东北黑土区保护性耕作模式
主讲：吉林省农业科学院研究员 刘武仁
一、保护性耕作的意义
（一）实行保护性耕作是农业生态环境的需要
东北地区是我国黑土主要分布区，是我国重要的粮食生产基地，该区主要作物为玉米、大豆。耕作方式为秋（春）季灭茬，2—3次铲趟，地表极少有残茬覆盖，该区有大量剩余秸杆资源未充分利用，季风性气候严重，土壤风蚀、水蚀重，阵性降雨带走土壤，持续高产高效比较困难，长期种植高产作物，掠夺式经营，土壤环境变差，有机质下降，水土流失严重，黑土年流失量1.3亿吨，黑土层变薄，50年代为59厘米，现仅为20厘米左右，耕层有机质含量下降1/3—1/2，土壤结构恶化，土壤板结，耕性变差，保水保肥性能下降。所以推广保护性耕作已刻不容缓。
实行少免耕技术有如下特点： 1、改善土壤耕性，增加土壤有机质。 2、增加土壤贮水性，改善土壤水分有效性。 3、保护土壤，减少侵蚀。 4、增加生物多样性。 5、改善空气质量。
（二）实行保护性耕作是提高农业生态效益的需要
传统耕作作业环节多，成本高，有机质还田量低，耕层结构变差，资源能源双消耗。保护性耕作与传统耕作比较有如下优点：
1、降低地表泾流60%左右，减少水土流失80%。 2、减少大风沙60%左右。 3、提高水分利用率17%—25%。 4、种植春玉米增产16%，冬小麦增产13%。 5、增加土壤肥力，提高土壤有机质含量。 6、节约人畜用工50%—60%。 7、提高经济效益，收入增加20%—30%。 二、关于保护性耕作概念的界定
（一）我国目前关于保护性耕作的界定：保护性耕作泛指保土保水的技术措施。 1、以减少农田土壤侵蚀、保护农田生态环境为目的。 2、通过少耕、免耕地表微地型改造及地表覆盖技术为手段。 3、实现生态效益、经济效益及社会效益的协调发展。
（二）从技术类型上分： 1、改变微地形为主的等高耕作。
2、改变土壤物理性状为主的少耕/深松/免耕等。 3、增加地面覆盖为主的秸杆覆盖/留茬/残茬覆盖等。
（三）概念：地表覆盖残茬30%以上，少动土高保续可持续的耕作技术。
保护性耕作原理及效果图 保 土 培 肥 节 水 稳产高产 少免耕垄沟专用配套 地表覆盖 栽培管理 少动土 少裸露
三、国外保护性耕作研究推广现状 （一）北美地区应用的重要保护性耕作类型
1、免耕：除播种外，不进行任何形式的土壤耕作、化学除草，主要依靠于免耕播种机，播种、覆土、镇压（施肥、施药）作业一次完成。
2、条耕：条状翻搅播种区域，翻搅带不大于垄宽的1/3。
3、垄耕：除播种和做垄外（播种搅动不超过垄宽的1/3）一般不进行其它形式的土壤耕作，化学除草和机械除草相结合，作物秸杆留于垄沟，作垄可在春秋季节，播种时开沟、覆土、镇压一次完成作业。
4、留槎耕作：播种前或播种间全层扰动耕层一次（深松或切耙），化学除草和/或机械除草相结合。 5、少耕：全层扰动耕层一次或以上，化学除草和/或机械除草相结合，作物秸杆覆盖率小于30%但大于15%。 （二）世界上保护性耕作的发展历程
20世纪30—40年代：主要针对传统的机械化翻耕在水蚀、风蚀方面存在的弊端进行机具及耕法的改良，提出少耕、免耕及深松等保护耕作法，研制出深松铲、凿或犁等不翻土的农机具。20世纪50年代后：机械化免耕技术与保护性植被覆盖技术同步发展，带来的杂草蔓延或覆盖低温等技术原因导致该项技术推广缓慢。20世纪80年代以来：随着耕作机械的改进，除草剂以及作物种植结构调整，保护性耕作范围不断扩大。美国2004年实行免耕、垄作、覆盖耕作（指浅松留茬）和少耕
（指深松耕）技术占全国耕地的62.2% 。目前保护性耕作在苏联、加拿大、澳大利亚等国家的半干旱地区也开始广泛的推广应用，据统计迄今世界上约有7200万公顷的耕地已经开展保护性农业技术。
四、我国目前应用的主要保护性耕作技术模式
据中国耕作制度研究会1990年不完全统计，我国各类保护性耕作技术应用面积达2000万顷，以免耕套种占多数。其中麦田夏玉米免耕套种与铁茬播种占1/3，棉花与绿肥免耕特征免耕套种近1/3，水稻板田播麦、油菜、绿肥等约1/6，机械化深松和耙茬约1/6。2003年农业部组织进行了机械化免耕加秸杆还田示范项目，涉及北方13个省市区的25个示范点，其中仍以秸杆翻入土壤为主，秸杆表面覆盖的极少。
（一）东北地区的主要措施：从20世纪70年代开始，在原有的垄作基础上由原来的垄翻改为平翻，改畜力为机械动力，实行翻耕、深松与耙茬相结合。作用目的：保墒、抢农时，提高早春地温，防止风蚀，为进一步培肥地力，应将秸杆还田与少免耕相结合，同时解决秸杆覆盖条件下地温回升及作物出苗等技术问题。
（二）华北地区主要措施：实行两熟制，秋季麦种前进行土壤基本操作，多采用翻耕或旋耕，下茬免耕套种或免耕（缺茬）播种。机械化秸杆还田尚在推广中，秸杆仍以翻埋为主，地面覆盖极少。20世纪70年代末期，原北京农大引进和试验少免耕技术原量，并研制了我国第一代免耕播种机，开展了夏玉米免耕覆盖技术的研究及推广。
（三）西北地区：该区属于干旱半干旱地区，干旱少雨，坡地多，保土保水为该区土壤耕作的主要任务。生产状况：目前该区仍以传统耕作为主，保护性耕作主要微地型的水土保持耕作法，现代的秸杆覆盖与少免耕技术应用尚少。研究现状：西北农业科技大学研究的坡地水土保持耕作法、小麦和地膜覆盖耕作、小麦高留茬秸杆全程覆盖耕作；山西农科院试验成功的旱地玉米免耕整秸杆半覆盖技术；中国农业大学保护性耕作中心研究的机械化免耕覆盖技术。
（四）南方地区：南方农田当前仍以传统耕作为主，基本耕作为畜力或机械翻耕。少免耕的主要内容是传统的免耕套作（稻田套麦、油菜、紫云英）与稻后板田播种小麦、油菜、绿肥等。另外还有两种近年开始流行水田少、免耕作法，一是针对西南地区冷漫田、烂泥田、深沤田等冬水田变传统平作为垄作，种植、养殖小培肥有机结合的水田半旱式少耕法，二是变稻田翻耕为旋耕。
五、我国保护性耕作技术发展存在的一些问题
（一）缺乏保护性耕作发展的总体规划，未形成适合不同地区耕作制度特点的保护性耕作技术体系，如西北及农牧交错等干旱半干旱地区，虽然开始保护性耕作技术研究多年，但缺乏区域发展总体战略指导，技术分散，未形成保护性耕作主导技术和配套体系。作为我国粮食生产区的东北平原、华北平原和长江中下游平原，由于多年来连续种植高产作物，土地重用轻养，导致土壤肥力和有机质下降，保护性耕作技术薄弱而且面积有限，此外，针对不同种植制度高产条件下的保护性耕作研究少，部分地区实行保护性耕作技术后导致产量下降等。
（二）保护性耕作尚存许多配套技术问题没有解决
1、在土壤耕作方面没有形成与种植制度相适应的土壤耕作体系和轮作制。
2、缺少适合不同地区、不同种植制度的保护性耕作专用配套机具，而且已有的机具性能不完善。 3、低温问题特别是早春温度回升较慢，影响作物播种、发芽和幼苗早期生长及作物产量。
东北黑土区保护性耕作模式
