保护性耕作技术在肇东市的应用
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摘 要：根据肇东市农业发展的现状，结合近十年进行保护性耕作技术的试验、示范结果进行分析，指出了实行保护性耕作技术是肇东市农业持续发展的根本出路。
关键词：农业工程;保护性耕作;应用研究;发展
中图分类号：F323.211 文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.017
土壤保护性耕作技术起源于19世纪40年代的美国。经过70余年的发展，保护性耕作技术体系已经基本形成，其技术核心是免耕少耕（尽可能地减少动土）、精量播种、药剂灭草和联合收获，并将粉碎后作物根茬、秸秆抛撒覆盖在耕地表面，从而减少了水蚀、风蚀对土壤的破坏，达到增加土壤有机质含量、改善土壤团粒结构和增强蓄水抗旱能力的目的。保护性耕作技术主要适合于我国西北和东北干旱、半干旱地区。
1 肇东市自然条件和整地现状
1.1 肇东市的自然条件
肇东市地处黑龙江省西南部，基本农田面积为27.33万hm2，占肇东市总面积的50.2%，主要农作物为大豆、玉米和水稻，近年来水稻种植面积逐年增加。草原退化、沙化、碱化现象严重，再加上过度垦植，严重破坏了自然生态系统。肇东市气候特点是春季多风、少雨;夏季酷热、多雨;秋季凉爽;冬季寒冷干燥。全年无霜期140天左右，年降水量平均在500～656 mm之间。肇东属第一积温带，平均积温为2772 ℃，平均气温低、春旱频发、无霜期较短、昼夜温差大。降雨主要集中在7月、8月、9月。播种季节干旱少雨，作物生长期与天然降雨不同步，严重影响了作物的播种与出苗。
1.2 肇东市的整地现状
肇东市农业机械保有量较大，机械化程度较高。但是由于连年采用传统的翻耕和旋耕作业，频繁的疏松土壤作业，破坏了土壤的团粒结构，颠覆了土壤原有的肥力梯度，改变了作物根系扎根环境，减弱了固土能力，同时在距离地表深度20 cm附近形成了厚实坚硬的犁底层，使空气和水分难以深入地下。由于长期掠夺性过度开发、用养不协调，使得土壤严重板结、有机质含量逐年降低，耐涝抗旱能力不断下降。近几年，黑龙江省频繁发生沙尘暴，严重影响了人民生活和工农业生产。长期研究发现，沙尘暴中的可漂移颗粒主要来源于裸露的农田和沙化的草原，而传统耕作方式中的旋翻作业是导致农田裸露的一个主要原因。实施保护性耕作，免耕或少耕（尽量减少动土），增加地面秸稈覆盖量，是有效控制和减少沙尘暴天气的有效途径。
2 肇东市保护性耕作技术模式
肇东市属于平原易旱区域，年降水量少，干燥指数在0.9～1.0之间;土壤以草甸土、黑土为主，其次为暗棕壤，肥力指数在500～600之间。肇东市影响农作物产量的不利因素主要有三种：其一是由于连年过度耕作，土壤有机质含量明显减少，肥力逐年下降;其二是受温室效应的影响，近年来春旱、夏旱时有发生，干旱机率增加;其三虽然肇东市农机保有量大，具有较高的机械化程度，但由于采用的耕作方式不适当，机械多次进地，严重压实土壤，造成土地板结，降雨后，形成地面径流，蓄水能力不足。
肇东市保护性耕作首先以抗旱保苗为重点，早春时节抢墒播种，夏季机械中耕接纳降水，秋季深松，增强土壤蓄水能力，秋雨春用;第二要强化深松作业，打破犁底层，从根本上解决土地板结问题，三年深松1次或深翻1次，在黑土层厚的地块翻地深度应不小于25 cm，黑土层薄地块可采用浅翻深松，以免将生土翻到耕作层，在土壤压实特别严重的地块深松深度应打破犁底层为宜;第三配合秸秆全量还田技术，增加土壤有机质含量，培肥地力;第四推广使用联合作业机，减少机械进地次数，减轻土壤压实;第五改革土壤耕作制度，建立以深松为基础、少（免）耕为原则、蓄水保墒提高地力为核心，以及深耕、浅耕、免耕相结合的土壤耕作制度。
肇东市适宜的保护性耕作技术模式概括为：秋季整地、少耕深松;春季抢墒、免耕播种;夏季中耕、培土施肥;轮作轮耕、深浅结合;药剂灭草、联合收获;秸秆还田、培肥地力。
肇东市保护性耕作适宜采用的配套机具包括悬挂式浅翻深松翻地犁、振动式深松机、免耕播种机、中耕机、重型圆盘耙、深松（施肥）起垄机、高架自走式喷药机、植保无人机以及玉米联合收获机。
3 实施保护性耕作技术的效果
自2009年秋季开始，肇东市农业局在五站镇对860 hm2玉米开展保护性耕作技术试验示范。2009年秋季深松整地后，第二年春季采用意大利马斯奇奥集团生产的MT-12免耕播种机封闭播种（12行），播种机一次进地即可完成玉米根茬粉碎还田、侧深施肥、精密播种、覆土镇压等多项作业。连续多年的试验结果分析得出结论如下：
（1）保护性耕作可以增加土壤有机质含量、提高土壤肥力。试验地采用玉米秸秆根茬粉碎还田覆盖技术。由于秸秆腐烂形成大量的有机质，改善土壤团粒结构，能逐步增加土壤肥力。玉米秸秆含有大量有机物，主要是木质素、蛋白、脂肪和矿物质。据农业农村部肥料质量监督检验测试中心（长沙）测定，玉米秸秆含氮0.63%、钾2.28%、磷0.26%。测试结果表明：每公顷玉米田秸秆粉碎还田降解后可增加有机质2250 kg，提高土壤有机质含量0.02个百分点左右，氮增加7.6%，磷增加14.3%，钾增加11.2%;每公顷地还田玉米秸秆17 t，可归还氮磷钾28.6 kg。
（2）保护性耕作可以促进土壤水的形成，增强土壤蓄水能力。降雨和冰雪融化之后，一部分以径流形式形成地面水，一部分渗入地下形成地下水，但更大部分被土壤截流、蓄存，形成土壤水，称之为土壤水库。土壤水能直接被植物根系所吸收利用，对植物生长发育有重要的意义。首先秋季深松整地可以打破坚硬的犁底层，有利于雨水渗入土壤;可以加深土壤耕层，最大限度地接纳自然水，加大土壤水库的库容，做到春旱秋防;深松不破坏土壤耕层结构，不改变耕层养分含量，可以培肥地力;其次由于玉米秸秆与根茬粉碎后覆盖在耕层表面，起到保护地表、减少蒸发量、降低地表水流动速度和促进蓄水作用。测试结果表明：玉米秸秆吸收的水分可以大于本身质量的3～4倍，当降雨强度在50 mm/h时，雨水基本可以被土壤和玉米秸秆吸收，不会产生径流;当降雨在80 mm/h，地表径流会减少79%。保护性耕作能够减少土壤流失80%左右，增加土壤水库蓄水能力16%～19%，提高土壤水分利用率12%～16%。
（3）保护性耕作能够减少风蚀、水蚀， 对水土保持的效果显著，有利于环境保护。肇东市冬季西北风力较大，带走大量水分，对地表破坏力较强。采用秸秆粉碎还田覆盖和整秆还田覆盖在地表，可以减少风蚀、水蚀以及土壤水分无效蒸发，既可以减少水土流失又提高天然降雨利用率。测试结果表明：秸秆覆盖率在75%以上时，可减少土壤细微颗粒散失60%以上。
（4）保护性耕作可以降低作业成本。实施保护性耕作，减少秋整地次数，免去灭茬、春旋地作业环节，比传统耕法减少机械进地作业次数3～4次，从而可以减少机械油耗，降低作业成本。测试结果表明，传统耕作法是免耕法单位面积所耗的燃油的1.7倍。保护性耕作可以节约劳动力，提高劳动生产率。测试结果表明，从秋整地到玉米收获完成，传统耕作法的劳动效率平均值为0.202 hm2/h，免耕法为0.393 hm2/h。亩成本降低35%～40%。
（5）保护性耕作增加农作物单产。肇东市十年九旱，采用保护性耕作技术，即使在无水浇条件，干旱较重的地区，也可以抢墒播种，做到苗齐苗壮，而采用传统耕法的许多旱地，因灭茬、耕、旋、耙等机械作业破坏了土壤结构，造成了墒情散失，导致了农作物出苗不齐，从而影响了产量。同时，秸秆覆盖也提高了地温，对于提高种子发芽率也起到保障作用。据测算，采用保护性耕作可以提高玉米产量10%～15%。
4 结论
随着农业供给侧改革的深入和黑龙江省保卫蓝天黑土战役的推进，保护性耕作技术在农业生产中地位将更加突出。肇东应结合本地实际情况，利用现有资源，广泛推广采用此项技术，从而使其提高单产、减肥减药、涵养水土、防风固沙的作用得到充分发挥。
参考文献：
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