魏志远　冯焕德　王华

摘 要：本文介绍了保护性耕作技术的起源、概念和目的，并对国内外保护性耕作方面研究进展进行了概述，针对存在的区域性配套和关键技术缺乏等问题以及未来的发展趋势进行了分析，以期为广大科研工作者和农业生产者提供参考。

关键词：保护性耕作技术；发展现状；展望

中图分类号：S344 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170632135

保护性耕作技术是通过在农田中实行免耕、少耕等技术措施以及采用作物秸秆覆盖等农业耕作技术[1]，达到保持水土、培肥地力、节约水源、增加产量、增加效益的目的的耕作技术[2]。该技术起源于20 世纪初的北美大陆，当时“黑风暴”袭击了北美大陆，严重破坏了农业的发展，造成了经济上的严重损失。土壤耕作不合理正是导致这种结果的主要原因。近年来，由于沙尘等生态环境问题日益严峻，给人们敲响了保护和改善生态环境的警钟[3]。本文对国内外保護性耕作方面研究进展进行概述，并对存在的问题及未来的发展趋势进行分析，希望能为广大科研工作者和农业生产者提供参考。

1 国外的保护性耕作相关研究

国外的保护性耕作技术发展于20世纪30年代，那时的美国等部分国家被风沙以及水土流失这2个问题所困扰，经济上蒙受了巨大的损失，人们痛定思痛，有了更深入的认识与了解。随着时间的推移，慢慢发展起来的[4]。美国的中部平原为干旱地区，在19世纪末的时候，一大批移民来到此处进行垦荒，使用的耕作方式为湿润地区的烨式犁的翻耕方法，还把秸秆、残茬烧毁或者是让牲畜进行啃食，在多次的翻耕之后将土弄好，最初几十年粮食的收成很不错。然而，好景不长，随着科学技术的发展，农业机械发展越来越迅猛，这些移民对土地过度的开垦，使原来的草原植被受到了严重的破坏，土壤受到了严重的侵蚀，导致土壤肥力不足，有机质的含量严重降低，每当大风扫过没有任何遮挡的土地时就会卷走大量的土壤，在1930年，新一轮的干旱开始了，爆发了著名的“黑风暴”。因为农业的生态环境被破坏的十分严重，受到了人们的广泛关注，人们开始进行反省与思考，在不断的尝试之后开始大力推行旱地耕作方式，衍生出了保护性耕作，对水土进行保护。对已破坏的植被进行了积极的恢复，半个多世纪过去之后，保护性耕作技术在美国得到了广泛的应用，成为最常见的耕作方式，绝大部分的土地不再使用烨式犁耕作。这种耕作方法的诞生是以环境保护以及实现农业的可持续发展为基础，对资源进行合理的、有效的利用与开发，提高农作物的利润率和产量，改善农产品质量，确保农业的发展，使竞争力提高。因为这项技术的指导思想具有先进性、正确性，因此，在美国得到了广泛的发展[5]。在20世纪50年代，前苏联与加拿大开始注意到保护性耕作方式，并对其进行了试验与研究，以本国的土地情况、人文环境为前提，将这种方法进行了改进[6]。在20世纪70年代，澳大利亚也开始引进这项耕作方法，在全国的各个地方都进行了保护性耕作的试验，许多农机、水土、农学专家纷纷前往进行试验与研究[7]。在20世纪80年代，有超过70个国家开始引入并推广了保护性耕作技术。目前，这项技术已经被世界所认可，成为了应用最为广泛、使用效果最好的一种耕作技术，使用这种技术之后会使农作物产量增加5%～10%，可使水土的流失量减少60%～80%，可在土壤之中固定住更多的碳元素，从而减少排放的CO2气体量，大大改善了大气质量。根据联合国的粮农组织在2004—2005年统计报告中称，在全世界进行保护性耕作的土地面积大约为1亿hm2，占到了世界总耕地面积的10%左右，在全球的旱地面积之中占到了1/3，南美洲和北美洲分布最多，在澳大利亚与南美洲的部分国家，应用该项技术的面积已经大于了这些国家总耕地面积的70%。位于首位的是美国，第2名是巴西，第3名是阿根廷，第4名是澳大利亚，第5名是加拿大。这项技术广泛地应用到了油菜、豆类、玉米、小麦、首稽以及小杂粮等种类较多的农作物生产之中。西班牙、意大利、德国、法国与英国等国家还建立了欧洲保护性耕作联盟，极大地推动了保护性耕作技术的深远发展[8]。

2 国内的保护性耕作相关研究

国内开始关注保护性耕作开始于20世纪60年代，原来的北京农业大学第1个将免耕以及少耕技术进行了引进，并在我国的华北平原进行了试验，在成功之后就开始将保护性耕作技术进行了大力的推进。黑龙江省等部分地区也纷纷对其进行了试验研究，借助于深松机进行间隔深松，在纵向上建造了“虚实并存”的一种耕层构造，“虚”即通气蓄水，“实”即提墒供水，将供水与蓄水的矛盾进行了改善。但是受到了当时的除草剂、配套机具以及相关认识的限制，发展的速度比较缓慢。在80 年代以后，随着我国综合实力的增强，对区域开始进行综合治理，对旱作农业的重视程度日益提高，相关的认识也在不断深入，在相关的配套技术、技术机理、农田的地表覆盖技术以及土壤的耕作技术等方面获得了极大的进步。90 年代后，人们越来越重视生态环境的保护，因此，此时的保护性耕作技术被相关部委所注意，开始重视这项技术的研究以及应用，农业部于1999 年为保护性耕作成立了专门的研究中心，并将其列为“十一五”期间的研究以及技术推广的重点项目。在“十一五”期间，还成立了“中国保护性耕作研究协作网”，为深入研究这项技术搭建了很好的交流平台，在2006 年，相关的知名专家召开研讨会，对这项技术进行讨论与研究，在2006—2010年，国内的10个省区的一些研究专家成立了一个团队，落实了《保护性耕作技术体系研究与示范》，研究的领域有果园、农田等许多方面，改进了传统耕作技术，对单项技术进行了高度的集成，在每1个研究区域都找到了适合该区域的轮耕模式以及技术体系。在丘陵沟壑区坡地的山坡耕地、小麦玉米2熟免耕覆盖耕作、旱地玉米整秸秆全程覆盖、秸秆全程覆盖耕作以及水土保持耕作等高种植技术以及稻草还田覆盖种植、南方稻田免耕栽培、果园深松秸秆覆盖轮耕、地膜覆盖免耕、沟垄种植、草田轮作等新技术的发展，推动了保护性耕作技术在我国的发展与应用。截止到2005年，国内有13个省实施了保护性耕作方式，各种类型的免耕播种机数量大约为3.3万台，在关键技术这些方面得到了飞快的发展[9]。

我国是人口大国，耕地资源还不够世界的10%，但是却要为占世界 22%的人口供给粮食，我国在常规集约的农业方面获得的进步与成果已经被世界所认可。目前，我国的农业发展已经步入了更新的一个高度，固碳排放与粮食的安全问题开始被人们所关注。我国的农作物秸秆被大量焚烧，耕地的有机碳含量偏低以及农村的劳动力结构不合理、生产力不高等方面开始阻碍我国的农业发展，尤其是签订了京都协议之后，我国的农业发展将面临着怎样减少固碳减排的严峻挑战。因此，我国必须发展节能减排、环境友好以及高产高效的MISA（现代集约持续农业），才能打破农业发展的瓶颈，而对保护性农作制或者是保护性农业进行发展与研究才可以实现我国农业的现代集约以及可持续发展。所以，必须对保护性耕作技术进行深入的研究，对其进行创新，促进我国农业的快速发展，实现我国农业建设的特色化、现代化，具有十分重要的现实意义与经济意义。

3 存在的问题

缺乏保护性耕作技术的区域性配套技术和规范。还没有因地制宜研究出适合各个区域的体系。我国的疆土范围较大，不同区域在气候、地形、土壤条件以及作物类型方面都存在着很大差异，有些地方，例如华北的部分省市，在保护性耕作技术的发展方面已经具有了成熟的经验，尤其是免耕技术，被大面积地进行了推广，但是却没有明确配套技术所适宜的区域；对于一些地区，例如天津市虽然已经针对保护性耕作技术做出了相应规范，但相当1部分地区仍然缺乏相应的技术规程；保护性耕作仍存在一些技术方面的问题。目前在种植制度配套的轮耕制以及耕作体系方面还不够完善，而且杂草防治技术不够完善，在除草剂使用方式、施用时间以及用量方面缺乏专门的研究；缺少针对不同作物适合不同地区、不同种植制度的保护性耕作专用配套机具， 且已有的机具性能不够完善；秸秆覆盖会导致土壤温度降低，一旦发生早春温度回升较慢的情况，就会对作物的播种、发芽造成影响，还会对幼苗的生长以及作物的收成带来一定的影响；秸秆的覆盖面积大还会给耕作带来困难，对作物的播种产生影响，但是一定量的覆盖还会对杂草起到抑制作用，怎样将这两者的矛盾进行协调成为了亟待解决的问题；还需要解决农药的使用、除草剂的过量使用、秸秆覆盖所带来的病虫草害以及有机肥的施用形成的环境污染等问题。

4 发展趋势和对策

因地制宜地克服各区域存在的各种技术瓶颈。我国具有山地、高原多，平原少的地形地貌特征，并且类型分散，加之农业投入成本不高，农民购买能力弱等实际情况，国外价格昂贵并且大型的农用机械并不适合我国国情，应发展具有中国特色的小型农用机械。我国部分高校和科研院所在该领域已经取得了一定的成果，但对农机具堵塞的问题以及适合我国特色作物的农用机具研发还需要继续深入开展。加强多区域、多部门的联合攻关，并针对重点单项技术形成综合技术体系。我国幅员辽阔、各区域自然和社会经济条件差别较大，没有一个区域和一项技术可以“保罗万象”、“包打天下”，应根据地区特色制定相关的技术和标准。从覆盖方试、覆盖度与覆盖物等方面对覆盖技术展开研究，并制订相应的区域覆盖技术指标，对于短期作物以及低温能够影响到作物收获的地区或者是缺少覆盖物的地区，秸秆以及植物残体的覆盖不适用的情况之下，需要研究新的技术对其进行替代；加强水利、农业、科技等各个部门之间政策的支持以及互动。将保护性耕作作物的体系进行扩大，综合研究适合各类作物的最合适的保护性耕作技术。尤其应该将农机与农艺方面进行良好的结合。农机部门还应该根据时代发展的需求，对现有的机具进行改进，制造出更符合保护性耕作技术的机械产品，更好地融合农机与农艺，才能实现该技术的机械化。

参考文献

[1] Blev ins R L.Tillage effects on sediment and soluble nutrient losses fr om a Maur y silt loam soil[J].J Envir on Qual，1990， 19（4）：683-686.

[2]赵廷祥.农业保护性耕作与生态环境保护[J].农村牧区机械化，2002（4）：7-8.

[3]朱文珊.地表覆盖种植与节水增产[J].水土保持研究，1996（3）：

141-145.

[4]贾树龙，任图生.保护耕作研究进展及前景展望[J].中国生态农业学报，2003（5）：152-154.

[5]贾延明，尚长青，张振国.保护性耕作适应性试验及关键技术研究[J].农业工程学报，12002，8（1）：78-81.

[6]李洪文，高焕文，周兴祥，等.旱地玉米保护性耕作经济效益分析[J].干旱地区农业研究，2000，18（3）：44-49.

[7]赵其斌，郝强.漫談保护性耕作的现状及发展前景[J].农业机械，2001（12）：28-29.

[8]张海林，高旺盛，陈阜，等.保护性耕作研究现状、发展趋势及对策[J].中国农业大学学报，2005，10（l）：16-20.

[9]关跃辉.保护性耕作研究现状与发展趋势[J].内蒙古农业科技，2008（1）：78-80.

作者简介：魏志远（1978-），副研究员，硕士，作物营养与施肥。