文档介绍：第一章保护性耕作基本原理
第一节农业耕作技术的一场革命
保护性耕作是人类由不耕作到刀耕火种,由刀耕火种到汉代发明铧式犁进入传统人畜力耕作,由传统人畜力耕作到传统机械化耕作后的又一次革命。前三次革命,人类都是通过耕作干预自然、带来农业生产的一次次飞跃。特别是机械化的发展,人类掌握了强有力的耕作工具,成为“自然的主人”,可以随意改变土地的原有状态,提高劳动生产率和土地生产率。但是人类和自然的矛盾也愈来愈突出。比如耕翻作业除掉地面残茬杂草固然有利于播种,但同时也破坏了对地面的保护,导致土壤风吹水蚀加剧。旋耕切碎土壤,创造了松软细碎的种床,但同时又消灭了土壤中的蚯蚓与生物,使土壤慢慢失去活性。耕作强度愈大,土壤偏离自然状态愈远,自然本身的保护功能、营养恢复功能就丧失愈多,要维持这种状态的代价就愈大。近几十年来,我国机械耕作活动增强,农产品产量大幅度上升,但河流泛滥、沙尘暴猖獗、土壤退化、作业成本上升也是不争的事实。保护性耕作取消铧式犁翻耕,在保留地表覆盖物的前提下免耕播种,以保留土壤自我保护机能和营造机能,是机械化耕作由单纯改造自然,到利用自然,与自然协调发展农业生产的革命性变化。
另一方面,以往农业机械化就是提高劳动生产率和土地生产率,只要农业生产任务完成了,增产增收了,农业机械化就完成任务了。没有认识到农业机械化和资源与环境保护密切相关,机械化可以破坏环境、也可以保护环境。深耕深翻、开荒种地,发展了生产,也带来水土流失、环境恶化的问题,引起人们对机械化的质疑。但是,机械化也是治理环境的最重要手段之一,如机械化秸秆还田减少焚烧秸秆导致的大气污染;覆盖减耕节约农业用水;保护性耕作治理沙尘暴等等。因此,发展保护性耕作,可以认为是机械化由单纯承担生产任务向承担生产和环保任务的转折点,是一场机械化耕作技术的革命。
第二节保护性耕作的概念、原理与基本技术
一、保护性耕作定义
国外的保护性耕作定义:用大量秸秆残茬覆盖地表,将耕作减少到只要能保证种子发芽即可,主要用农药来控制杂草和病虫害。
我国的保护性耕作定义:对农田实行免耕、少耕,用作物秸秆覆盖地表,减少风蚀、
水蚀,提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。我国是在借鉴国际先进技术
的同时,结合国情提出的。
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,发现完全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。
二、保护性耕作原理
耕作的目的是为作物生长创造良好的土壤条件,主要是疏松土壤、除草和翻埋肥料。除草可以用除草剂,也可以采取人工和机械除草。土壤有合适的容重、孔隙度,可以便于土壤中水、肥、气、热的交换流通,有利于作物根系生长,达到作物生产的需要。中国农业大学测定结果,一般的壤土总孔隙率要大于50%,充气孔隙率大于10%,才较好地满足作物生长需求。
以“免耕法”为基础的保护性耕作是如何疏松土壤呢?保护性耕作松土原理可概括为4点:
1、根系松土作物的根系死亡腐烂后,留下大量孔道,可以进行水分入渗、运移,气体交换。免耕时间愈长,孔道积累愈多,对作物生长愈有利。但经过翻耕,这些孔道就被破坏,好像多年建设的城市被炸弹炸毁了一样。所以,实施保护性耕作切忌经常翻耕。
2、蚯蚓松土由于土壤长期未人工翻耕和植物大量根系的保留,为土壤中已有的生物活体生存繁衍提供了适宜的客观环境条件,如蚯蚓、微生物等。这样,蚯蚓在不断的制造孔道,所造孔道粗细适当,是很好的水、气、肥通道,有利于形成良好的耕层。根据中国农业大学等在山西临汾的测定,传统耕作小麦地没有蚯蚓,保护性耕作6年的麦地有蚯蚓3~5条/m2,10年以后有10~15条/m2。澳大利亚昆士兰试验站15年对比试验,少耕和免耕地的蚯蚓含量分别为33和44条/m2,而传统耕作是19条/m2 。旋耕作业对蚯蚓有很大杀伤性,从这一观点看,保护性耕作不宜采用旋耕作业。
3、胀缩松土土壤冬冻春融、干湿交替使土壤在膨胀和收缩的自然过程中趋向疏松,孔隙度增加。
4、结构松土通过生物残茬碎秆混入、土壤团粒结构增加、微生物活跃、有利耕层疏松、稳定,不容易在降雨、灌水等影响下回实。保护性耕作由于有机质增多,耕作减少,有利于形成团粒结构。澳大利亚测试结果,保护性耕作5年的土地,土壤稳定团粒结构有31% 提高到49%,团粒结构增多,微孔隙增加,透气、透水性改善。
由以上可以看出,保护性耕作营造良好耕层的过程与传统耕作是完全不一样的。传统耕作依靠机械、物理的手段,立即改变土壤构造,创造需要的孔隙度,但由于机器压实、雨水拍击地表结壳,降雨或灌水引起的沉实,必须经常进行耕作,才能保持土壤疏松状态。保护性耕作的松土则是缓慢的、长期的过程,年复一年的积累,土壤中孔道愈来愈多,团粒结构愈来愈多,不用外来的干预,即可以长期保持疏松状态。