保护性耕作与农业可持续发展全解

保护性耕作与农业可持续发展摘要:当今人类正面临着全球气候变暖、资源短缺、耕地退化和人口膨胀的巨大挑战。发展保护性耕作有助于能减少土壤风蚀与水蚀，减少土壤耕作次数，减少土壤压实程度，保护和改善土壤结构，从而提高播种质量，提高作物产量，是发展农业的重要措施。为此，通过对发展保护性耕作的背景和意义的分析，论述了目前我国免耕播种机发展的现状及存在的问题，关键词:农业工程；保护性耕作；综述；免耕播种机；发展；推广引言：保护性耕作技术是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆、残茬覆盖地表，减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。保护性耕作的前身叫“免耕法”，随着研究的深入和推广的扩大，发现免耕只能适应部分土壤和自然条件，1980年以后改称保护性耕作法。背景：研究和应用保护性耕作我国是主要的干旱国家之一，干旱地区、半干旱及半湿润偏旱地区的面积占国土面积的52.5%，特别是我们西北方，干旱缺水日益成为经济发展特别是农业发展的“瓶颈”。旱区农业持续发展的主要问题：一是降雨少、气温低、风沙大、自然条件恶劣，作物产量低而不稳定。直接影响农业增产和农民增收的步伐。二是水土流失和风蚀沙化十分严重。以我国的山西省为例，每年随雨水流入黄河、海河的泥沙量达4.56亿吨，其中带走有机质508万吨，氮、磷肥料30万吨，相当于全国一年化肥施用量的25%。大量水土流失不仅导致土壤贫瘠，而且蚕蚀耕地，土石山区耕层变薄，黄土高原被冲得沟壑纵横、支离破碎，加剧了“旱、薄、粗、穷”的局面。三是风蚀沙化则是我国北方旱区近年来更为突出的问题。由于过度的开垦及不适当的耕作方式，植被遭到破坏，土地沙漠化愈来愈快，沙尘暴发生的频率愈来愈高。四是除大量开荒、林草植被减少外，水土流失、生态恶化的原因，还和耕作方式不当、管理粗放密切相关。如旱地采用火烧秸秆、铧式犁翻耕、土地裸露休闲的传统耕作，就是不恰当的耕种方式。一、保护性耕作的起源及国内外发展概况1.起源19世纪末，美国实施西部大开发，大量干旱半干旱草原被开垦成农田，并采用机械化耕耙播种。由于连年翻耕，植被被破坏，土壤遭退化，导致了一场震惊世界的“黑风暴”。仅1935年美国就毁掉300万hm2耕地，冬小麦减产510万t。“黑风暴”推动了人们对传统耕作方法的反思和对保土保水新方法的探索。1937年美国俄亥俄州的农民试验发现，在保证播种质量和有效除草条件下，免耕能够获得相同的作物产量。经过20多年试验研究，20世纪60年代美国开始推广免耕法，80年代成为美国主流耕作技术，1995年更名为保护性耕作法。2.国外发展概况目前保护性耕作面积占耕地面积60％以上的国家主要在北美洲(美国、加拿大等)、南美洲(巴西、阿根廷、巴拉圭等)和澳洲(澳大利亚等)，欧洲保护性耕作面积占15％左右。亚洲、非洲和前苏联国家保护性耕作面积相对较少。3.国内发展概况我国干旱及半干旱耕地面积占52．5％，遍及北方16个省市区。西北干旱、半干旱地区，存在着土壤贫瘠、产量低、农民生活贫困和风蚀沙化、水土流失两大问题。需要既保护环境又增产增收的耕作技术。华北一年两熟灌溉区存在着作业成本高、地下水严重超采、能源消耗大以及焚烧秸秆等资源可持续的问题。需要既保持高产，又减少资源消耗、降低成本和大气污染的可持续耕作技术。主要发展过程如下：①试验fg阶段(1991～1999年)1991年中国农业大学、中国农业科学院、山西vbng，从此此窥测佛从心里省农机局等合作，开始了机械化保护性耕作系统试验。先后在山西、河北建立了一批试验区、测试区。试验设计了不同耕作和不同覆盖的处理。经过8年试验，证明保护性耕作在我国北方是适用的，可行的。筛选出了一批技术模式，开发出多种轻型保护性耕作机具。②试验示范阶段(1999--2004年)1999年，开始在河北、辽宁、内蒙古、甘肃、陕西等一年一熟地区试验示范。2000年，开始在河北一年两熟地区系统试验。2002年，农业部“保护性耕作示范建设”项目启动。当年在12个省区建立38个示范县。保护性耕作进入政府推动阶段。③示范推广阶段(2005年至今)2005年，中央一号文件提出“改革传统耕作方法、发展保护性耕作”。发展保护性耕作上升为国家政策。2007年，在北方15个省市区共建立国家级示范县173个、省市级示范县328个，示范推广面积204万公顷，应用免耕播种机8万多台。农业部计划2010年保护性耕作面积推广到400万公顷。二、保护性耕作技术现状三、保护性耕作目的及现实意义农业可持续发展是当今世界农业发展的重大课题，保护性耕作是实现农业可持续发展的主要措施之一，是传统农业的一场革命。实现保护性耕作技术，对于改善生态环境、提高农业生产效益以及我国农业的可持续发展有重要意义。(1)经济效益根据项目示范区测定，示范区730亩面积，在大旱之年亩增产16公斤，增产小麦11680公斤，小麦每公斤按1.68元计算，亩增收26.88元,总增收19622.40元；保护性耕作减少了两道作业工序（伏耕一次、播前耕耙一次）亩节省成本48元、亩支出（种子包衣费6元、深松费8元、除草费5元、播种多支出5元）24元、亩均节本24元，总节本17520元；总节本增收37142.40元。(2)生态效益保护性耕作由于深松能增加休闲期贮水量，提高水分利用效率，节约水资源，由于减少了风蚀和水蚀，土壤的肥力，土壤有机质含量每年提高，速效氮含量、速效钾含量都有不同程度的增长，由于取消了铧式犁耕翻，改善了土壤结构，土壤团粒结构和毛管孔隙（含水孔隙）增加。(3)技术效益1、增加休闲期土壤蓄水量，在0～150厘米土体内，每亩可较传统耕作多蓄90～270立方水。2、减少水分蒸发，提高水分利用效率17%～25%。3、增加土壤肥力，改善土壤物理性状，据山西省有关部门测定保护性耕作土壤有机质含量年平均增加0.038%～0.065%。4、生育期优势明显实施保护性耕作技术后，各作物的主要生长阶段均与传统技术有明显的差异。其中采用保护性耕作种植的玉米和传统种植的地膜玉米相比，7叶期以前，生长比较缓慢，7叶期之后至拔节期生长速度加快，其长势明显优于地膜玉米。（4）环境效益。防止风蚀和扬沙，解决农田冬春裸露易起沙的问题，对治理沙尘暴有明显作用，利于改善生态环境。四、存在问题近年来,各地实践证明,推广保护性耕作可减少土壤耕作,能有效保护农田、改善生态环境、促进农业可持续发展。但在保护性耕作技术越来越被重视的今天,各地推广实践中尚存在诸多问题,需要认真对待。(一)通过近几年来的宣传，尽管在一定程度上农民对保护性耕作有了一定的了解，传统观念和耕作习惯的影响，传统观念认为土地深耕可以打破犁底层，增加活土层，还可蓄水抗旱、灭草和消灭病虫害，玉米收获后要深耕细耙，已形成了多年不变的耕作习惯，农民在没有看到保护性耕作明显效果的情况下，要改变传统的种植习惯，需要一个较长的过程。(二)优惠政策力度不够，购买资金不足。在推广保护性耕作机械的过程中，优惠政策和资金补贴额度太小，特别是在保护性耕作刚刚起步阶段，应加大补贴的比例。(三)示范基地数量少、规模小。目前，我县仅有5个保护性耕作示范区，并没有大规模的形成示范带，示范带动性差。五、加快保护性耕作技术推广的建议根据我县保护性耕作的实际情况，结合这一段时间对全县保护性耕作的调研，就做好保护性耕作技术推广工作提出如下建议：（一）增加资金投入是做好保护性耕作工作的关键。农机部门在努力争取农机购置补贴项目的同时，还要积极争取当地党委政府的支持，增加资金投入，鼓励民间资本、工商资本和其它社会资本投资，逐步建立起国家扶持、群众自筹、银行贷款、集资入股、合作经营等多渠道多形式的多元投入机制。（二）扶持农机大户，发展农机合作组织和农机合作社，充分发挥他们在新机具、新技术推广工作中的宣传示范作用，让机手成为宣传员，机组成为宣传车。（三）加大宣传力度，增加农民对保护性耕作的认知度。提高农民对保护性耕作的认识是全面实现我县保护性耕作机械化的关键。今后在一段时期内，要进一步加大保护性耕作的宣传力度，增加农民对保护性耕作的认知度，自愿接受保护性耕作技术，购买保护性耕作机械。（四）搞好技术服务是做好保护性耕作工作的有力保证。农机管理部门在搞好机具推广和技术培训的同时，还要协调、督促机具的生产厂家搞好产品“三包”售后服务，对农机手特别是新购机户进行用前培训、用中指导、用后回访，增强其使用操作水平。（曹县农机局周伟）近年来，黑龙江垦区严格按照农业部《保护性耕作项目实施规范（试行）》的要求，认真、规范地开展保护性耕作项目的示范和推广。据统计，垦区友谊农场、红星农场、克山农场、大西江农场已实施农业部保护性耕作项目，累计实施保护性耕作面积达44万亩。保护性耕作对黑龙江省有特别意义。黑龙江省的黑土带是世界三大黑土带之一，黑土地土质疏松、有机质含量高，黑龙江又是我国的大粮仓。但是近几年，黑龙江的黑土地变薄、土壤肥力下降的趋势非常明显。如何在保证粮食稳定增产前提下保护黑土地，是黑龙江省迫切要研究和解决的问题。可以说，保护黑土地，就是保护我们的大粮仓。对黑龙江省的保护性耕作有何建议：1、应从政府层面重视这项利国利民的技术。将保护性耕作列为黑龙江省长期支持的重要农业技术，作为实施千亿斤粮食工程的重要技术之一。2、在现代农机合作社的建设中，注重保护性机具的引进和配套应用。3、加强技术开发，重点解决制约保护性耕作的瓶颈问题，加强免耕播种机具的自主研发和推广应用。4、建立示范区。让更多的人了解和接受保护性耕作技术。近年来，随着农业机械化水平的不断提高，加之新种植技术的运用，杜尔伯特县粮食产量逐年大幅增加。引进的“保护性耕作”技术模式，使粮食亩产创纪录的突破了1700斤。巴彦查干乡大庙村村民王书强今年承包了900亩耕地，全部种植玉米。杜尔伯特县引进实施的“保护性耕作”技术模式，其技术核心是采用免耕播种机深耕播种，同时进行密植耕作。此种模式在省农垦总局已运用多年，成效十分显著。今年杜尔伯特县积极推广运用此项技术，并对购买免耕播种机的农户给予30%购机补贴资金进行扶持。目前，一心、胡吉吐莫、巴彦查干、他拉哈等乡镇，已有50000亩耕地采用了此项技术。参考文献[1]刘裕春，李钢铁，郭丽珍．国内外保护性农业耕作技术研究[J]．内蒙古林学院学报，1999，21(3)：83--85．[2]李宝筏,杨文革,王勇,等．东北地区保护性耕作研究进展与建议[J]．农机化研究，2004(1)：9-13．[3]高焕文，李洪文，李问盈．保护性耕作的发展[J]．农业机械学报，2008(9)：9-13．[4]农业部农业机械化管理司．2006年农业机械化统计年报．[5]朱文珊，等．北方一年两熟地区秸秆覆盖免耕技术原理及应用效果研究[M]．北京：北京科学技术出版社，1991．[6]高焕文，李洪文，李问盈．可持续机械化旱作农业研究[J]．干旱地区农业研究，1999，17(1)：57～62．[7]杜兵，邓键，李问盈，等．冬小麦保护性耕作法与传统耕作法的田间对比试验[J]．中国农业大学学报，2000，5(2)：55～58．[8]王晓燕，高焕文，李洪文．保护性耕作对农田地表径流与土壤水蚀影响的试验研究[J]．农业工程学报，2000，16(3)：45～48．[9]王宏立，张祖立，张伟，王红霞．机械化保护性耕作免耕播种机的研究现状及发展趋势[J]．农业化研究，2006，10(2)：23--27．[10]王丽艳，郭树春．免耕技术及免耕播种机的发展．农业化研究，2006，2(1):27-30．[11]陈君达，李洪文，高焕文．玉米免耕整秆覆盖播种技术及机具试验研究[J]．干旱地区农业研究，1994，12(3)：95～100．[12]陈君达，李洪文．旱地玉米保护性机械化耕作技术和机具体系[J]．中国农业大学学报，1998，3(4):33-38．[13]李洪文，陈君达，邓健等．旱地玉米机械化保护性耕作技术及机具研究[J]．中国农业大学学报，2000，5(4):68-72．[14]白荷琴．稻茬麦浅旋耕条播机械化技术[J]．农机化适用技术推广，1999，(2):