第一节 土壤耕作

农林牧学基础第一篇农学基础

第一章耕作学

第一节土壤耕作一、土壤耕作的技术原理

1土壤耕作的概念与任务(1)土壤耕作的概念：土壤耕作(soiltillage)：它泛指运用农具作用于土壤，以调节肥力条件与肥力因素存在状况的过程和方法。土壤耕作措施：是指以相应的农具对土壤起特定作用的单项耕作作业。如翻耕（Plowing）、耙地（Harrowing）、镇压（Packing）。它是土壤耕作的体现和直接的手段。土壤耕作法：根据作物生长发育需要将几种土壤耕作措施，相互配合，有序地作用于土壤，为作物创造出苗、生育所适宜的土壤条件，这一配套的土壤耕作措施称为土壤耕作法。（2）土壤耕作的任务：A为作物创造一个适宜的耕层构造；B根据作物要求，将地表筑成特殊形态；C处理残茬和有机肥料，使地面适于播种；D平整地面，防止侵蚀，保蓄或排除土壤水分；E防除、抑制杂草和病虫害；F有利于土壤熟化和土壤有机质积累；G有助于盐碱土改良。2土壤耕作的实质土壤耕作实质是通过农具的物理机械作用创造一个良好的耕层构造和适宜的孔隙比例，以调节土壤中水分-空气状况，从而协调土壤肥力各因素间的矛盾，这是高产土壤必需具备的基本性状。3土壤耕作的技术原则耕作质量高、工效高、成本低，就成为必须遵循的基本技术原则。具体运用时，要考虑以下几方面：（1）根据作物对土壤条件的要求制定耕作技术措施：作物对土壤的要求实际是指作物根系对土壤物理条件的要求。直接影响作物生长的土壤物理条件是土壤孔隙度、通气性、温度、湿度和土壤强度（土壤机械阻力）。（2）根据土壤特性制定耕作技术措施对于处于干旱气候带的旱地土壤，土质松散，易受水、风侵蚀，所以土壤耕作要以蓄水、保墒，防止土壤水蚀和风蚀为主要依据。（3）与气候条件相适应制定耕作技术措施：对土壤耕层有较大影响的气候条件主要有以下几方面：A降水和蒸发；B干湿交替和冻融交替C水蚀和风蚀（4）配合有关农业技术的需要制定耕作技术措施农业生产的其它技术措施也要求有相应的土壤耕作措施配合，才能发挥其最大效益。例如，作物对土壤的影响不同，大豆茬对土壤的影响，效果较好，故称肥茬，播种后作时可以不翻耕，而采用耙茬即可；而高粱、谷子是瘦茬，使土壤板结和贫瘠，所以高粱谷子茬的土壤要进行翻耕疏松，熟化土壤。二、土壤耕作措施及质量要求

1土壤基本耕作（BasicTillage）措施基本耕作措施是从较深的部位和较强的作用影响土壤，它们能显著地变动耕层物理性状、而且其后效延续时间较长。根据现有农具的性能，犁耕、深松耕和旋耕应列为土壤的基本耕作。（1）犁耕（Plowing）用犁铧将土层抬起，通过犁壁，将土垡扭曲并上下翻转。因此也称翻耕，它对土壤具有三方面的作用，即翻土、松土、和碎土。(2)深松耕(Subsoiling)：用无壁犁、凿形犁、深松铲对耕地进行全面或局部的深位松土，但不翻转土层。因为其松土深度可达30-50厘米，对土壤影响较大多，且松土效果维持亦久，所以是土壤的基本耕作措施。与犁耕相比，深松耕的特点是上下土层不乱，松土层深厚，能打破犁底层和不透水粘质层，对接纳降水，防止水土流失，提高透水性及改良盐碱土有良好效果。▲堆肥と深耕。農業の基本作業だ

(3)旋耕(Rotarytill)：旋耕兼有基本耕作和表土耕作的双重功能，既可用来进行基本耕作，又可用来进行表土耕作。旋耕机犁刀在旋转过程中，将土壤切碎、搀合，并向后抛掷，作用是松土、碎土，可将相当于犁、耙、平三次作业一次完成。2表土耕作措施犁耕或深松耕后的土壤，耕层松散，孔隙度过大，甚至还有大量土块。因此必须进行表土耕作。所以也称表土耕作为辅助耕作。(1)耙地(harrwingorDisking)：耙地工具主要是钉齿耙和园盘耙；钉齿耙工作深度3—5厘米，主要用于犁耕后破碎土块，拉平垡片，播前松碎表土以利播种。园盘耙耙地入土8-15厘米，主要用于犁耕后破碎坚硬的大土块，播种前常以园盘耙耙地代替犁耕，既有利提高工效，也有利保墒和保证耕作质量。(2)耱地(dragging)，无论在旱地或水田，生产中都十分普遍运用耱地作业。耱子构造十分简单，有用整块木板，也有用钢筋焊制。耱地常与耙地联合作业，耱子联结在耙后，起碎土、平土和轻度镇压土壤的作用，以达到，保墒的目的。播种后耱地能促进种子与土粒紧密接触，又使表土形成极薄的干土复盖层有利保墒。(3)中耕(Cultivate)：作物出苗到封垄期间，由于降雨，灌溉和其他原因使表土板结或杂草丛生。这种情况下就要进行中耕。中耕除松土、保墒、除草外，还能调节土温。（锄头下面有火）(4)镇压(Packing)：镇压作用在于压紧耕层及压碎土块，兼有平整土面的作用。播后镇压使种子与土粒接触紧密，便于种子吸收水分。当表土水分不足以满足种子发芽时，镇压能捉升下层土壤中水分，促进种子发芽。(5)平地(Smoothing)：地面平整对水分进入土层时的重新分配有极重要的作用。当地面存在高包或洼坑，起伏不平，那么降雨和灌溉水不均匀分布，就会导致作物生活条件的巨大差异。尤其在盐碱土壤上，高地积盐造成死苗和缺苗。地面不平，无法保证耕作及播种质量。因此，平整土地是全苗、苗匀和获得高产的重要土壤耕作措施之一。(6)开沟培土(ListingandRidging):是由一个开沟犁完成，即开沟同时向两边作物根部培土。一般情况下，中耕作物需要一次以上培土，来加固植株，防止倒状，而对块根、块茎作物培土，能加厚根系活动层，扩大根系活动范围。开沟培土3土壤耕作质量每一项土壤耕作措施的质量都应有可供检查的指标，只有保证每项作业的质量，才可能使播前土壤物理环境适合作物需要，和取得较好的经济效益。影响土壤耕作质量的因素，除土壤耕性外，还决定于掌握土壤的适耕时期，作业人员的技术水平和工作责任感。(1)土壤耕性耕性(tilth)是指影响土壤耕作的难易和耕作质量的土壤属性。耕性好的土壤容易耕作，能耗也低。决定和影响土壤耕性的根本因素是土壤质地和有机质含量。水分也是参与决定和影响土壤这一特性的重要因素。(2)土壤适耕性与土壤含水量

土壤最适宜耕作的含水量称为适耕期，为了提高耕作质量，必需在适耕期中进行耕作。水分对土壤耕性的影响可分为以下四个阶段：第一阶段为干硬阶段。第二阶段为酥脆阶段。第三阶段为塑韧阶段。第四阶段为半流体阶段。(3)耕作质量检查

A耕深及有无重耕或漏耕B地面平整度C碎土程度D酥松度E中耕，开沟和培土质量F作业期限(4)提高耕作质量的有关问题A制定耕作质量检查指标，提高耕作质量。B作业人员的理论培训及职业道德教育。C作业最适时间及农具的选用。D农具配套和正确安装、使用、及时保养维修。E联合作业是提高耕作质量和工效的有效手段。F灌溉农业的条田面积大小与提高耕作质量有密切关系，工效应服从于质量。三、土壤耕作法

1翻耕法(Plowing)翻耕法也被称为传统耕作法(Conventionaltillage)或普通耕作法。是将土层进行全面的翻耕。然后用表土耕作整理土垡，达到播种需要的地面状态。所以，翻耕法是由基本耕作措施一翻耕和表土耕作措施一耙，耱、镇压等组成。(1)基本耕作——翻耕翻耕作业能够松土和翻转土层，因此，生产上需要土壤酥松，翻埋肥料、残茬和消灭杂草，它能一举完成，这是翻耕作业被广泛采用的主要原因；翻耕的适宜深度是一个有争议的问题。翻耕总的趋势是，深度增加，耕层则厚，土层松软，有利贮水蓄墒，通气性好，能加速有机质矿化，改善养料状况。翻耕适宜的深度，应视作物，土壤条件与气候而定。特别要分析土壤的肥力状况，一般情况下，土体匀一，表、底土质地一致，有犁底层存在或粘质土，盐碱土，翻耕可略深，砂土、薄层土不宜深耕，水田深度一般不宜超过犁底层。基本耕作的时间：翻耕是对土壤全面作业，因而只有在作物收获后才能进行。就整个北方地区而论，伏、秋耕比春耕好处多，增产效果大。因为,伏、秋耕比春耕能接纳，积蓄伏秋降雨而减少面地经流，对贮墒防旱有显著作用。比春耕能有充分时间熟化耕层，改善土壤物理性状，能有效消除田间杂草，并有可能诱发表土的部分杂草种子。盐碱地可利用夏秋高温而加速洗盐效果。(2)表土耕作表土耕作是改善种床层和地面状况的一套耕作措施，如耙、耱、镇压，起垄开沟等等。这些措施大部份都是配合翻耕进行，是翻耕的辅助作业，有时也用来作为独立的作业代替浅翻耕。（3）翻耕法的特点：A对土地进行全面的翻耕，能较彻底的翻埋肥料、残茬、杂草、绿肥和牧草、病虫孢子和卵块。为后作创造清洁的地面。B翻耕结合晒垡、冻垡，有利于熟化土壤，有效养分增加。C但是翻耕法的翻耕作业耗能较多，并且必须有表土辅助作业，所以成本较高，D连年翻耕，土壤有机质消耗快，降低土壤潜在肥力。E翻耕法由于频繁的田间作业，因而在改善土壤结构的同时又破坏了土壤结构。F翻耕后留下疏松而裸露的耕作面，易引起风蚀、水蚀，在干燥多风气候条件下容易跑墒。2深松耕法(Subsoiling)：（1）深松深松是在较深的部位对土壤进行全面的或局部的疏松，但不翻动耕层，让各层土壤保持在原来的位置上。深松土以后，于播种前仍需进行表土作业，才能满足播种的要求。深松通常以深松犁或深松铲进行作业。深松耕法在国外于四十年代开始研究应用。前苏联的马尔采夫设计了无壁犁，它能对土壤进行全面深松，耕深达40～50厘米，不翻土层。由于深松后，通透性较强而提墒困难，不能满足作物需要。因此，全面深松安排在全年休闲地上，这样能使0～70厘米土层水分增加33吨／亩，休闲一年后，待土层沉实，来年播种作物。实际上是由深松耕法和耙茬法组成的土壤耕作制。国内有关深松耕法的试验研究首先开始于东北。70年代以来，东北在这方面的研究做了大量工作，并取得显著成效。他们用深松机深松可以创造纵向虚实并存的耕层构造。在虚的部位，可增加土壤通气性，能接纳大量雨水，并贮存在底土中，防止耕层干旱或涝害。根据黑龙江省耕作法试验研究小组测定，深松后在人工灌水100毫米的条件下，苗期垄沟深松30厘米比不深松区耕层贮水多8．2毫米，至一米土层贮水多51毫米。黑龙江省通过五年试验和多点生产调查，深松耕法的粮豆产量平均增加10—20％，甜菜、马铃薯增产20—30％，水稻增产10—20％。在白浆土、黄土或盐碱地上，因耕层不翻动，其增产效果比黑土更为显著。深松耕法增产的主要原因是：种子播在熟土上、土壤水分充足，可以机播，故作物出苗早而保苗齐，能充分利用生长时期，有秋霜春防的作用。深松耕法改善了根系活动的土壤环境，根系密集层加厚，能从深层土壤中取得较稳定的水分和养料，增加了千粒重，并防止倒伏。（2）深松耕法的耕作原则A分层深松，不乱土层。根据土壤种类和深松深度，安装1-2层深松铲（需要时可装三层)，使耕作层一次加深到适宜深度，而各层土的位置不变。B间隔深松，虚实并存。

C耕种结合，耕管结合。可省去一次成本较高的深耕作业，同时还缓和了单独深耕所造成的农时紧迫矛盾。3少耕法和免耕法(Minimum--andno—Tillage)(1)少耕法(Minimum—Tillage)本世纪三十年代，美国发生几次空前的黑风暴，最重的一次大风挟带肥沃土壤越过美国三分之二的土地，横扫1500英里，持续5个小时，刮走肥土3亿吨，使六分之一的土地荒芜。美国政府立即组织科学家与农民一起研究和试验防止风蚀和水蚀的耕作措施。所谓少耕法(MinlmunTillage)是与传统耕法相比尽量减少土壤耕作项目、次数或作业面的一种耕作方法。包括耕播法(Till—Plant)；耕后播种法(Plowingandplanting)、轮迹播种法(Wheelt-rackPlanting)、带状耕播法(Strip—Tillplanting)，耙茬播种等。在少耕法的基础上，人们又发现用残茬或立茬覆盖地面，有明显的蓄水保墒和防水蚀风蚀作用。但残茬覆盖地面时，田间杂草无法用耕作去消灭，以致常常降低作物产量。直到有了各种高效的除草剂生产，并在田间表现出良好的除草效果时，田间杂草才好对付了。免耕机的安装与使用

（2）免耕法(no—Tillage)所谓免耕法(no—Tillage)就是免除独立进行的土壤耕作(包括免除基本耕作和通常的表土耕作)，在茬地上用免耕播种机直接播种。免耕法的基本原理和特点在于：一是利用残茬覆盖作为地面障碍物，避免雨水直接打击土壤，破坏土壤结构，截拦径流，防止风蚀和水蚀；依靠作物根孔和蚯蚓等虫孔使土壤通透。二是采用化学措施——除草剂、杀虫剂、杀菌剂代替土壤耕作的除草和翻埋病虫卵块等作用。

三是采用先进的机具代替传统耕作的农具和耕作方法。No-tillagecornfieldafteraweekof0.5to1.5inchscatteredrainshowersinNorthwestIowa.Directdrilling/no-tillagerequiresaslittleasonepassforplantingcomparedtotwoormoretillageoperationsplusplantingforconventionaltillage

No-tillpracticesarewelladaptedtocornandsoybeancropsintheregion,butdrybeansandsugarbeetsdonotadaptwelltono-tillage.美国农业部认为免耕法与少耕法具有三大优点：(1)节约劳力、动力、机具与燃油的消耗，降低了生产成本，提高了劳动生产率；(2)节约了耕作时间，减少因耕作损失的土壤水分，使美国复种界线北移到北纬40°地区；(3)地面复盖加上土层紧实减少了土壤侵蚀量，降低了土壤有机质的消耗。4砂田耕作法(Sandy—landtillage)砂田是利用砂石复盖土壤，多年不再进行土壤耕作而栽培作物的方法，西北地区砂田主要集中在甘肃中部的兰州周围地区。在青、宁、晋地区也有少量分布。砂田距今已有300多年的历史。砂田耕作法可使雨量在300毫米以下并无灌溉的地区获得作物较高而稳定的产量，使干旱的高原和山地可以栽培经济价值较高的作物。砂田特别显著地改变了干旱地区土壤水分的收入情况。由于砂层表面粗糙，可有效防止径流，砂石间空隙大，有很好的渗水作用，有砂层复盖，不仅可防风蚀，并能有效防止蒸发。砂田对改善土壤热状况有独特的作用，首先砂石面凸凹不平，吸收太阳辐射多，其次是砂层热容量小，接受太阳辐射后升温快，而传导至土壤，第三蒸发散热少。砂田在铺砂前进行犁耕，施足底肥，压实后铺砂，以后几十年不再进行耕作和施肥。但为更好接纳雨水，清除杂草，在前作收后，进行耕砂，松砂以利接纳降水。甘肃砂田砂田是半干旱地区农业不保收成又无水源的情况下，农民取得收成的一大创造。原理是砂砾切断土壤毛管减少蒸发，白天砂砾升温快，保证了农作物特别是瓜果类的热量需求。图为兰州郊区种植白兰瓜的砂田。5旋耕法(RotaryTillage)用旋耕机进行，利用旋耕机旋转的刀片切削土壤、疏松耕层，破碎土块的一种耕作方法。可用于干旱地，也可用于水田。有时单独进行，有时还要配合其他土壤耕作措施。世界上出现旋耕机始于十九世纪，到1922年才在澳大利亚和英国推广使用，此后逐渐扩展到西欧各国和远东。在中国南方和北方旋耕都已应用。北方无论早地，水田，常于翻耕之后以旋代耙，提高整地质量。近年来，北方试验板田旋耕(即水田不犁耕直接旋耕)成功，使土壤耕作次数由原来的犁耙4—5次减到只旋耕2次。且耕后田平土碎，上软下实，爽水透气，有助水稻早发快发，同时可节省泡田用水20％，减少机耕耗油50％。四、土壤耕作制

1土壤耕作制的概念及意义

在特定的土壤和气候条件下，所采用的与轮作方式相适应的，由若干土壤耕作法组成的耕作技术体系，称作轮作期间的土壤耕作制，简称土壤耕作制。土壤耕作制是耕作制度的重要组成部分，它依照农田作物在轮作中的地位，综合“土壤一作物一气候”关系，周期性地调整土地耕层构造，改善肥力条件，并与其它培肥措施相适应，保证农田作物持续稳产，均衡增产，从而使土壤耕作制成为实施正确种植制度的基础。2拟订土壤耕作制的原则具体拟订轮作期