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新型耕作技术简介

少耕免耕技术对少耕免耕技术进行了详细的阐述,将之与传统性耕作方式进行了综合对比,并对少耕免耕技术中的深松技术与传统耕作方式中的翻地技术进行了着重说明,对耕作方式不能保持一言堂,要因地制宜,合理使用。

关键词:少耕免耕;传统性耕作;深松;翻地农业的发展离不开农机技术的支持,而农机技术是一个复杂的课题,它在不同的历史条件下有不同的要求。

在很多年以前,由于受自然条件的影响,首要解决的问题是温饱的问题,所以我们在一步一步的摸索中找出了传统耕作方式,并一用几十年,今天我们战胜了大自然并同时破坏了大自然。

在这新的形式下又要重新考虑这个课题,我们找到了一种保护性耕作方式即少耕免耕技术。

近几年在我们垦区也陆续应用了少耕免耕技术。

如:最近几年出现的暗垅密植,大垅多行等等多种多样的少耕免耕技术应用。

但很多人认为少耕免耕只是一种密播方式,就是只播种不趟地。

这是错误的,下面就少耕免耕技术进行详细的阐述。

1 什么是少耕免耕技术少耕免耕技术又称作机械化保护性耕作。

主要内容是:在满足作物生长条件的基础上尽量减少田间作业,秸秆粉碎,残茬覆盖,残茬覆盖率应不小于30%,采用机械化和半机械化措施保证播种质量。

其技术实质是通过残茬覆盖地表和简化耕作,减少水土流失、培肥地力、保护环境和资源。

传统耕作是指:以翻、耙、平为主的耕作。

在这种耕作制度下,播种前要用铧式犁把残茬及杂草翻入地下,然后耙、耢使地表疏松、细碎、平整。

这种耕作不仅能耗高,最主要的是会造成过度耕作,耕地“裸露休闲”,水土流失严重,破坏生态环境。

保护性耕作可以增强土壤持水能力,提高降水利用率。

由于保护性耕作使一定比例(不低于30%)的残茬覆盖于地表,覆盖层起到减少水分蒸发、减缓地表水流速和蓄水的作用:不翻地,土壤中的毛细管保持畅通,团粒结构保持完整,土壤持水和蓄水能力大为增强。

在降水量相等的条件下保护性耕作的地块越冬后,土壤含水量比对照田高17.4%。

2 少耕免耕技术的四个关键环节2.1少耕免耕播种技术少耕免耕播种技术在国外已推广多年,在我们垦区也不是一个新兴话题。

在密播技术上有的采用气吸式密播播种机,也有的地区采用大型三联麦播播种机改装而成。

气吸式播种机播量精确,但机体太重,要求大马力机车(100马力以上)。

三联改装播种机简便易用,但播量不精确。

建议使用气吸式密播播种机。

有航化作业条件的地方,建议采用30公分垅距,没有航化作业条件的地区建议采用45公分双苗带。

也可采用大垅多行等进行密植播种。

2.2秸秆覆盖处理技术秸秆覆盖技术,包括机械化秸秆粉碎还田覆盖技术,机械化整秆还田覆盖技术,机械化浅旋秸秆覆盖技术。

其实质是将摘穗后的玉米、高粱秸秆或收获小麦(豆类)后的农作物秸秆,通过机械作业,粉碎后均匀地抛洒在地表,或者整秆覆盖于地表,使之腐烂自然分解,达到减少水蚀、沙化、蓄水保土、抗旱、加肥地力的目的。

据资料介绍,秸秆还田后的土壤因还田年数不同,有机质可增加0.025%~0.15%:土壤容重降低0.057%~0.167%,孔隙度增加2%~6%,土质疏松,通气性提高,犁耕比阻减少,贮存水分、养分能力增强。

为了探讨秸秆覆盖技术的科学性,我们以小麦为例,选择了3块不同产量水平的近400亩作为试验田,并设立了相应的观察点,进行多点不重复试验。

得出的结论是高麦茬还田的增产机理在于明显增加了亩穗数。

其增产幅度在11%~15%之间。

2.3深松技术深松技术就是用深松机具作业,打破犁底层,在耕层中创造一个纵向虚实并存的耕层构造,提高土壤入渗率,一方面有利于积蓄雨水和作物根系的下扎,另一方面减少水土流失。

深松时只作业下层土壤,不翻土,保持上、下土层不乱。

土壤经深松以后,其表层则采用旋耕播种或其他少耕法播种。

深松不需要每年都进行,一般每隔2~3年深松一次。

深松的深度视犁底层(拖拉机耕翻地的犁底层,一般位于25~30厘米深处,厚度约15厘米)深度而定,约30~40厘米。

资料表明翻地形成的犁底层,径流量、冲刷量分别是打破犁底层的1.94倍和1.79倍。

打破犁底层对控制水土流失、实现旱作增产至关重要。

据中国农科院土肥所、晋东南地区农牧局和晋东南地区科委等单位试验,深松35~40厘米,比一般耕翻深14~20厘米,耕层土壤总孔隙度增加4.2%~9.8%。

室内模拟试验,耕翻14~16厘米后再深松和耕翻,在20~40厘米土层,渗吸速度增大近两倍,渗透系数提高5~6倍。

据专家测定,深松处理耕层的作物根量比耕翻增加11%~39.1%,20~40厘米底层根量增加22%~47.4%。

2.4杂草及病虫害控制技术少耕免耕技术应该采用杂草及病虫害综合治理(IPM)技术。

保护性农业专家TheodorFriedrich说:“与病虫害综合治理一样,保护性农业加强生物过程,并将病虫害综合治理的方法从作物及病虫害治理扩大到整个土地治理。

不利用病虫害综合治理方法就不可能形成土壤生物群。

”在从传统农业向保护性农业过渡期间,因生物平衡改变,某些土壤引起的有害生物或病原菌可能造成新的问题。

但是一旦保护性农业的环境稳定下来,就会形成新的生物平衡。

3 实施少耕免耕技术效果根据农业部研究中心的试验测定,保护性耕作技术与传统耕作技术相比有六个方面的效果:(1)减少地表径流量50%~60%,减少土壤流失80%左右,具有明显的保水、保土效果;(2)可以增加土壤蓄水量16%~19%,提高水分利用效果12%~16%;(3)改善土壤物理性状,增加土壤肥力,增加土壤有机质含量0.03%~0.06%;(4)提高粮食产量13%~16%;(5)减少生产作业工序2~3道,或实行复式作业,降低作业成本20%左右;(6)减少大风刮起的沙尘暴60%左右,抑制沙尘暴,保护生态环境。

综上六条说明实施少耕免耕技术具有比较明显的经济效益、生态效益和社会效益。

保护性耕作技术一、农田生态系统地上地下互作机制(一)农田生态系统地上地下互作关系农田生态系统中,作物地上部通过光合作用固定大气中的CO2,并输送到地下部,为地下的生长发育提供碳源。

作物地下部的根系吸收土壤中的养分,除供给自身生长需求外,主要为作物地上部的生长提供必需的营养物质,如作物生长所需的大量元素,中量元素和微量元素等。

作物根系的生长及其分泌物还改变了土壤微生物的碳氮源,从而改变了微生物的生长繁殖。

土壤微生物的改变影响着土壤养分的释放和循环、土壤酶活性等,进而又影响着作物的生长。

因此,农田生态系统地上地下是一个相互作用相互依存的整体。

(二)保护性耕作的基本内涵保护性耕作是一种先进的新型农业耕作技术,是在保护环境、提高环境质量的前提下,有效地对可利用的土壤、水分及生物资源进行综合管理,实现农业的可持续发展。

它以减少人为因素对土壤体系的破坏为原则,通过对农田实行免耕、少耕,秸秆还田、秸秆覆盖、开沟播种和直接播种等措施来减少对土壤的扰动,提高土壤肥力和抗旱能力,以较低的能量和物质投入维持相对高产,是具有生态保护意义的持续农业形式。

其有10大优点:减少劳力投入,节省时间;节省能源;减少机械磨损;改善土壤耕作性质;提高土壤有机质含量;增加土壤持水量,提高水分利用效率;减少土壤侵蚀;改善水源质量;增加野生动植物数量;改善空气质量。

在我国,2002年农业部正式将保护性耕作定义为“对农田实行免耕、少耕、并用作物秸秆覆盖地表,以减少风蚀,提高土壤肥力和抗旱能力的先进农业耕作技术”。

(三)保护性耕作的作用机理保护性耕作通过非生物和生物作用改良土壤,来满足作物对水、热、气、肥的要求,主要有以下几方面。

一、有效改良土壤耕层结构、土壤水分和热状况等,从而改良水、热、气、肥在土壤中的移动交换,达到提高土壤肥力的效果。

如其可改善土壤穿透力,尤其是增加土壤水稳性团聚体含量或增强团聚体的稳定性,改善土壤孔隙状况,减少大、中孔隙数量,增加小孔隙数量,维持毛管孔隙度相对稳定。

减少地面径流,增加水分入渗,减少由于频繁耕作造成的水分大量散失,起到蓄水保墒的作用。

二、改良土壤的养分状况。

保护性耕作可明显促进土壤有机质积累,使来自施肥和地表有机物分解、不易移动的养分(如P、K)在表层富集,减少硝态氮的淋溶,从而改良耕层养分状况,提高耕层供肥性能。

三、提高耕层酶活性、微生物量及活性,从而加速土壤养分释放和循环,为作物生长提供良好的营养条件。

二、保护性耕作农田生态环境综合效应(一)保护性耕作对土壤水分的影响保护性耕作可以显著改善土壤水分状况,起到蓄水保墒的作用。

一、地面残茬及秸秆覆盖层减少了地表径流,使土壤可接纳更多降水;二、保护耕作下土壤具有良好的孔隙状况,使其导水率提高,增加水分入渗;三、减少因土壤翻耕造成的水分大量散失;四、地表覆盖物还能削弱阳光对土壤的照射、降低土壤温度,减少水分蒸发。

另外,一些研究还证明,保护耕作能提高水分有效性和利用率。

如研究发现保护性耕作能显著改善0~200cm土层土壤贮水量及含水量,越是在降水较少年份或干旱年份免耕秸秆覆盖的这种保水保墒效果越显著,从而增产也更明显。

(二)保护性耕作对土壤养分的影响保护性耕作体系中,在土壤微生物的作用下腐解的秸秆及配施的肥料是作物养分的主要来源,这样便会导致有机无机复合度、腐殖系数提高,有机质矿化率下降,因此其土壤养分变化也呈现出较特殊的规律。

首先,与传统耕作相比,保护性耕作可促使土壤表层有机质累积,养分成层分布,这是保护性耕作(特别是免耕)最典型的特点之一。

如山东农业大学定位试验结果表明,连续少耕两年后,0~15cm耕层有机质高于翻耕。

连续免耕6年的试验地上,免耕覆盖比常规耕作0~5 cm土壤有机质平均高0.55个百分点。

国外10年的田间试验结果也表明,免耕土壤0~5cm土层有机碳是犁耕土壤的2倍,有机氮也有相似的增长趋势。

其次,保护性耕作体系中土壤耕层的水解氮、全氮、速效磷、全磷含量均高于常规耕作,钾的有效性几乎无差别,硝态氮、铵态氮含量则低于常规耕作。

此外,保护性耕作还能有效降低土壤氮素的淋失,从而减少对环境的污染,保持土壤肥力。

(三)保护性耕作对农田病虫草害的影响保护性耕作技术的实施改变了田间环境,从而影响了农田病虫草害的发生。

常规耕作方式中,由于秋季翻耕和冬春晒垡,并把地上的秸秆残茬和杂草掩埋到耕层中,破坏了越冬病原孢子和越冬害虫的越冬寄主,改变了越冬病虫的生态环境条件,从而消灭了相当一部分越冬病虫源,可有效的减轻病虫害发生。

保护性耕作由于实行了少免耕,留于地表的秸秆残茬给植物病原孢子提供了良好的安全的越冬寄主,也为一些植物害虫提供了越冬藏身处,与此同时,由于没有翻耕,保持了地下害虫稳定的生存条件,因此保护性耕作可能造成病虫害的发生高于常规耕作,同时,秸秆覆盖使土壤含水量和腐殖质增加,地下害虫危害率显著增加,而且有随免覆盖年限的推移而增大的趋势。

如玉米螟老熟幼虫在覆盖秸秆内安全越冬率高达93.8%,增加了病虫基数。

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