編者按:2008年4月23日,由農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理司、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定總站、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣總站、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)(農(nóng)業(yè)部保護(hù)性耕作研究中心)、農(nóng)民日?qǐng)?bào),中國(guó)農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào)聯(lián)合主辦,由現(xiàn)代農(nóng)裝北方(北京)農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司協(xié)辦的“2008中國(guó)保護(hù)性耕作論壇”在北京舉行。50多名管理人員、專家、教授學(xué)者參加了論壇。論壇的主題是“保障糧食安全、提高耕地質(zhì)量、建設(shè)生態(tài)文明”。與會(huì)專家圍繞主題暢所欲言,獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。本網(wǎng)將專家的觀點(diǎn)摘要刊登,以饗讀者。
挖掘減排功能,創(chuàng)建長(zhǎng)效機(jī)制
民建中央副主席、全國(guó)人大十屆常委路明
農(nóng)業(yè)節(jié)能減排增加土壤碳匯的潛力十分巨大。農(nóng)業(yè)廢棄物的還田利用,特別是作物秸稈的直接還田與過(guò)腹還田,以及對(duì)畜禽糞便的利用,是節(jié)能減排工作的重點(diǎn)。我國(guó)國(guó)土面積占到世界的1/15,但土壤有機(jī)碳庫(kù)僅為世界的1/30,土壤的有機(jī)碳含量比較低、土壤碳庫(kù)的擴(kuò)容潛力特別大。我國(guó)具有土壤碳庫(kù)擴(kuò)容的充足物質(zhì)保證,僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物每年就有約48.8億噸。增加廢棄物還田利用,可增加土壤有機(jī)碳含量,減少二氧化碳排放,減輕環(huán)境污染,同時(shí)還可以提高土壤肥力,增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),達(dá)到一舉數(shù)得的效果。美國(guó)環(huán)保局分析顯示,污染排放者使用本土的或者海外的農(nóng)林業(yè)碳匯指標(biāo),2015年碳指標(biāo)價(jià)格在為每噸14美元。根據(jù)總量控制和交易政策,如果我們利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的減排功能向海外污染者提供二氧化碳排放指標(biāo),那么秸稈的直接還田、過(guò)腹還田及農(nóng)家肥等生態(tài)農(nóng)業(yè)的措施就有了資金支持,保護(hù)性耕作等就有了新的推廣基礎(chǔ)。
經(jīng)過(guò)農(nóng)業(yè)部6年多的努力,保護(hù)性耕作已在北方大部分省市區(qū)示范推廣,效果顯著,但資金仍然是限制保護(hù)性耕作應(yīng)用的一個(gè)主要因素。根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位估算,采用免耕等保護(hù)性耕作技術(shù),每年每畝可以減少二氧化碳直接排放180多公斤,與此同時(shí)還可以減少石油燃燒帶來(lái)的溫室氣體排放。
目前,我國(guó)的溫室氣體排放問(wèn)題比較嚴(yán)重,2004年的溫室氣體排放總量,二氧化碳為50.7億噸,甲烷7.2億噸,氧化鉀氮3.3億噸,我國(guó)在溫室氣體排放方面面臨的國(guó)際社會(huì)壓力很大。
植樹(shù)造林列入國(guó)家計(jì)劃,森林作為碳庫(kù)的作用已經(jīng)得到國(guó)家的鼓勵(lì)和支持。但是農(nóng)田的碳匯補(bǔ)償還沒(méi)有列入國(guó)家計(jì)劃。事實(shí)上,保護(hù)性耕作把土壤作為一個(gè)碳庫(kù),與林業(yè)把森林作為一個(gè)碳庫(kù)的原理是相似的。
建議農(nóng)業(yè)部進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)研究,以科學(xué)的數(shù)據(jù)說(shuō)明保護(hù)性耕作在減少溫室氣體排放方面的作用,參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提出適合我國(guó)國(guó)情的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。如果補(bǔ)償辦法能夠?qū)嵤?,不但可以減輕我國(guó)在溫室氣體減排方面的壓力,同時(shí)將形成一個(gè)長(zhǎng)效、可持續(xù)的保護(hù)性耕作推廣機(jī)制。
保護(hù)性耕作理念符合科學(xué)發(fā)展觀的要求
第十屆全國(guó)政協(xié)常委、農(nóng)業(yè)部原副部長(zhǎng)洪紱曾研究員
連年耕翻和深松土壤,雖然可提高土壤熟化、礦化度,促進(jìn)作物根系發(fā)育和地上部生長(zhǎng),但是在相當(dāng)熟化的土壤上過(guò)度翻耕松土,不僅表層土壤松散易遭水蝕、風(fēng)蝕,而且浪費(fèi)能源,增加成本和污染源。在“零耕作”“免耕”基礎(chǔ)上提出的保護(hù)性耕作理念闡明了通過(guò)耕作,既有利于農(nóng)作物增產(chǎn)增收,也有利于保護(hù)土壤資源,防止沙塵和泥石流等自然災(zāi)害。也就是保護(hù)性耕作技術(shù)既要為當(dāng)年,當(dāng)代農(nóng)業(yè)增產(chǎn)服務(wù),同時(shí)又要為土壤資源的永續(xù)利用,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的持久發(fā)展打下基礎(chǔ)。保護(hù)性耕作理念的提出符合可持續(xù)發(fā)展觀的需求。
保護(hù)性耕作技術(shù)既要保護(hù)作物增產(chǎn)增收,又要保護(hù)資源永續(xù)利用,保護(hù)環(huán)境節(jié)能減排,這是當(dāng)前農(nóng)業(yè)技術(shù)上具有重要而長(zhǎng)遠(yuǎn)意義的工作和任務(wù)。我國(guó)幅員廣大,土壤類型復(fù)雜,自然環(huán)境多樣,社會(huì)發(fā)展差異,在推行一項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)時(shí),必須要從實(shí)際出發(fā)。區(qū)域有東、中、西部之分,土壤有黑、紅、黃之別,地形有高原、丘陵、平原不同,在耕作技術(shù)上必須采用不同的保護(hù)性手段。保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣要因地制宜,穩(wěn)步推進(jìn)。一般而言,糧食作物主產(chǎn)區(qū),生態(tài)脆弱貧困地區(qū)和有區(qū)域和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的地區(qū)要重點(diǎn)考慮,優(yōu)先發(fā)展,扶植推廣。
保護(hù)性耕作是綜合性的服務(wù)于農(nóng)作生態(tài)系統(tǒng)的重要一環(huán)。保護(hù)性耕作技術(shù)的研究必須有系統(tǒng)論的觀念,有綜合配套的措施。既要研究保護(hù)性耕作的先進(jìn)機(jī)械裝備,研究相應(yīng)的適合不同條件環(huán)境的技術(shù)措施,還應(yīng)研究從播前到收獲全過(guò)程以及在一定周期內(nèi)保護(hù)性耕作的效應(yīng)和影響。保護(hù)性耕作應(yīng)針對(duì)不同土壤、自然、社會(huì)條件在不同地區(qū)建立基地,做出示范樣板以提高推廣效能。
保護(hù)性耕作應(yīng)納入農(nóng)業(yè)重大科研和推廣項(xiàng)目,國(guó)家長(zhǎng)期予以支持。農(nóng)業(yè)部和有關(guān)職能部門在組織推廣這項(xiàng)綜合技術(shù)已取得不小成績(jī),但還應(yīng)加大投入,加大科研和推廣力度,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要保障。
保護(hù)性耕作是一項(xiàng)增產(chǎn)技術(shù)
農(nóng)業(yè)部保護(hù)性耕作研究中心高煥文教授
由于世界糧食局勢(shì)緊張,我國(guó)的糧食安全問(wèn)題,近期也引起人們的高度關(guān)注。就糧食生產(chǎn)層面而言,引起糧食不安全的因素主要有:①種糧比較效益低、農(nóng)民種糧積極性不高;②農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力流向城市、種糧勞動(dòng)力短缺;③水資源等限制、糧食產(chǎn)量不高;④耕地質(zhì)量退化、糧食產(chǎn)量降低。
解決糧食產(chǎn)量可能下滑的難題,需要采取綜合的措施。其中推廣保護(hù)性耕作技術(shù),可以在多方面有助于難題的破解。保護(hù)性耕作可以減少成本,提高產(chǎn)量,節(jié)本增效,提高種糧的比較效益。根據(jù)河北、山西等調(diào)查,保護(hù)性耕作可節(jié)約作業(yè)和灌水成本每畝22-43元,增產(chǎn)30-40元,合計(jì)農(nóng)民增收50-80元。保護(hù)性耕作減少農(nóng)民體力勞動(dòng),如秸稈覆蓋還田解決了農(nóng)民砍秸稈、運(yùn)秸稈的勞動(dòng),種糧食需要的勞動(dòng)力更少。保護(hù)性耕作有很好的保水、節(jié)水效果,可減緩水資源的制約。免耕與秸稈還田可以遏止耕地退化的趨勢(shì),逐步培肥地力。
保護(hù)性耕作會(huì)不會(huì)降低糧食產(chǎn)量,特別是在一年兩熟高產(chǎn)地區(qū),是人們十分關(guān)心的問(wèn)題。
保護(hù)性耕作是一項(xiàng)增產(chǎn)技術(shù),能保持更多的水分、培肥地力、適時(shí)播種,經(jīng)過(guò)農(nóng)機(jī)工作者多年努力,播種質(zhì)量和化肥深施問(wèn)題也初步得到解決。
當(dāng)然,增產(chǎn)是有條件的,技術(shù)要到位。如高產(chǎn)地區(qū)免耕播種需要做到:表層土壤少擾動(dòng),種子下方土攘要松動(dòng),種床上方覆蓋要減少。華北一年兩熟糧食主產(chǎn)區(qū),在國(guó)家糧食安全中占有重要地位?,F(xiàn)在該地區(qū)大量玉米秸稈覆蓋地免耕播種小麥的難題,已經(jīng)隨著驅(qū)動(dòng)型小麥免耕播種機(jī)開(kāi)發(fā)成功而突破。從河北、山東、河南、北京等的大面積生產(chǎn)實(shí)踐和監(jiān)測(cè)結(jié)果看,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小麥和玉米雙增產(chǎn),節(jié)約灌水、減少耗油、減少作業(yè)和灌水費(fèi)用。用實(shí)施保護(hù)性耕作來(lái)保持華北一年兩熟地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展,保證糧食安全,不僅是需要的,也是可行的。
監(jiān)測(cè)表明效益明顯
農(nóng)業(yè)部保護(hù)性耕作研究中心李洪文教授
保護(hù)性耕作采用機(jī)械化復(fù)式作業(yè),一季可減少作業(yè)工序2~3道,降低作業(yè)成本20%左右,可有效提高農(nóng)民種田效益。同時(shí),保護(hù)性耕作實(shí)現(xiàn)了作物的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn),促進(jìn)了農(nóng)民增收。14種作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)中,有13種表現(xiàn)出了增產(chǎn)效果。其中,玉米增產(chǎn)4.5%,小麥增產(chǎn)7.6%,小雜糧增產(chǎn)10.1%,大豆增產(chǎn)18.7%。
在一年兩熟區(qū),保護(hù)性耕作節(jié)本增產(chǎn)帶來(lái)的綜合經(jīng)濟(jì)效益平均為101元/畝,一年一熟區(qū)為43.5元/畝。在東北壟作區(qū),玉米每畝節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用30元,畝增產(chǎn)70公斤,節(jié)本25元,畝節(jié)本增效共計(jì)125元。在農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū),減少作業(yè)成本每畝8~30元,作物一般增產(chǎn)2~15%左右,畝節(jié)本增效共計(jì)45元。在黃土高原綠洲區(qū),實(shí)施保護(hù)性耕作可減少作業(yè)工序2-4道,小麥平均畝增產(chǎn)15.03公斤,畝節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用47元;玉米平均畝增產(chǎn)16.46公斤,畝節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用52元。
河北壩上、北京延慶的對(duì)比試驗(yàn)表明,傳統(tǒng)翻耕與留茬覆蓋對(duì)比試驗(yàn)條件下,免耕比翻耕減少風(fēng)蝕量36.93%;免耕與耙茬比較試驗(yàn)條件下,免耕比耙茬減少風(fēng)蝕量12.11%。全部秸稈還田覆蓋條件下,免耕地和翻耕地年風(fēng)蝕量分別為0.418t/hm2和0.761 t/hm2,秸稈覆蓋還田免耕比傳統(tǒng)翻耕減少風(fēng)蝕量45.07%。推廣保護(hù)性耕作,實(shí)行免(少)耕及秸稈殘茬覆蓋,是減少農(nóng)田風(fēng)蝕的有效手段。
保護(hù)性耕作由于秸稈覆蓋與少免耕的配合,可明顯減緩水土流失。山西免耕覆蓋比傳統(tǒng)翻耕減少?gòu)搅髁?2.5%,減少土壤流失量80.2%,降低徑流強(qiáng)度14.6%。
遼寧蘇家屯監(jiān)測(cè)效果顯示,麥田每年可增加土壤有機(jī)質(zhì)0.01%~0.06%,玉米田每年可增加0.02%~0.06%。
保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣應(yīng)用,平均每畝省工2.52個(gè)工作日。在北京大興的監(jiān)測(cè)效果顯示,保護(hù)性耕作相比傳統(tǒng)耕作可節(jié)油33%,節(jié)本增效效果明顯。
保護(hù)性耕作對(duì)土壤質(zhì)量改善有重要作用
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院張福鎖教授
土壤質(zhì)量事關(guān)國(guó)家糧食、生態(tài)和環(huán)境安全。當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)糧食價(jià)格不斷上漲、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)化肥價(jià)格不斷攀高、耕地資源不斷減少的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)要求我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要在較快提高糧食單產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)肥料資源的高效利用,而逐步改善我國(guó)土壤質(zhì)量則是實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)、提高化肥利用率、減少化肥投入、保障國(guó)家糧食安全的關(guān)鍵性措施。
土壤質(zhì)量的改善依賴于土壤物理(結(jié)構(gòu)、水分等)、化學(xué)(養(yǎng)分和污染物)和生物學(xué)(生物、微生物)等性狀的改善。以“秸稈覆蓋”、“免耕少耕”等為核心內(nèi)容的保護(hù)性耕作可在以下幾個(gè)方面對(duì)土壤質(zhì)量的改善作出重要貢獻(xiàn):減少土壤侵蝕、避免土地生產(chǎn)力下降;增加土壤有機(jī)碳輸入量、減少有機(jī)質(zhì)的侵蝕損失、調(diào)節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量;增加土壤養(yǎng)分輸入量、減少土壤養(yǎng)分的侵蝕、揮發(fā)和淋洗損失、提高土壤養(yǎng)分含量、增強(qiáng)土壤肥力;秸桿覆蓋還田可增強(qiáng)土壤保水和透水能力、減少?gòu)搅骱屯寥勒舭l(fā)、增加土壤含水量、提高水分利用效率;秸桿還田及減少耕作擾動(dòng)可增加土壤動(dòng)物、微生物的種類和數(shù)量;促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成并減少團(tuán)聚體的破壞、改善土壤結(jié)構(gòu);調(diào)節(jié)土壤溫度;增強(qiáng)土壤自我恢復(fù)功能;改善土壤耕性、節(jié)約能量投入;減少化肥用量、增加化肥利用率。
保障糧食安全的重要途徑
中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所趙秉強(qiáng)研究員
縱觀國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果,保護(hù)性耕作與作物產(chǎn)量的關(guān)系主要表現(xiàn)為以下三個(gè)方面:在降水量較少的地區(qū)或降水量較少的年份,保護(hù)性耕作的作物產(chǎn)量較高,增產(chǎn)率可達(dá)20%;短期實(shí)行保護(hù)性耕作,作物增產(chǎn)幅度較小,有的甚至不增產(chǎn);長(zhǎng)期實(shí)行保護(hù)性耕作,其培肥效果逐漸累加,作物表現(xiàn)出穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)的趨勢(shì)。
國(guó)內(nèi)外大量研究結(jié)果證明,農(nóng)田采用保護(hù)性耕作技術(shù),通過(guò)作物殘茬覆蓋農(nóng)田,減輕和防止水蝕與風(fēng)蝕,土壤得到保護(hù),同時(shí)抑制土壤水分蒸發(fā)。采用免耕作物殘茬覆蓋耕作,當(dāng)殘茬覆蓋度達(dá)到30%以上時(shí),可減輕土壤侵蝕50%,增加土壤蓄水50mm,防風(fēng)蝕能力增加20%以上。長(zhǎng)期實(shí)行保護(hù)性耕作,隨著土壤有機(jī)質(zhì)庫(kù)容增大,土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提高,大孔隙數(shù)量增多,空隙穩(wěn)定性和傳導(dǎo)性改善,生物數(shù)量與活性提高,土壤養(yǎng)分的礦化和供應(yīng)得到改善。
我們?cè)谏轿髋R汾測(cè)試的結(jié)果表明,連續(xù)實(shí)行秸稈覆蓋免耕15年后(2006年),除表層(0-10cm)土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷含量明顯高于傳統(tǒng)翻耕外,其中層(10-20cm)和深層(20-40cm)土壤的有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分狀況含量也得到不同程度的改善。連續(xù)15年實(shí)行秸稈覆蓋免耕,還顯著提高了0-10cm和10-20cm土壤的微生物量碳和量氮,在一定程度上也提高了20-40cm土壤中微生物量碳。連續(xù)實(shí)行保護(hù)性耕作10年后,2001-2005年5年產(chǎn)量結(jié)果平均,免耕小麥產(chǎn)量為3.97噸/公頃,比傳統(tǒng)翻耕的3.16噸/公頃增產(chǎn)20%。
我國(guó)耕地面積為18.26億畝,人均耕地面積只有1.39畝。用這有限的耕地來(lái)保障國(guó)家糧食安全,壓力十分巨大。大力發(fā)展保護(hù)性耕作技術(shù),通過(guò)保護(hù)土壤、提升耕地質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn),是保障國(guó)家糧食安全的重要途徑。
病蟲(chóng)草的問(wèn)題是可以解決的
中國(guó)農(nóng)科院植保所張克誠(chéng)研究員
近年來(lái),隨著全國(guó)保護(hù)性耕作面積迅速擴(kuò)大,保護(hù)性耕作農(nóng)田雜草、病蟲(chóng)的發(fā)生危害以及防治的問(wèn)題越來(lái)越受關(guān)注。中國(guó)農(nóng)科院植物保護(hù)研究所組織專家組對(duì)陜西、青海、內(nèi)蒙古、河南、河北以及東北地區(qū)保護(hù)性耕作示范區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下:
因地制宜,選用適當(dāng)?shù)某輨莆照_的使用方法,同時(shí)配合機(jī)械除草和農(nóng)田栽培管理措施,完全能夠在不增加除草劑使用量的情況下有效控制雜草的危害。在遼寧、河北、河南采用常規(guī)除草方法,在不增加除草劑用量的情況下就能較好雜草危害。從近年全國(guó)保護(hù)性耕作示范區(qū)病蟲(chóng)害發(fā)生危害調(diào)查情況發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)耕作農(nóng)田比較病蟲(chóng)害沒(méi)有明顯的變化,至今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害爆發(fā)而影響農(nóng)作物產(chǎn)量情況。
國(guó)外研究結(jié)果也表明,耕作可使雜草種子垂直和水平移動(dòng),并改變土壤環(huán)境,從而促進(jìn)種子萌芽、生根。在沒(méi)有耕作的情況下,大部分雜草種子留在土壤表面或附近。土壤表面的種子與深埋的種子相比,更容易受惡劣環(huán)境條件的影響,也更容易受嚙齒動(dòng)物、土壤動(dòng)物區(qū)系捕食和病原體的感染。因此,耕作能夠提高雜草種子生存率。
免耕使土壤表面的作物殘茬增加。作物殘?bào)w通過(guò)改變與雜草萌芽有關(guān)的環(huán)境條件、通過(guò)對(duì)雜草幼苗生長(zhǎng)的物理阻止,以及通過(guò)植物間的化感作用,抑制雜草。免耕往往也會(huì)增加土壤微生物、土壤動(dòng)物區(qū)系和蚯蚓的數(shù)量和或多樣性。這些微生物能夠直接或間接地影響雜草種子生存、萌芽以及雜草生長(zhǎng)。
加拿大除草劑的使用量并沒(méi)有隨著免耕的采用而增加,只是除草劑應(yīng)用的時(shí)間變了。在傳統(tǒng)耕作制度中,除草劑主要是在作物種植時(shí)使用,而在免耕體系下,除草劑在作物播種之前和收獲之后均可用來(lái)控制雜草。雖然在作物種植時(shí)仍使用除草劑來(lái)控制雜草,但使用數(shù)量或劑量減少了。
總的來(lái)看,病蟲(chóng)草是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,任何耕作制度都存在病蟲(chóng)草問(wèn)題。保護(hù)性耕作條件下病蟲(chóng)草的發(fā)生規(guī)律與傳統(tǒng)耕作方式下的發(fā)生規(guī)律有些不同,只要我們掌握了發(fā)生規(guī)律,并采取適宜措施,做好監(jiān)測(cè)工作,病蟲(chóng)草的問(wèn)題是可以解決的。
保護(hù)性耕作是農(nóng)耕技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院方憲法研究員
發(fā)達(dá)國(guó)家傳統(tǒng)的耕作機(jī)械化技術(shù)向結(jié)合保護(hù)性耕作的高速、高效、聯(lián)合作業(yè)、低能耗、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。從國(guó)內(nèi)來(lái)看,少耕、深松機(jī)械化技術(shù)發(fā)展較快。
以美國(guó)為代表的保護(hù)耕作技術(shù)主要內(nèi)容包括少耕免耕、植被覆蓋和合理輪作。少耕就是不用鏵式犁翻耕、減少機(jī)械作業(yè)對(duì)土壤的破壞、風(fēng)蝕和水蝕的耕作方法,是當(dāng)前比較普遍使用的保護(hù)性耕作方法,通常是收獲后用機(jī)具進(jìn)行表土淺松和深松,播種前進(jìn)行施肥和土地平整。免耕是直接用免耕播種機(jī)在茬地上進(jìn)行播種。此種耕作方法,最大的減少了機(jī)械作業(yè)對(duì)對(duì)土壤的破壞、風(fēng)蝕和水蝕,適時(shí)播種節(jié),省機(jī)械設(shè)備、能量和勞動(dòng)力的消耗。植被覆蓋包括殘茬覆蓋和種植覆蓋,保留殘茬在保護(hù)性作耕作中占有重要地位。殘茬覆蓋的主要作用是保護(hù)土壤、減少蒸發(fā)、保持水分。種植覆蓋是指在收獲后的休閑地,根據(jù)將要播種的作物需要選擇作為綠肥的植物品種。種植作物覆蓋除具有殘茬覆蓋的作用外,還有固氮和抑制雜草生長(zhǎng)的作用。作物輪作可以改善土壤肥力,減少病害,是保護(hù)土壤的有力措施。
美國(guó)保護(hù)性作耕作技術(shù)從上世紀(jì)七十年代開(kāi)始推廣,隨著大功率拖拉機(jī)和免耕機(jī)具的發(fā)展,已被大部分農(nóng)民所接受,實(shí)施面積不斷擴(kuò)大。目前,殘茬覆蓋面積達(dá)到30%標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)性作耕作已占大豆播種面積的30~40%,玉米播種面積的25%。1995年,少耕和免耕面積合計(jì)占耕作面積的60%以上。近年來(lái),一些歐洲國(guó)家推廣以深松機(jī)具替代鏵式犁翻耕的少耕技術(shù),作業(yè)面積不斷擴(kuò)大。
黃土高原水土流失區(qū)推廣保護(hù)性耕作生態(tài)效應(yīng)顯著
西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所郝明德教授
保護(hù)性耕作技術(shù)在西部地區(qū)的示范推廣已取得了良好的效果。主要表現(xiàn)在實(shí)施保護(hù)性耕作技術(shù)后,產(chǎn)生了極為顯著的水土流失防治效果、顯著的增墑保墑效果、明顯的土壤培肥效果和可持續(xù)的增產(chǎn)效果。
保護(hù)性耕作的減流、減沙效果顯著。據(jù)試驗(yàn),農(nóng)田秸稈覆蓋率達(dá)40%時(shí)減沙量50%左右,控制侵蝕作用顯著;留茬高度在10cm以上能有效的控制土壤侵蝕。共所周知,黃土高原是我國(guó)水土流失主要地區(qū),黃河安瀾是中華民族的意愿,保護(hù)性耕作是大幅度減少入黃泥沙的一項(xiàng)最有力水土保持措施。
保護(hù)性耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的保證。保護(hù)性耕作的增產(chǎn)作用是漸進(jìn)的,在實(shí)施后2―3年才開(kāi)始顯現(xiàn),培肥土壤是長(zhǎng)效的,提高后的土地生產(chǎn)力將長(zhǎng)期發(fā)揮作用。是一項(xiàng)保障西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境、有利于資源循環(huán)利用的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。
西北各地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件差別較大,作物種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各地輪作制度、種植習(xí)慣不一,實(shí)施保護(hù)性耕作技術(shù)的層次不一,需要的技術(shù)模式不同,需要因地制宜地建立保護(hù)性耕作的技術(shù)模式、適宜機(jī)具推廣技術(shù)體系。
西部旱作地區(qū)是我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)源地,精耕細(xì)作的生產(chǎn)方式早已成為廣大農(nóng)民的生產(chǎn)習(xí)慣。在西部地區(qū)示范推廣保護(hù)性耕作技術(shù)具有十分重要的生態(tài)意義,但難度也遠(yuǎn)大于其它區(qū)域。
保護(hù)黑土地資源的有效措施
吉林省農(nóng)業(yè)委員會(huì)陳巳副主任
吉林省地處東北平原腹地,是國(guó)家主要商品糧產(chǎn)區(qū)。吉林黑土地地勢(shì)平坦,土壤肥沃,集中連片,雨熱排灌條件好,林網(wǎng)道路整齊規(guī)劃,耕作條件優(yōu)越,是東北墾殖指數(shù)最高的土壤,在保障國(guó)家糧食安全上具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。
但是,由于種植結(jié)構(gòu)單一,玉米播種面積大,農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施薄弱。大量使用化學(xué)肥料,使有機(jī)物還田少,小型農(nóng)業(yè)機(jī)械多,耕作方式落后,黑土地水土流失和養(yǎng)分消耗量大,耕層變淺,犁底層堅(jiān)硬,保水保肥能力減弱,抗御旱澇能力和耕地質(zhì)量急劇下降,造成糧食減產(chǎn),農(nóng)民減收。
為防止黑土地退化,保持并提高糧食生產(chǎn)能力,吉林省對(duì)發(fā)展保護(hù)性耕作高度重視。從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始引入保護(hù)性耕作技術(shù),形成了適合吉林生產(chǎn)特點(diǎn)的保護(hù)性耕作技術(shù)體系。一是試驗(yàn)研究傳統(tǒng)的耕作技術(shù)與保護(hù)黑土地、穩(wěn)定糧食生產(chǎn)的關(guān)系,確定了實(shí)施保護(hù)性耕作的技術(shù)體系。二是根據(jù)吉林省氣候環(huán)境特點(diǎn)和生產(chǎn)上重點(diǎn)要解決的問(wèn)題,規(guī)劃設(shè)計(jì)了四個(gè)水旱田保護(hù)性耕作帶。三是在建設(shè)保護(hù)性耕作帶中堅(jiān)持做到六個(gè)結(jié)合,即政府扶持與農(nóng)民主體相結(jié)合,試驗(yàn)示范與技術(shù)推廣相結(jié)合,農(nóng)機(jī)技術(shù)與農(nóng)藝技術(shù)相結(jié)合,多元投資與捆綁扶持相結(jié)合,保護(hù)性耕作與旱作節(jié)水結(jié)合,主動(dòng)為先與整體推進(jìn)相結(jié)合。2007年在中西部糧食主產(chǎn)區(qū)15個(gè)縣整體推進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù),面積達(dá)7400多公頃,有效地遏制了黑土地進(jìn)一步退化。四是推行多種技術(shù)模式。根據(jù)各保護(hù)性耕作帶的實(shí)際情況,因地制宜地推廣行之有效的技術(shù)模式,旱作玉米保護(hù)性耕作主要推行大垅雙行、等行距溝臺(tái)互作和垅側(cè)播種三種技術(shù)模式,基本技術(shù)是種植耐密型品種,實(shí)施免耕播種,化學(xué)除草,深松深施肥,年年高留茬還田,三年一次秸稈粉碎還田覆蓋。五是根據(jù)制定的保護(hù)性耕作規(guī)劃,完善了保護(hù)性耕作技術(shù)創(chuàng)新、機(jī)具保障和綜合服務(wù)三大支撐體系。
通過(guò)實(shí)施保護(hù)性耕作,吉林省黑土地土壤有機(jī)質(zhì)含量降低速度明顯減緩,有些地區(qū)已經(jīng)轉(zhuǎn)而回升。
山西實(shí)踐證明有利于提高糧食生產(chǎn)能力
山西省農(nóng)機(jī)局許繼光副局長(zhǎng)
山西省保護(hù)性耕作從試點(diǎn)試驗(yàn)到大面積示范推廣已經(jīng)走過(guò)了16個(gè)年頭,由1993年的幾十畝發(fā)展到2007年的638萬(wàn)畝。實(shí)踐證明,保護(hù)性耕作能使農(nóng)業(yè)節(jié)本增效,能使農(nóng)民增加收入,同時(shí)還能夠培肥地力、改善環(huán)境。
從山西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件來(lái)看,影響農(nóng)作物產(chǎn)量最大的限制因子是水――降雨量少且時(shí)空分布不均。而推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作技術(shù)就能較好地解決或緩解水的問(wèn)題。一是通過(guò)免耕、少耕和秸稈殘茬覆蓋,減少水蝕、風(fēng)蝕,收到保水、保土、保肥的效果。二是隨著秸稈殘茬的腐爛,增加了土壤中的有機(jī)質(zhì)含量,改善了土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和理化性狀,培肥了地力,增強(qiáng)了蓄水納墑的功能。三是隨著植物根系的大量保留和土壤肥力的提高,為土壤中已有的蚯蚓、微生物等生物活體生存繁衍提供了適宜的條件,使蚯蚓和微生物的肥田松土功能不斷增強(qiáng),打開(kāi)蓄水、調(diào)水的通道。四是在實(shí)施保護(hù)性耕作技術(shù)的當(dāng)年進(jìn)行深松,打破犁底層,提升了蓄水能力,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)耕作法與保護(hù)性耕作的良性對(duì)接,從而形成了我國(guó)推廣保護(hù)性耕作的一大特色。
堯都試驗(yàn)區(qū)的土壤蓄水量(小麥播前0―50cm土層)從1993年的75mm達(dá)到2007年的119.7mm,土壤有機(jī)質(zhì)含量從1992年的0.895%提高到2004年的1.63%,小麥畝產(chǎn)量從1993年的132.2公斤增加到2007年的296公斤(畝產(chǎn)量最高的2004年曾達(dá)到329公斤)。
大量實(shí)踐證明,在我省推廣保護(hù)性耕作技術(shù),沒(méi)有發(fā)生大面積的病蟲(chóng)害現(xiàn)象,除草劑的用量與傳統(tǒng)耕作沒(méi)有大的差異。
中國(guó)的保護(hù)性耕作步伐一定會(huì)走得更快
中加可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目辦公室張治,李玉霞博士
從上世紀(jì)60年代以來(lái),加拿大開(kāi)始研究并實(shí)施保護(hù)性耕作,歷時(shí)40多年,到目前已有近70%的農(nóng)場(chǎng)實(shí)施不同形式的保護(hù)性耕作。加拿大西部的大部分地區(qū)已經(jīng)取消了鏵式犁。
加拿大保護(hù)性耕作的發(fā)展歷程,可分為4個(gè)不同的發(fā)展階段(如圖)。第一是開(kāi)發(fā)研究階段,大約經(jīng)歷6-8年。以試驗(yàn)、示范為主,逐步探索適合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的保護(hù)性耕作體系。機(jī)具逐步開(kāi)發(fā)上不完善,除草劑比較昂貴,只有少數(shù)有創(chuàng)新頭腦的農(nóng)民積極參與,大約有2-3%左右農(nóng)場(chǎng)采納保護(hù)性耕作。第二是示范推廣階段,大約經(jīng)歷15年。特點(diǎn)是轉(zhuǎn)變觀念,多學(xué)科多領(lǐng)域合作,生產(chǎn)出適合加拿大特點(diǎn)的機(jī)具,除草劑價(jià)格下降,合理的作物輪作提高了雜草管理及病蟲(chóng)害防治。保護(hù)性耕作體系初步完善。很多成功的事例吸引更多的農(nóng)民開(kāi)始參與,推廣面積不斷擴(kuò)大,約有20%左右農(nóng)場(chǎng)采納保護(hù)性耕作。第三是快速發(fā)展階段,大約經(jīng)歷10年。農(nóng)民自發(fā)形成的不同形式的保護(hù)性耕作的合作組織,極大地推動(dòng)了保護(hù)性耕作的推廣。作業(yè)成本的降低使農(nóng)民由少耕逐步過(guò)渡到免耕,約有60%的農(nóng)場(chǎng)采納保護(hù)性耕作。第四是穩(wěn)步發(fā)展階段。在進(jìn)一步完善保護(hù)性耕作系統(tǒng)的同時(shí),減少溫室氣體排放是該階段的主要研究目標(biāo)。隨著燃油價(jià)格的不斷上升,保護(hù)性耕作能降低作業(yè)成本,增加農(nóng)民收入。特別是在大旱之年,保護(hù)性耕作顯現(xiàn)出明顯的保水保墑的作用。
加拿大保護(hù)性耕作的發(fā)展歷程也基本符合其他國(guó)家的保護(hù)性耕作的發(fā)展歷程,如澳大利亞,巴西,美國(guó)等等。從國(guó)外保護(hù)性耕作發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)看,中國(guó)的保護(hù)性耕作在短短時(shí)間里從研究開(kāi)發(fā)到推廣已取得了很好的進(jìn)展,為今后的大面積推廣打下了良好的基礎(chǔ)。
我們認(rèn)為中國(guó)一定要有一個(gè)創(chuàng)新的保護(hù)性耕作定義及內(nèi)涵,形成一個(gè)符合中國(guó)不同地區(qū)需要的保護(hù)性耕作體系。在借鑒其他國(guó)家發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,中國(guó)將會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)取得成功。
農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)雜草控制研究取得進(jìn)展
內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)路戰(zhàn)遠(yuǎn)研究員
通過(guò)多年的觀測(cè)和5年的試驗(yàn)研究,農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)保護(hù)性耕作實(shí)施的前幾年(約1-5年)雜草密度增加,生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng),且優(yōu)勢(shì)種群和惡性雜草發(fā)生加重。5年左右時(shí)間,隨著秸稈覆蓋量的增加,控草技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用,農(nóng)田雜草的密度、頻度和長(zhǎng)勢(shì)逐漸降低。
與傳統(tǒng)農(nóng)田相比,保護(hù)性耕作農(nóng)田雜草的發(fā)生和為害有其自己的規(guī)律與特點(diǎn)。在農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū),農(nóng)田雜草控制的效果好壞已成為保護(hù)性耕作推廣的關(guān)鍵,一定程度上決定著內(nèi)蒙古保護(hù)性耕作的成敗。幾年的研究結(jié)果證明,只要控草方法合理,措施得當(dāng),保護(hù)性耕作農(nóng)田雜草完全可以較好的控制。內(nèi)蒙古保護(hù)性耕作玉米、小麥田間雜草防控技術(shù)取得了重要成果,已形成成熟的綜合控制技術(shù),防控效果良好,有力地促進(jìn)了保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣。
農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)保護(hù)性耕作農(nóng)田除草方法應(yīng)以作物輪作等農(nóng)業(yè)措施為基礎(chǔ),采取機(jī)械、化學(xué)、生物方法相結(jié)合的綜合除草技術(shù)模式。除草期應(yīng)從作物生長(zhǎng)季轉(zhuǎn)向非生長(zhǎng)季(播前、播后苗前、收獲后),或者將兩者結(jié)合起來(lái)。非生長(zhǎng)季除草技術(shù)容易掌握、操作簡(jiǎn)便易行、藥效利用率高、對(duì)產(chǎn)品和環(huán)境影響小。解決惡性雜草,在非生長(zhǎng)季用滅生性除草劑(如草甘膦等)進(jìn)行田間處理,效果比較理想。
面對(duì)農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)推廣的實(shí)際,政府有關(guān)部門應(yīng)加大專項(xiàng)資金的投入力度,組織部門聯(lián)合協(xié)作、學(xué)科系統(tǒng)攻關(guān),按著生產(chǎn)規(guī)律、研究所需和解決問(wèn)題的特點(diǎn)予以連續(xù)支持。
機(jī)械化是保護(hù)性耕作大面積實(shí)施的手段
現(xiàn)代農(nóng)裝北方(北京)農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司副總經(jīng)理崔剛
我公司是中央直屬大型科技企業(yè)――中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院的下屬企業(yè),主要從事旱作農(nóng)業(yè)的裝備、研發(fā)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)的高新技術(shù)企業(yè)。公司注冊(cè)在北京市中關(guān)村科技園區(qū),已通過(guò)ISO9000質(zhì)量體系認(rèn)證。
保護(hù)性耕作機(jī)具是公司的主要產(chǎn)品。公司設(shè)有研發(fā)中心,在河北固安和邯鄲各有一個(gè)生產(chǎn)基地,生產(chǎn)6大類,60多個(gè)品種產(chǎn)品,其中包括免耕播種機(jī)械、植保機(jī)械、馬鈴薯全程機(jī)械化裝備設(shè)備,水稻全程機(jī)械化裝備設(shè)備,畜牧機(jī)械、甘蔗機(jī)械等,產(chǎn)品遍布全國(guó)28個(gè)省市自治區(qū),并且已出口到非洲等地區(qū)。
目前公司生產(chǎn)的免耕播種機(jī)已覆蓋內(nèi)蒙古、黑龍江、新疆、山東、四川等主要保護(hù)性耕作示范區(qū)。該機(jī)播種效率可達(dá)30畝/小時(shí),通過(guò)性好,尤其適合一年一熟地區(qū)作業(yè)。在內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)2007年每臺(tái)機(jī)具一個(gè)作業(yè)季節(jié)的作業(yè)量在5000-8000畝。公司開(kāi)發(fā)的6115免耕播種機(jī)減小了橫向尺寸,更適用較小地塊作業(yè),并配備小粒種子排種器,增加了作物品種的適用性。不但可以進(jìn)行小麥、油菜等條播農(nóng)作物播種,還可進(jìn)行草場(chǎng)免耕播種和補(bǔ)播。在四川(阿壩、甘孜地區(qū))已開(kāi)始試驗(yàn)對(duì)草場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)播作業(yè)。新開(kāi)發(fā)的6109免耕播種機(jī)適合于南方小田塊作業(yè)要求,有效解決了小地塊作業(yè)過(guò)程中,可能出現(xiàn)地頭漏播的問(wèn)題。
到目前為止,公司累計(jì)銷售保護(hù)性耕作機(jī)具近400臺(tái)套,其中以大型機(jī)具為主。到今年3月與上年同比增長(zhǎng)近兩倍。2007年,出資重新組建新邯鄲藥械廠,引進(jìn)吸收國(guó)際藥械廠經(jīng)驗(yàn),積極引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù),使機(jī)具的霧化質(zhì)量等方面接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平。
保護(hù)性耕作必將成為主要的耕作形式,而這一技術(shù)的普及應(yīng)用必須依靠機(jī)械化手段。作為科技型企業(yè),我們要通過(guò)研發(fā),使產(chǎn)品更加適合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要,為保護(hù)性耕作做出貢獻(xiàn),讓保護(hù)性耕作技術(shù)得到廣泛認(rèn)知和普及,使廣大農(nóng)戶在使用保護(hù)性技術(shù)中得到實(shí)惠。