保护性耕作的技术效应及存在问题探讨

保护性耕作的技术效应及存在问题探讨

摘要 根据前人研究成果，综述了保护性耕作的定义、技术特点以及存在的问题。分析了保护性耕作技术手段的经济效益、环境生态效益和社会效益，同时指出该种技术模式对于保障粮食安全带来一定负面影响。

关键词 保护性耕作；技术效应；问题；对策

保护性耕作技术是发展生态型农业经济、实现农业可持续发展的重要途径和必然选择。其技术特点是以复式机械化作业为保障，通过少耕、免耕来减少对土壤扰动，并用秸秆残茬覆盖地表，达到保水、保土、增肥的效果，从而实现节水抗旱、增产增收、保持水土、降耗增效的目的。

1 保护性耕作的定义

对于保护性耕作的定义，国际上虽没有统一的技术标准和文字表述，但随着该项技术的不断成熟和广泛应用，农学家们在认知理念上是相通相近的。作为现代保护性耕作技术研究与应用的发源地，美国给出的最新定义是“播种后地表残茬覆盖面积在30%以上，免耕或播前进行1次表土耕作，用除草剂控制杂草的耕作方法”[1]。

2 保护性耕作的技术效应

2.1 保护性耕作具有较好的蓄水保墒效果，增加土壤微生物及有益生物种的数量

地表秸秆覆盖能减少土壤水分蒸发，接纳更多降水，有利于蓄水保墒、降低地表径流，增加土壤的水分渗透率，提高作物水分利用效率。同时，保护性耕作技术还为增加土壤微生物及有益生物种的数量提供了有利环境。

2.2 保护性耕作可增加一定的粮食产量

大量研究结果表明，在我国灌溉地区和低纬度雨养农业地区进行保护性耕作，增产效果比较明显。干旱缺水的北方地区，如果采取作物轮作，免耕后粮食产量一般还高于传统耕种。在半干旱地区免耕地膜覆盖、免耕秸秆覆盖和少耕分别比对照增产49.2%、29.4%和14.5%。据中国农业大学保护性耕作研究中心的研究结果，保护性耕作能使玉米增产4.1%，小麦增产7.3%，小杂粮增产11.2%，大豆增产32%。

2.3 保护性耕作可节约成本投入，经济效益较明显

与传统耕作相比，虽然保护性耕作增产幅度有限，但实施机械化保护性耕作后可减少田间作业次数和强度，节省时间和能源投入，从而降低生产成本。以北

美洲为例，一个203 hm2的农场，免耕可节省225 h的工作时间，相当于节省4周的工作时间（以每周60 h计），同时还可节省油耗6 699 L（33 L/hm2）。在国内，保护性耕作综合生产成本要比传统耕作节省1 125～1 455元/hm2。

2.4 保护性耕作能减轻大气污染，改善生态环境

传统农业生产过程中，农民会把相当一部分作物秸秆直接在地里焚烧，增加了温室气体排放并造成空气污染。而覆盖秸秆和高留茬不但增加土壤肥力，还可减少温室气体排放和空气污染。同时，在冬春季节减少土壤风蚀，降低大气中气溶胶粒子含量，改善空气质量[2-4]。有最新研究表明，耕翻土壤会促进土壤有机碳以CO2形式向大气释放，而保护性耕作会加强土壤固碳，减排温室气体。

3 保护性耕作存在的问题及对策

3.1 田间杂草及病虫害危害加重

保护耕作下若无得当的除草措施，杂草危害会加重并可导致作物产量下降。保护性农田多年生杂草、一年生禾类杂草、自生作物及风播杂草会增多，而一年生阔叶杂草减少。当土壤表层覆盖较多残茬和秸秆后，原有的土壤环境如水分、通气性和温度等发生变化，农业害虫和植物病原体有了良好的寄居和栖息地，故免耕一般较常规耕作农田病虫害的发生要严重一些。因此，在使用农药、除草剂对病虫草害进行综合防治时，既要考虑防治的有效性，又要减少对农田环境的污染。

3.2 秸秆覆盖将降低地表温度

由于作物秸秆和残茬覆盖，浅层土壤能接收到的太阳辐射能量减少，加之土壤水分较多，土温降低，这对作物苗期根系生长不利。另外，生长季内较低的地温会影响土壤呼吸和根系活性，从而对作物有机质积累带来不利影响，特别是对春播作物影响更大。这也是保护性耕作在我国北方冷凉地区推广较难的主要原因。针对这种情况可采取覆膜种植、膜侧覆盖秸秆，或清除种行上的覆盖物，进行种行表土疏松，改善土壤热量条件等[5-6]。

3.3 免耕农机具的研制与适应性问题

在保护性耕作技术推广应用过程中，免耕农机具对于耕作的农艺效果起到关键作用，同时也是决定保护性耕作经济效益高低的一个“瓶颈”性因素。由于技术要求高，加之我国地域广阔，各地区农业生产条件复杂多样，因此需要设计开发适合当地需要的复合式农业机械。但目前相关农机具的开发使用，还无法满足生产实践的需要，成为制约我国大面积推广保护性耕作技术的主要因素之一。

3.4 农业生产方式等社会经济原因也限制了保护性耕作技术的推广应用

规模化复合式机械作业是保护性耕作产生良好经济效益、环境生态效益的前提保障。我国当前仍然大量存在一家一户小农经济模式。在生产当中由于小面积、小规模的“斑块化”种植，生产成本无法降低，投入的劳动工时过多，新的农业技术推广难度较大。在美洲以及澳洲地区，保护性耕作已成为一种主流耕作方式，技术条件都比较成熟，但在我国推广应用中，却产生了“水土不服”现象，需要解决的问题还很多。因此，应逐步消除社会经济原因对保护性耕作技术的限制作用[7]。

4 参考文献

[1] 蔡典雄，王小彬，高绪科.关于持续性保护性耕作体系的探讨[J].土壤学进展，1993，21（1）：1-8.

[2] 郭瑞，季书勤，王汉芳.保护性耕作研究进展及其应用探讨[J].河南农业科学，2007（7）：5-9.

[3] 张德健，路战远，王玉芬，等.农牧交错区保护性耕作油菜田间杂草发生规律及防控技术研究[J].河南农业科学，2009（4）：86-88.

[4] 胡彦奇，白卫卫，冯小丽.推广保护性耕作技术加快现代农业生产步伐[J].种业导刊，2011（10）：43-44.

[5] 王巧珍.保护性耕作技术对小麦生长发育的影响及应用建议[J].种业导刊，2008（10）：25-26.

[6] 黄禄星，黄国勤.保护性耕作及其生态效应研究进展[J].江西农业学报，2007，19（1）：112-115.

[7] 汤锦如.农业推广学[M].北京：中国农业出版社，2002.