万丽

摘要：根据保护性耕作推广实践，总结保护性耕作技术在改善土壤团粒结构、培育“海绵田”、增加土壤微生物数量方面的作用，论述保护性耕作是培育健康土壤的最佳途径，为推广应用保护性耕作技术提供参考。

关键词：保护性耕作；土壤；团粒结构；微生物

中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）01-0081-02

健康土壤除含有45%左右的矿物质外，还含有25%左右的空气、25%左右的水、5%左右的有机质和1%左右的微生物。我国农业要实现可持续性发展，就必须利用土壤改良，从根本上解决土壤健康问题。实践证明，保护性耕作是培育健康土壤的最佳途径。

1 保护性耕作技术在我国的发展

推广和应用保护性耕作技术的最终目标是培育健康的土壤，以促进农业优质、高产、高效和生态永续发展，确保粮食安全。

从2002年开始，中国农业大学、山西省农机局和澳大利亚昆士兰研究机构在山西省进行长达10 a的保护性耕作试验示范和系统研究。农业部为使广大农民更容易理解保护性耕作的内涵和目标，将其定义为：对农田实行免耕、少耕，尽可能减少耕作，并用作物秸秆残茬覆盖地表，以减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进的农业耕作技术。保护性耕作技术的核心内容是免耕播种、秸秆残茬覆盖。

多年来，农业部一直把保护性耕作技术的推广应用作为现代农业发展的重要目标，在全国粮食主产区进行试验、示范、推广，并取得一定成效。近年来，针对东北地区土壤有机质下降、土壤耕层变浅、风蚀水蚀加重、播种质量不高等關键问题，农业部开展保护性耕作技术创新与集成示范应用，采用玉米深松-免耕一体化技术集成配套模式，旨在保护黑土地。

2 保护性耕作技术的主要作用

2.1 改善耕层土壤团粒结构

实施保护性耕作需要将作物的秸秆残茬覆盖于地表上，以增加土壤有机质含量（年递增0.02%～0.05%）。有机质在改善土壤物理性质中的作用是多方面的，其中最主要最直接的作用是改良土壤结构，促进团粒结构形成，从而改善土壤的疏松性、通气性和透水性。

土壤微生物分解新鲜有机质的主要产物是腐殖质，而腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，与矿物质相互结合可形成土壤团聚体，其大、小孔隙分配合理，且具有较强的水稳性，是较好的结构体。这种结构体就是土壤的团粒结构。

腐殖质是亲水胶体，吸水率为500%左右，而粘土矿物的吸水率仅为50%左右。因此，腐殖质能提高土壤的有效持水量。团粒结构能使土壤中存在数量和比例适当的两种孔隙：一种在团粒内部，为毛细管孔隙，是水分和养料的贮藏所、供应站；另一种在团粒之间，为非毛细管孔隙，是空气的走廊和水分的通道。具有团粒结构的土壤粒表面空气供应充足，好气性微生物比较活跃，能把有机质分解成速效性的无机养料供作物吸收利用。团粒内部空气少而水分充足，嫌气性微生物比较活跃，有机质分解缓慢，使养分得到保存。因此，团粒结构是土壤肥力的基础。

保护性耕作不翻地，在保证播种质量的前提下，尽量减少耕作次数和减轻对土壤的扰动，使播种后的地表被尽可能多的秸秆残茬覆盖。这些覆盖在地表上的秸秆残茬像植被一样，能减轻雨水对地表的冲击和冲刷，还能降低水在地表的流速，使地表水有更多的时间下渗，被土壤吸收。保护性耕作尽可能地保持土壤结构，并随着表土中腐烂残茬和根系的逐年增多而使土壤结构逐年改善，水的毛细管通道保持畅通，有利于涵养更多水分。干旱时，地表覆盖物可有效减少水分蒸发，利于深层水分顺着毛细管供给作物。

2.2 增加土壤有益微生物

健康土壤中的微生物虽然只占1%左右，但作用极大。有机质是有益微生物赖以生存的基础，进行保护性耕作时，大量的作物秸秆残茬覆盖地表能有效提高土壤中有机质含量，为有益微生物的生存创造出良好的空间。

土壤有益微生物的主要作用有：1） 形成土壤结构。土壤不是颗粒的简单结合，有益微生物作为土壤的活跃组成部分，通过代谢活动促使氧气和二氧化碳交换，同时分泌有机酸，帮助土壤粒子形成大的团粒结构，最终形成真正意义上的健康土壤。2） 分解有机质。作物秸秆残茬和施入土壤的有机肥料等，在土壤微生物的作用下加速腐烂分解，释放出营养元素，供作物充分吸收利用并形成腐殖质，从而改善土壤团粒结构。3） 降解有害废物。有益微生物能降解土壤中残留的有机农药、城市污物、工厂废弃物等，将其分解成低害甚至无害物质，有助于降低残毒危害。4） 增加地温。有益微生物在分解有机质和其他物质过程中能够产生热量，增加地温，进而促进作物生长。

2.3 培育松软“海绵田”

疏松土壤可以促进土壤中水、肥、气、热的交换流通，满足作物生长需要。保护性耕作主要依靠4条途径疏松土壤：1） 根系松土。作物根系腐烂后留下大量孔道，时间越长，通道越多。这样不但疏松土壤，还能增强土壤蓄水保墒能力，做到涝蓄水、旱提墒。2） 蚯蚓松土。蚯蚓生长在富含有机质的湿润土壤中，在其挖掘孔道的同时也在疏松土壤，创造良好耕层，同时蚯蚓的粪便还是优质有机质。可以说，蚯蚓数量是土壤肥沃程度的重要标志。3） 结构松土。保护性耕作覆盖的秸秆腐烂后形成大量有机质，与蚯蚓粪便一起改善土壤团粒结构，形成稳定、疏松的耕层，且不易压实、回实。4） 胀缩松土。冬冻春融，干湿交替，使土壤趋向疏松，孔隙度增加。

传统耕作需要机械、物理外力疏松土壤，但疏松后的土壤会不断地被压实或自然回实，只有经常耕作才能保持疏松状态。保护性耕作不需要外力松土，松土是缓慢而自然进行的过程。一旦形成疏松土后，就可保持土壤疏松，不需要再耕作。

连续多年实施保护性耕作后，土壤会形成松软的“海绵田”。玉米收割机、拖拉机、免耕播种机组等农机具作业后，被压实的“海绵田”会慢慢地自然地恢复到原始状态。中国农科院沈阳生态研究所连续多年进行全秸秆覆盖保护性耕作示范，实施初期只深松1次，多年不深松不见犁底层，基本形成“海绵田”。

3 结语

推广实践表明：健康土壤中25%左右的空气、25%左右的水是通过保护性耕作改善耕层土壤结构（作物根系腐烂通道和团粒结构）来实现的；健康土壤中5%左右的有机质、1%左右的微生物是通过秸秆还田措施来实现的；保护性耕作是培育健康土壤的最佳途径。

参考文献

[1] 刘安东.保护性耕作技术问答[M].沈阳：沈阳出版社，2014.

[2] 杜二娥.探析农业保护性耕作技术的推广[J].自然科学（文摘版），2016，1（7）：00102.

[3] 张仁陟，罗珠珠，蔡立群，等.长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤物理质量的影响[J].草业学报，2011（4）：1-10.