红壤坡耕地深松少免耕作业技术规程-地方标准编制说明

PAGE6PAGE一、任务来源1、农业部公益性行业(农业)科研专项《坡耕地合理耕层构建技术指标研究》（201503119）研究任务“华中（江西）坡耕地合理耕层构建技术集成示范”。2、江西省重点研发计划项目《红壤旱地肥沃耕层构建关键耕作技术研究与集成示范》（20161BBF60105）3、江西省发明专利产业化项目《红壤旱地控氮培肥降酸增氧专利技术应用与示范》（20161BBM26042）4、江西省重点研发计划项目《红壤坡耕地高效耕作培肥关键技术研究与集成示范》（20181BBF68009）二、目的及意义红壤坡耕地是我国重要的土地资源，其面积占南方红壤区旱地面积的70%以上，丰富的水热资源使得该区农业生产和经济发展潜力巨大，在我国农业可持续发展中发挥着重要作用。当前，红壤坡耕地主要采用浅旋耕或浅翻的耕整作业方式，高强度且不合理的耕作方式导致土壤蓄水保墒能力不足、结构变差、耕层浅薄等问题，加剧了红壤坡耕地的水土流失、伏秋干旱以及深根系作物易倒伏等灾害，从而造成作物产量低而不稳，制约区域农业发展。据统计，作为红壤坡耕地分布的主要省份，江西、湖南等10省粮食单产仅为全国平均的72.7%，油料作物单产仅为全国平均产量的93.4%。另外，由于作业次数、强度增加，使得燃料、人工、机具的费用增加，导致成本提高、利润下降。自保护性耕作技术提出以来，少、免耕一直都是农业生产重要保护性耕作技术之一，研究表明，实施少、免耕等保护性耕作措施能够改善耕地土壤水分状况，减少土壤侵蚀，提高水分利用效率，有利于缓解南方红壤区季节性干旱对作物生产造成的影响。但是，连续多年实施少、免耕会加剧土壤紧实、容重增加，抑制作物根系生长，影响作物产量的形成，这在黏重的红壤坡耕地表现尤为明显，极大限制了保护性耕作措施在南方红壤坡耕地的推广应用。据调查显示，江西省进贤县红壤坡耕地耕层厚度平均为15.58cm,有机质等养分含量普遍偏低，实施少、免耕等保护性措施并不能完全缓解红壤坡耕地耕层瘠薄化问题。如何协调耕作与环境保护之间的矛盾，是红壤坡耕地亟待解决的重大科学问题。在此背景下，国家大力推进农机深松整地作业方式，并在2015年政府工作报告中提出了明确要求。深松是保护性耕作技术四大关键技术之一，是传统耕翻作业的替代技术，具有加深耕层、降低土壤容重、提高土壤通透性、减少浅耕次数等作用，从而增强土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力，有利于作物生长发育和提高产量，是解决土壤耕层瘠薄化问题和构建合理耕层的关键核心技术之一。更多研究表明，基于其后续效果和降低耗能方面考虑的，深松一般间隔数年进行一次为宜，特别是与少、免耕间歇交替进行可避免传统耕作以及少、免耕带来的弊端，是值得推广、接受程度高的耕作技术。自2015以来，课题组陆续承担了农业部行业专项（201503119）及江西省重点研发计划项目《红壤旱地肥沃耕层构建关键耕作技术研究与集成示范》（20161BBF60105）等项目，课题组在红壤坡耕地上进行了连续多年的耕作试验研究，证实了深松与少、免耕间歇交替耕作技术的优越性。因此，课题组从国家及区域耕作技术需求出发，提出红壤坡耕地少（免）深松作业技术，可望促进国家实施保护性耕作的实施及推广深松技术的推广，助推国家“藏粮于地、藏粮于技”战略的实现。三、遵循原则和依据本标准遵循“针对性、先进性、实用性、统一性、规范性”的原则，严格按照GB/1.1-2009及《农业法》、《农业管理条例》、《保护性耕作机械深松机》、、《深松机作业质量》、《旋耕机》有关要求进行编写。四、标准的制定过程1、前期研究2015年以来，江西省红壤研究所陆续承担了农业部行业专项（201503119）及江西省重点研发计划项目《红壤旱地肥沃耕层构建关键耕作技术研究与集成示范》（20161BBF60105）等项目，结合项目需要，开展了红壤坡耕地机械深松、少免耕等保护性耕作技术研究，在明确机械深松、少免耕等技术参数的基础上，研发了深松少免耕间歇交替轮耕技术模式，揭示了该模式在提高红壤坡耕地产量、改善土壤理化性质等方面的良好效果，为本标准的编写提供了可靠的科学依据。图1深松机具及试验基地（1）深松少免耕对作物产量的影响研究结果显示（图2），与常规耕作相比，深松少免耕可提高花生产量。图2深松少免耕对作物产量的影响（2）深松少免耕对土壤物理性质的影响深松降低了土壤容重和土壤紧实度、增加了最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙和总孔隙，且对表层土壤的改善效果较好，有利于红壤坡耕地蓄水保肥，可以协调“水肥气热”等矛盾。具体结果见（表1-3，图3）表1深松少免耕对土壤容重的影响处理treatment0~10cm10~20cm20~30cm30~40cmNT1.27±0.01b1.33±0.00b1.40±0.05a1.35±0.03bT1.22±0.01c1.30±0.04bc1.33±0.03ab1.43±0.02aC1.32±0.07a1.42±0.03a1.41±0.05a1.34±0.02bS1.18±0.02d1.28±0.10c1.29±0.03b1.31±0.02b图3深松少免耕对土壤紧实度的影响表2深松少免耕对土壤持水量的影响指标index处理treatment0~10cm10~20cm20~30cm30~40cm最大持水量maximumwatercapacity(gkg-1)NT398.6±12.11b312.5±27.28b347.5±21.65a362.3±3.18aT457.2±10.35a410.1±6.74a329.9±23.71a356.8±13.29abC257.8±17.74c214.0±26.24c219.5±18.14b331.9±12.02bS469.2±34.92a392.2±38.90a349.5±21.92a374.8±20.17a毛管持水量capillarywatercapacity(gkg-1)NT330.0±34.63a274.5±20.32b307.4±12.93a327.5±23.19aT339.3±11.15a321.9±22.60a256.0±14.36b304.1±17.70aC192.4±10.00b174.3±28.65c198.3±25.23c291.8±10.53aS369.2±29.77a333.1±13.56a309.8±13.81a336.9±23.97a最小持水量fieldwatercapacity(gkg-1)NT325.6±35.37a264.6±17.69a318.8±9.76a322.2±23.37abT332.1±12.66a316.3±20.22a248.5±12.39b301.4±11.10abC185.1±7.19b167.5±28.68b183.3±22.06c283.6±11.56bS359.8±29.85a308.8±37.29a298.3±4.62a330.1±25.65a表3深松少免耕对土壤孔隙度的影响指标index处理treatment0~10cm10~20cm20~30cm30~40cm非毛管孔隙度non-capillaryporosity(%)NT9.28±3.38b6.35±1.64c4.04±2.94b5.43±2.88aT15.22±1.18a12.17±1.87a10.74±2.91a7.94±1.70aC9.64±1.61b6.61±1.10c5.08±1.34ab6.49±1.61aS12.88±0.61ab10.62±0.78b6.66±2.92ab5.86±2.36a毛管孔隙度capillaryporosity(%)NT42.07±4.63a36.38±2.70a43.07±2.98a44.20±2.81aT41.27±1.02a41.90±4.05a33.96±1.96bc43.60±2.96aC25.50±2.46b24.86±4.58b27.96±4.51c39.25±1.91aS43.49±3.66a42.56±1.71a40.08±2.22ab44.03±3.30a总孔隙度totalporosity(%)NT51.36±1.60a42.74±3.79b47.11±5.60a49.66±3.32abT56.49±1.37a54.07±2.64a44.71±2.01a51.54±3.19aC35.14±3.88b31.48±4.39c33.04±3.87b45.74±1.87bS56.36±4.25a53.17±1.38a46.74±4.81a49.89±3.09ab2、技术推广情况与效益目前，相关技术在我国东北和华北平原地区展现了良好应用前景，并逐步向河南、山东、江苏等省份推广。本技术在我省处于起阶段，课题组自2015年年以来，在进贤、余江、吉安等地进行了推广，其经济、社会、生态效益如下：经济效益：本技术带来的可直接减少的耕地费，平均每年可减少投入60元/亩；本技术可维持作产量稳定，从长远看能一定程度提高作物产量，以花生为例，一个周期（3-4年）内可产量提高30kg/亩，平每年增加收入30-40元/亩。因此本技术每亩可增加90-100元收入。生态效益：一是改善耕层结构，提高耕层控蚀抗旱能力；二是减少耕层扰动，防治耕地退化，减少对生态环境的影响。社会效益：本技术的实施可改善红壤坡耕地耕层结构状况，提高土壤蓄水保肥能力，减少地区面源污染，有利于转变农业发展方式转变、促进农业现代化，为实现红壤坡耕地农业节本增效，保障红壤坡耕地健康可持续利用和国家粮食安全提供有力的技术支撑，具有重大的社会效益。3、编制标准草案2018年1月，江西省红壤研究所成立了《红壤坡耕地深松少免耕作业技术规程》起草小组，并对小组成员进行了分工。根据前期研究和调研的相关情况，起草小组完成了《红壤坡耕地深松少免耕作业技术规程》的初稿。2018年4月-5月，起草小组在初稿的基础上，对该标准进行了认真修改。五、国际国内同类标准情况经多方查新，国内尚无深松少免耕作业的技术标准发布。目前，仅在华北和东北平原开展了深松与少免耕相结合的耕作技术研究与示范，但针对红壤坡耕地耕层浅薄尚未提出适用的深松技术。在前期研究基础上，根据红壤坡耕地实际生产特点，提出深松与少免耕相结合的作业技术，其适应范围、技术目标均不同于现有技术，对红壤区坡耕地合理耕层构建及农机农艺配套等均有较大意义。六、与现行有关法律、法规和强制性标准的关系本标准（送审稿）是在国家相关的法规和强制性标准的基础上结合地方实际情况制定出来的，因此与现行法律法规没有冲突。七、实施该标准的措施建议（1）政府、农业部门在补