等技术原因使作

6、物严 重减产的例子，使得该项技术推广较慢。第 3 阶段是 20 世纪 80 年代以来，随着耕作机械的改进、除草剂 的使用以及作物种植结构调整，保护性耕作的应用得以较快发展，范 围也不断扩展。据美国保护科技信息中心的最新资料，美国 2004 年 实行免耕、垄作、覆盖耕作和少耕的耕地占全国耕地的 62.2%，而常 规耕作面积为 37.7%，传统耕作比例呈下降趋势，免耕比例逐年上升。保护性耕作技术基本上适用于世界各个地区。美国、前苏联、加 拿大、澳大利亚、欧洲等国家已经各地区广泛推广应用。从当前国际 上保护性耕作发展状况看，呈现以下变化趋势：（1）由以研制少免耕机具为主向农艺农机结合并突出农艺措施

7、的方向发展。传统的保护性耕作技术以开发深松、浅松、秸秆粉碎等 农机具为重点，目前保护性耕作技术在发展农机具的基础上重点发展裸露农田覆盖技术、施肥技术、茬口与轮作、品种选择与组合等农艺农机相结合的综合技术。（2）保护性耕作技术由以生态脆弱区应用为主向更广大农区应 用发展。保护性耕作技术起源于生态脆弱区，初期主要是少耕以减少 对土层的干扰。至今保护性耕作技术已经大面积推广，通过对农田进 行少耕、免耕及秸秆覆盖，减少土壤裸露及土壤侵蚀，达到保持土壤 肥力、增加土层蓄水量、增加农民收入的效果。（3）保护性耕作技术由不规范逐步向规范化、标准化方向发展。 发达国家的保护性耕作技术与农产品质量安全技术、有机

8、农业技术已 形成一体化，进一步提高了对护性耕作技术的规范化和标准化要求。（4）由单纯的土壤耕作技术向综合性可持续技术方向发展。保 护性耕作技术已经由当初的少、免耕技术发展成为以保护农田水土、 增加农田有机质含量、减少能源消耗、减少土壤污染、抑制土壤盐渍 化、受损农田生态系统恢复等领域的保护性技术研究。4.我国保护性耕作的发展现状、存在问题及发展趋势20 世纪 70 年代末，我国开始引进和试验示范少免耕、深松、秸 秆覆盖等单项保护性耕作技术。20 世纪 90 年代以来，保护性耕作研 究与示范工作发展速度加快。在西北、华北、东北、南方稻麦两熟及 双季稻区，开展了以免耕覆盖轻型栽培为主要形式的保护性

9、耕作技术 示范工作。进入 21 世纪，保护性耕作技术研究与示范推广工作得到 各级政府高度重视。2002 年起中央财政设立专项资金，开始有组织 有计划地加大保护性耕作示范应用力度，开展保护性耕作示范工程建设。从近 5 年的保护性耕作示范工程情况看，尽管仍存在一些问题， 但总体得到了项目区农民认同和当地政府重视。其技术效果主要体现 在：（1）减轻农田水土侵蚀。通过农田免耕和秸秆覆盖有效控制了农 田水土流失，并起到抑制农田扬尘作用。（2）提高农田蓄水保墒能力。 免耕覆盖改善了土壤孔隙分布，可以有效地减少土壤水分蒸发和增加 土壤蓄水量。（3）提升农田耕层土壤肥力。秸秆还田及减少动土次数 能够提高表层土

10、壤有机质和养分含量。（4）省工、省时、节本增效。 通过减少土壤耕作次数和复式作业，减少机械动力和燃油消耗成本， 降低农民劳动强度。同时，示范工程也积极探索了有效的运行机制及 服务方式，并初步形成了多种具有区域特色的保护性耕作技术模式。我国保护性耕作处于起步阶段，在保护性耕作技术示范推广过程 中主要存在四个方面的问题：（1）观念和认识上有待加强。保护性耕 作是耕作技术的变革，带来农作物栽培制度、农田管理措施及传统农 耕习惯与管理模式等一系列变化，对保护性耕作的认识还有个逐步深 化和接受的过程。（2）基层技术推广服务能力总体偏弱。（3）技术体 系尚需进一步完善，农机农艺结合需进一步加强。保护性耕作技术支 撑能力不足，与保护性耕作相关联的技术问题如杂草控制、病虫害防 治、水肥管理与有效利用等尚需加大统筹协调力度，实现整体推进。 农机的适应性和可靠性还需在实践中进一步提高，专用机具供应能力 需加快提升。（4）保护性耕作的长效机制还未建立。从发展趋势看，保护性耕作技术符合资源节约和环境友好农业发展要求，是国际农业技术发展的主要方向，也是我国可持续农业技术发展的主要趋势。如何从我国国情出发，进一步完善区域保护性耕作 技术模式及技术体系，加大保护性耕作技术示范推广力度，促进该项 技术的成熟和发展，对于保护与恢复生态环境，发展现代农业、实现 可持续发展作用十分重大。因此，科学制定保护性耕作工程