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保护性耕作 保护性耕作定义 保护性耕作是相对于传统翻耕的一种新型耕作技术,迄今为止，国内外还没有形成比较一致的认识和提法，国外学者定义为：作物收获后保持保持农田表层30﹪残差覆盖最终达到防止土壤水蚀的耕作方式和种植方式，国内学者认为：以水土保持为中心，保持适量地表覆盖物，尽量减少土壤耕作，并用秸秆覆盖地表，减少风蚀和水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的耕作技术。 保护性耕作的内容 1 免耕播种技术 收获后不翻耕，在留茬地上直接用特制的免耕播种机播种 2 秸秆残茬处理技术 用大量秸秆覆盖地表，将耕作减少到保证种子出苗即可， 3 杂草及病虫害控制技术 主要用农药控制杂草和病虫害 4 土壤深松技术 不翻转土壤，不破坏土层结构，提高土壤含水量，降低土壤容重 由来及发展概况 19世纪末,美国实施西部大开发,大量干旱半干旱草原被开垦成农田,并采用机械化耕耙播种。由于连年翻耕,植被被破坏,土壤遭退化,导致了一场震惊世界的“黑风暴”。仅1935年美国就毁掉300万hm2耕地,冬小麦减产510万t。“黑风暴”推动了人们对传统耕作方法的反思和对保土保水新方法的探索。1937年美国俄亥俄州的农民试验发现,在保证播种质量和有效除草条件下,免耕能够获得相同的作物产量。经过20多年试验研究,20世纪60年代 美国开始推广免耕法,80年代成为美国主流耕作技 术,1995年更名为保护性耕作法。 我国少耕、免耕的农艺试验研究开始早、成果丰富: 1)60年代黑龙江国营农场免耕种植小麦试验,江苏的稻茬地免耕播种小麦研究; 2)80年代陕西省农科院“旱地小麦高留茬少耕全程覆盖技术”，山西农科院“旱地玉米免耕整秆半覆盖技术”，河北省农科院“一年两熟地区少免耕栽培技术”等。 通过多年的实验与验证，已进入推广阶段 保护性耕作的优点 保护性耕作与传统翻耕相比有三方面效益：一是社会效益：减少径流（水分流失）60﹪水蚀（土壤流失）80﹪左右，减少风蚀-农田扬沙，抑制沙尘暴，不烧秸秆，减少大气污染。二是生态效益：增加休闲期贮水量14﹪-15﹪提高水分利用效率15﹪-17﹪节约水资源，增加土壤肥力，有机质、速效氮、速效钾都得到提高，改善土壤结构土壤团粒结构和毛管孔隙度（含水孔隙）增加，大孔隙减少。三是经济效益，提高产量，减少作业工序，降低作业成本10﹪-15﹪，增加农民收入近30﹪. 1 节肥 保护性耕作从三方面节肥：秸秆还田补充有机质；减少土壤侵蚀与扰动减少营养物质流失；改善土壤结构、提高微生物活动水平,提高肥料利用率。 2 节水 保护性耕作减少径流； 保护性耕作秸秆覆盖抑制蒸发； 旱地农业可以提高水份利用效率20%左右，相当节水20%； 一年两熟灌溉地，可以减少一次灌水，节水50m3，占灌水量的20-25%。 3 节能 能耗大的原因：传统机械化作业工序多、能耗大;农业机械利用率低、浪费大；大部分机器性能差、油耗高；作业地块小、不平整，机耕道路差。 保护性耕作减少作业工序，特别是耕作与运输，显著减少燃油消耗。根据北方地区测算，可减少田间作业油耗25-35%。 4 保护环境 农民为了抢农时赶季节，就地焚烧秸秆，造成环境污染，严重时影响交通运输，实施保护性耕作，减少秸秆焚烧以及由此产生的CO2和N2O，减少了温室气体的排放. 保护性耕作的不足 地表温度降低 多数研究表明，早春地温回升较慢 播种质量不易保证 小型播种机的播种精度量不高 保护性耕作杂草与病虫害控制较困难 病害和害虫的发生提高15﹪-25﹪ 保护性耕作的关键机具 1 免耕施肥播种机 免耕施肥播种机除要有传统播种机的开沟、播种、施肥(少量)、覆土、镇压功能外,一般还必须有清草排堵、破茬入土、种肥分施和地面仿形功能,以满足免耕覆盖地的特殊要求。 a.清草排堵功能 b.破茬入土功能 c.种、肥分施功能 d.地面仿形功能 深松机 深松是一项基本的保护性耕作作业。与传统同的是,在秸秆覆盖地上作业,深松机需要防止秸堵塞,需要加大机梁的离地间隙,采用双梁结构等施。 表土作业机具 东北高寒易旱区技术模式 本区包括黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古部分地区，特点是气温低、无霜期短，春天风大，种植作物以一茬玉米或大豆为主，保护性耕作模式以抵御春旱、控制风蚀和恢复黑土肥力为主要目标。 主要的技术流程为:收割留茬—免耕播种—化学、机械、人工除草—垄沟深松、（追肥）、起垄—收获 哈尔滨农机化研究所的水稻免耕插秧机 免耕插秧的水稻苗 美国的Great Plain, Case, 中国农机院现代农装公司的 2BMG-24免耕施肥播种机 * * * 水 蚀 水蚀导致耕地退化 风 蚀 风蚀导致耕地粗砺化 构造传递空气、水和 空