保護性耕作原理與技術(shù)

關(guān)于保護性耕作原理與技術(shù)第一頁，共十一頁，2022年，8月28日目錄一、農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的一場革命二、保護性耕作的定義與耕作原理三、保護性耕作的基本技術(shù)內(nèi)容四、保護性耕作的效益五、保護性耕作的增產(chǎn)原理

第二頁，共十一頁，2022年，8月28日一、農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的一場革命

保護性耕作是人類由不耕作到刀耕火種，由刀耕火種到漢代發(fā)明鏵式犁進入傳統(tǒng)人畜力耕作，由傳統(tǒng)人畜力耕作到傳統(tǒng)機械化耕作后的又一次革命。前三次革命，人類都是通過耕作干預(yù)自然，帶來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次次飛躍。對農(nóng)業(yè)機械化工作來說，以往農(nóng)業(yè)機械化談?wù)撟疃嗟氖翘岣邉趧由a(chǎn)率和土地生產(chǎn)率，只要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)按時完成、增產(chǎn)增收了，農(nóng)業(yè)機械化就完成任務(wù)了。沒有認(rèn)識到農(nóng)業(yè)機械化和資源與環(huán)境保護密切相關(guān)，機械化可以破壞環(huán)境、也可以保護環(huán)境。深耕深翻、開荒種地，發(fā)展了生產(chǎn)，也帶來水土流失、環(huán)境惡化的問題，引起人們對機械化的質(zhì)疑。但是，機械化也是治理環(huán)境的最重要手段之一，如機械化秸稈還田減少秸稈焚燒導(dǎo)致的大氣污染；覆蓋減耕節(jié)約農(nóng)業(yè)用水；保護性耕作治理沙塵暴等等。因此，發(fā)展保護性耕作，可以認(rèn)為是機械化由單純承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù)向承擔(dān)生產(chǎn)和環(huán)保任務(wù)的轉(zhuǎn)折點，是一場機械化耕作技術(shù)的革命。

第三頁，共十一頁，2022年，8月28日二、保護性耕作的定義與耕作原理

保護性耕作的定義國外的定義：“用大量秸稈殘茬覆蓋地表，將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可，主要用農(nóng)藥來控制雜草和病蟲害的耕作技術(shù)”。保護性耕作的前身叫“免耕法”，隨著研究的深入和推廣的擴大，發(fā)現(xiàn)免耕只能適應(yīng)部分土壤和自然條件，1980年以后改稱保護性耕作法。由于它有利于保護土壤，所以稱為保護性耕作。

2002年我國農(nóng)業(yè)部為了使廣大農(nóng)民容易理解，按照保護性耕作的內(nèi)涵和目標(biāo)，將其定義為“對農(nóng)田實行免耕、少耕，用作物秸稈覆蓋地表，減少風(fēng)蝕、水蝕，提高土壤肥力和抗旱能力的先進農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。”

1、保護性耕作的定義第四頁，共十一頁，2022年，8月28日2、保護性耕作的耕作原理

保護性耕作取消了鏵式犁翻耕、盡量減少耕作，它如何完成耕作疏松土壤基本的任務(wù)？①根系松土，作物的根系腐爛后，留下大量孔道，時間愈長，通道愈多。但一經(jīng)翻耕，全部破壞。

②蚯蚓松土，蚯蚓不斷挖掘的孔道、疏松土壤、創(chuàng)造良好的耕層。

③結(jié)構(gòu)松土，保護性耕作增加土壤團粒結(jié)構(gòu)，有利形成穩(wěn)定疏松的耕層。不容易壓實、回實。

④脹縮松土，土壤冬凍春融，干濕交替，使土壤趨向疏松、孔隙度增加。由此可見，保護性耕作的“耕作”與傳統(tǒng)耕作截然不同。傳統(tǒng)耕作依靠機械、物理的外力手段，可以立即疏松土壤。但疏松后的土壤會不斷被壓實或自然回實，需要經(jīng)常進行耕作，才能保持疏松的狀態(tài)。

保護性耕作的松土則不需外力，是緩慢的、自然進行的過程。但疏松的土壤形成后，可自然恢復(fù)、保持疏松，不需要再耕作。相反，其間如進行翻耕、旋耕等作業(yè)，還將阻礙、甚至破壞土壤疏松的過程。

第五頁，共十一頁，2022年，8月28日三、保護性耕作的基本技術(shù)內(nèi)容

機械化保護性耕作有四項基本技術(shù)內(nèi)容：①免耕施肥播種；

②秸稈殘茬管理；

③雜草和病蟲害防治；

④深松與表土作業(yè)。

1、免耕播種施肥與傳統(tǒng)耕作不同，保護性耕作的種子和肥料要播施到有秸稈覆蓋的地里，有些還是免耕地，所以必須使用特殊的免耕施肥播種機（圖4），有無合適的免耕施肥播種機是能否采用保護性耕作的關(guān)鍵。該機要有很好的防堵性能、入土性能、大量施肥、深施肥及良好的覆土鎮(zhèn)壓功能。

2、秸稈殘茬管理收獲后秸稈和殘茬留在地表做覆蓋物，是減少水土流失、抑制揚沙的關(guān)鍵。但是，秸稈堆積或地表不平，將嚴(yán)重影響播種質(zhì)量。因此，需要對秸稈進行粉碎、撒勻等處理。第六頁，共十一頁，2022年，8月28日

3、雜草及病蟲害控制實施保護性耕作后的土壤環(huán)境變化，一般會導(dǎo)致草蟲病害的增加。因而，能否成功的控制草蟲病害，往往成為保護性耕作能否成功的關(guān)鍵。我國北方旱區(qū)由于低溫和干旱，總體上雜草和病蟲危害不會太嚴(yán)重，但仍然需要實時觀察、發(fā)現(xiàn)問題、及時處理。雜草用噴除草劑、機械或人工除滅，病蟲害主要靠農(nóng)藥拌種預(yù)防，發(fā)現(xiàn)蟲害后噴灑殺蟲劑。

4、深松與表土作業(yè)保護性耕作主要靠作物根系和蚯蚓等生物松土，但由于作業(yè)時機具及人畜對地面的壓實，還是有機械松土的必要，特別是新采用保護性耕作的地塊，可能有犁底層存在，應(yīng)先進行一次深松，打破硬底層。在保護性耕作實施初期，土壤的自我疏松能力還不強，深松作業(yè)也有必要。根據(jù)情況，一般2-3年深松一次，直到土壤具備自我疏松能力，可以不再深松。但有些土壤，可能一直需要定期松動。深松作業(yè)是在地表有秸稈覆蓋的情況下進行的，要求深松機有較強的防堵能力。

第七頁，共十一頁，2022年，8月28日四、保護性耕作的效益

根據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等在山西10余年的系統(tǒng)試驗，保護性耕作與傳統(tǒng)翻耕相比有以下三方面效益：1、社會效益

減少徑流（水分流失）60%、水蝕（土壤流失）80%左右；

減少風(fēng)蝕（農(nóng)田揚沙）60%,抑制沙塵暴；

不燒秸稈、減少大氣污染。

2、生態(tài)效益

休閑期土壤貯水量增加14%~17%，水分利用效率提高15%~19%；

提高土壤肥力，土壤有機質(zhì)年提高0.03~0.05%，速效氮提高，速效鉀提高。

3、經(jīng)濟效益

提高小麥、玉米產(chǎn)量13%～17%；

減少作業(yè)工序，降低作業(yè)成本10～20%；

增加農(nóng)民收入20～30%。

第八頁，共十一頁，2022年，8月28日五、保護性耕作的增產(chǎn)原理

1）保護性耕作減少徑流2）保護性耕作減少蒸發(fā)大量試驗表明，秸稈覆蓋使地面溫度降低、風(fēng)速減小，無效蒸發(fā)減少。1996-1998年，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在山西臨汾試區(qū)測定，冬小麥休閑期內(nèi)傳統(tǒng)耕作地蒸發(fā)量217.6mm，保護性耕作地蒸發(fā)量為197.9mm，減少蒸發(fā)損失19.7mm、減少蒸發(fā)9%。河北灌溉中心試驗站1987-1990年測定，夏玉米生育期間，覆蓋麥秸田比不覆蓋田平均減少蒸發(fā)56mm。美國內(nèi)布拉斯加試驗站測定，生育期內(nèi)傳統(tǒng)耕作蒸發(fā)量占降雨量的85%左右，而保護性耕作只占70%左右。

3）提高水分利用效率保護性耕作使徑流減少、蒸發(fā)減少，從而提高了水分利用效率，為增產(chǎn)創(chuàng)造了條件。以中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在臨汾試區(qū)的保護性耕作小麥為例，10年來保護性耕作的休閑期蓄水量高于傳統(tǒng)耕作15%，水分利用效率平均高于傳統(tǒng)耕作19%，小麥產(chǎn)量增加18%。

第九頁，共十一頁，2022年，8月28日4）土壤有機質(zhì)、速效氮、速效鉀的提高

保護性耕作把大量秸稈通過覆蓋的方式還田，直接增加有機質(zhì)。減少耕作、特別是取消翻耕，可以間接增加有機質(zhì)。5）保護性耕作增加蚯蚓數(shù)量

保護性耕作主要依靠作物根系和蚯蚓等穿插疏