中国保护性耕作试验研究的产量效应分析_谢瑞芝

中国农业科学2008,41(2):397-404ScientiaAgriculturaSinica中国保护性耕作试验研究的产量效应分析谢瑞芝1，李少昆1，金亚征1，2,李小君1，汤秋香1，王克如1，高世菊1（1中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程，北京100081；2中国农业大学农学与生物技术学院，北京100094）摘要：【目的】明确中国目前开展的保护性耕作研究的产量效应以及具体分布情况。【方法】收集公开发表的涉及保护性耕作的研究论文，对有关数据进行整理和分析。【结果】研究发现，中国保护性耕作研究具有明显的地域特色：少耕研究集中在东北地区，免耕研究集中在长江下游及东南地区，秸秆处理和综合型措施的研究以西北地区最多。中国保护性耕作的产量研究结果多为增产，但也有10.92%的减产数据见诸于各地的报道，其中黄淮海、华北平原、西北内陆、青藏高原、黄土高原区的减产概率比较高；少耕和免耕处理的减产概率较高；小麦减产概率最高，玉米减产概率最小。不同区域、不同作物对保护性耕作措施的反应不同：小麦在黄淮海、华北平原及西北地区的减产发生频率较高，少耕处理的减产概率最大，但在西南地区的稳产性能较好；水稻在西南地区减产概率高，在长江中下游和东南地区的稳产性能较好，秸秆处理减产概率高，而免耕稳产性能较好。少、免耕和秸秆处理相结合的综合型保护性耕作措施减产概率很低，且在所有区域对所有作物的表现相同，值得重点研究。【结论】保护性耕作是实现农业可持续发展的重要手段，但保护性耕作措施的选择应因地制宜，根据生产条件采用最具生产价值的耕作模式。本研究的结果能够为我国保护性耕作的稳产丰产研究和推广应用提供指导。关键词：保护性耕作；中国；产量；分析TheTrendsofCropYieldResponsestoConservationTillageinChinaXIERui-zhi1,LIShao-kun1,JINYa-zheng1,2,LIXiao-jun1,TANGQiu-xiang1,WANGKe-ru1,GAOShi-ju1398中国农业科学41卷(1InstituteofCropScience,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/TheNationalKeyFacilitiesforCropGeneticResourcesandImprovement,NFCRI,Beijing100081;2CollegeofAgricultureandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094)Abstract:【Objective】Conservationtillage(CT)alsocanbereferredtoasresource-efficient/resourceeffectiveagriculture.Ithasebecomeoneofthemostimportantmeasuresofsustainableagriculturedevelopment,anditisarelativelynewconceptbutwidelyadoptedinChinaandhasconsiderablebenefits.ThispaperreviewedthehistoricaldevelopmentandthecurrentsituationofconservationtillageresearchinChina,withspecialreferencetotheireffectsoncropyield,especiallyreductionofoutput.Manycrucialpointsforsuccessfullyadoptingconservationtillagesystemswereemphasized.【Method】ResearchadvancesintheconservationtillageofChinainrecentyearswerereviewedinthispaper.Basedonpaperspublished,thecurrentresearchprogressonconservationtillage(CT)ofcropproductioninChinaweresummarizedandanalyzed.AlltheseaspectswerereviewedandthedetailedinformationofconservationtillagefromChinawerestudie.【Result】ItwasdiscoveredthatthecharacteristicsofconservationtillageresearchinChinawasdistinct:reducedtillagewaspredominantlyinnortheastofChina,no-tillagewascentralizedinlowerreachesoftheYangtseRiveandsoutheastofChina,andalargeproportionofresearchinnorthwestwasstrawmulchingandcompositiontreatment.MostofthereportsshowedproductionincreasedwithCT,only10%showedreductioninoutputbutdistributedinallregionsofChina.TherewasahighprobabilityreductionofoutputinHuanghuaihaiplainandnorthwestofChinainadoptionofconservationtillage,treatmentofreducedtillageandno-tillage,wheathadthehighestprobabilitythanriceandmaizewhenplantedwithconservationtillage.TheresponsestoCTweredifferent:thewheatyieldinHuanghuaihaiplainornorthwestofChinaandadoptedreducedtillageorno-tillageshowedahighprobabilityindecreasofyield,buttheyieldwasstableinsouthwestofChina;riceyieldinsouthwestofChinashowedmorehigherprobabilityindecreaseofyield,however,theyieldinthe2期谢瑞芝等：中国保护性耕作试验研究的产量效应分析399收稿日期：2007-04-13；接受日期：2007-06-14基金项目：国家科技支撑计划（2006BA15B03）和国家科技攻关计划项目（2004BA520A14-3）作者简介：谢瑞芝（1972-），女，河南郑州人，副研究员，博士，研究方向为作物栽培与耕作。Tel：[phone]；E-mail：[e-mail]。通讯作者李少昆（1963-），男，甘肃张掖人，研究员，博士，研究方向为作物生理生态与信息科学。Tel：[phone]；E-mail：[e-mail]ftheYangtseRiveandsoutheastofChinawasstable,strawmulchingshowedmorehigherprobabilityreductionofoutput.Therewasaveryinterestingthingaboutcombinationofno-tillageandstrawmulching,itisworthtoinvestigatesinceitseffectsoncropyieldarestable.【Conclusion】Conservationtillageisakeytechniqueofsustainableagriculture,andcarryingoutresearchofapplicationandextensionofconservationtillageinChinaisofprofoundsignificance.Itisnecessarytostrengthenthestudyofkeytechniques,toenhanceresearchstrengthandlevelforimprovingandpromotingsustainableagriculture,andchangethetraditionalideaoffarmerssoastoacceleratetheapplicationofconservationtillageinChina.Keywords:Conservationtillage;China;Cropyield;Analysis0引言【研究意义】中国是生态环境脆弱的国家，巨大的人口压力迫使我们不得不面对粮食安全这一现实问题，保护性耕作条件下稳产丰产技术的研究和应用是缓解这个问题的有效措施。【前人研究进展】保护性耕作（conservationtillage，CT）在国际上尚无统一概念。美国对保护性耕作新定义是“播种后地表残茬覆盖面积在30%以上，免耕或播前进行一次表土耕作，用除草剂控制杂草的耕作方法”[1]。我国自20世纪70年代末开始引进、试验、示范和推广少、免耕等保护性耕作技术，先后在全国不同生态类型区进行了多方面的研究，许多成果还在生产上得到了推广应用，取得了明显的生态、经济和社会效益[2~6]。高旺盛等将保护性耕作定义为“通过少耕、免耕、地表微地形改造技术及地表覆盖、合理种植等综合配套措施，从而减少农田土壤侵蚀，保护农田生态环境，并获得生态效益、经济效益及社会效益协调发展的可持续农业技术”[7]。依据这个概念，中国保护性耕作的外延和内涵都得到了扩展。【本研究切入点】中国地域辽阔，各地的生态条件、生产条件千差万别，保护性耕作的研究各具特色，但保护性耕作技术的覆盖面积不大。作物产量不稳定、经济效益400中国农业科学41卷不明显是目前中国保护性耕作推广的限制性因素之一，也是中国各地保护性耕作研究亟需解决的问题。本研究通过中国有关保护性耕作的历史研究资料的收集，客观评价中国保护性耕作有关作物生产研究的实际情况。【拟解决的关键问题】通过数据整理和量化分析，明确中国保护性耕作对作物的产量效应，揭示不同保护性耕作措施的产量效益和区域分布特点，为保护性耕作稳产丰产技术的研究以及保护性耕作措施的推广应用提供指导。1材料与方法通过《中国知网》（）收录的数据和提供的搜索引擎，收集1994年至2005年中国公开发表的与保护性耕作研究相关的研究论文，作为本研究的原始数据，经整理和分析，获得保护性耕作研究的相关数据。根据国外对保护性耕作的新定义，将保护性耕作模式归纳为少耕、免耕、秸秆处理和综合性措施等四种类型：秸秆还田量少于30%的少耕、免耕措施为单纯的少耕、免耕处理；传统的铧犁翻耕并且秸秆量超过30%的秸秆覆盖和秸秆直接还田措施为单纯的秸秆处理；秸秆还田量超过30%的少耕、免耕耕作模式为综合型保护性耕作措施。为方便分析，本研究根据中国生态条件、农业生产模式和保护性耕作研究特点，将中国进行保护性耕作研究的区域划分为以下5个：区域Ⅰ，包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古，主要种植模式是以玉米、大豆为主的一年一熟制。区域Ⅱ，包括山东、河南、河北、北京、天津，主要种植模式是小麦-玉米一年两熟制。区域Ⅲ，包括江苏、江西、上海、安徽、浙江、湖南、湖北、福建、广