保护性耕作

第七节　保护性耕作

一、保护性耕作的基本概念

保护性耕作是相对于传统翻耕、裸露休闲的一种新型耕作技术。

保护性耕作是用秸秆残茬（包括地膜等材料）覆盖地面，尽量减少土壤耕作次数和对土壤的搅动量；或是创造地表微地形，增加地面粗糙度，既达到保土保水保护农田生态环境，又要保证农作物苗齐、苗壮和正常生长，最终实现高产高效的一种耕作技术。机械化是保护性耕作的唯一选择，因为主要作业如免耕播种、秸秆处理、深松耕作等，需要用农业机具来完成。

二、保护性耕作的基本技术

（一）免耕或少耕播种施肥技术

免耕或少耕播种技术通常采取的方式主要有两种，一是播种施肥处理作业方式，即用免耕播种机一次完成开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业；二是带状旋耕播种施肥处理作业方式，即用带状旋耕播种施肥机一次完成带状开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业。第一种方式主要适用于前茬作物为小麦等低秆作物的播种作业。第二种方式主要适用于前茬为玉米等高秆作物或根茬较大的作物的播种作业。其技术关键为选用适合该区的免耕播种机，同时选择与播种机相配套的施肥装置，确保化肥科学使用。

（二）秸秆残茬覆盖技术

通常采用以下四种处理方式。一是粉碎秸秆处理方式，即用秸秆粉碎还田机粉碎前茬作物秸秆后进行抛撒，使秸秆均匀的覆盖在地表；二是直立秸秆处理方式，是指在风沙大的地区，收获后对秸秆不做处理，秸秆直立在地里，播种时将秸秆按播种机行走方向撞压，使其倒伏在地表；三是留根茬处理方式，是指在使用作物秸秆的地区，作物收获时，留根茬高度到20～30厘米；四是粉碎浅旋处理方式，是指在风沙较大的地区，秸秆粉碎后，用旋耕机浅旋表土，使作物秸秆与旋耕层土壤混合。根据近年来宁夏的试验示范结果，适合宁夏不同类型区的覆盖方式主要有留根茬处理和粉碎浅旋处理两种方式。前者主要适合于冬小麦茬地种植冬小麦和小杂粮茬地种植玉米和春小麦茬地种植玉米，后者主要适合于玉米茬地复种冬小麦、玉米茬地种植春小麦和玉米茬地种植玉米。其技术关键为，根据不同条件、不同作物，选择采用不同的秸秆处理方式。

（三）杂草、病虫害控制和防治技术

通常利用喷洒化学除草剂或杀虫剂的办法控制杂草、病虫害，也可用浅松机等地表耕作机械或人工控制杂草。

（四）深松及少耕技术

表土处理通常采用的方式主要有三种。一是浅耙处理方式：当地表秸秆量过大，播种机不能正常作业时，采用圆盘耙或缺口耙将地表浅耙8～10厘米，以降低地表秸秆覆盖率，同时使农家肥和表土充分混合，以提高肥料利用率。二是浅松处理方式：土壤容重过大，地表坚硬，杂草过多或地表有明显的沟痕，影响播种机的正常通过时，采用浅松机对地表进行8～10厘米的浅松作业，以获得良好的种床。做到地表平整，无沟无痕无杂草，播种机播深稳定，能够顺利作业。三是浅旋处理方式：该技术是指地表的秸秆覆盖量过大，且秸秆集中成堆，地表不平整，影响播种机的通过时，采取旋耕机将秸秆残茬粉碎使其与表土充分混合的一项土壤耕作措施。近年来的试验表明，适合宁夏的表土处理方式：玉米地最好用浅耙处理；小麦如果施农家肥则选用浅耙，若不施农家肥，则用浅松或不做处理。对于秸秆覆盖量过大，或根茬较大，缺乏灭茬机具，导致播种无法进行的地方，也可以在播前采用旋耕处理技术，但会影响播后地表秸秆的覆盖量。

三、保护性耕作与土壤水分、土壤肥力

保护性耕作增产因素有两方面，即土壤水分增加和土壤肥力提高，这是影响产量最重要的因素。

（一）土壤水分增加

土壤水分的消耗主要有三种形式，第一是径流消耗，是无用的损失；第二是地表蒸发，也是无效的消耗；第三部分才是供给作物生长的有效耗水。根据测定，我国北方地区平地径流占降雨的10%左右，坡地可以达到30%多，蒸发占降雨的60%～80%，是主要消耗，有效耗水占10%～20%。要想增加有效水分，只能减少径流、减少蒸发。

1.保护性耕作减少径流

土壤径流发生的原因是降雨速度超过入渗速度，不能下渗的雨水就会沿地表流走。覆盖对减少水土流失的作用最大，是主要影响因素，占所有径流土地的47%；压实影响入渗而增加径流，作用占37%，是第二位影响因素；耕作的影响较小。实践表明：一般在有暴雨（大于40毫米降雨量）的年份，采用保护性耕作可减少径流量50%，减少土壤流失量80%以上。

2.保护性耕作减少蒸发

保护性耕作使地面温度降低、风速减小，从而减少蒸发。

（二）保护性耕作提高土壤肥力

1.土壤有机质、速效氮、速效钾提高

保护性耕作把大量秸秆通过覆盖的方式还田，直接增加有机质。减少耕作，特别是取消翻耕，可以间接增加有机质。调查结果表明，实行保护性耕作后土壤有机质每年增加0.06%，速效氮5年共增加4.42毫克/千克，约每年提高1.2%，速效钾5年共增加5毫克/千克，约每年提高0.8%，速效磷略有降低，5年共减少1.04毫克/千克，约每年下降2.4%。

2.保护性耕作增加蚯蚓数量

保护性耕作主要依靠作物根系和蚯蚓等穿插疏松土壤，蚯蚓数量多少是土壤肥沃程度的重要标志。根据测定，保护性耕作开展15年后，少耕覆盖、免耕覆盖的蚯蚓数分别为每平方米33和44条，而传统耕作是每平方米19条。分析原因是土壤含水量高，有机质多，没有翻耕土壤。

（三）保护性耕作对增产的不利因素及控制途径

1.地表温度降低

对玉米等春播作物，由于播种出苗阶段地温低1～2℃，对出苗产生不利影响。为了减少降低温度的影响，应采用清除种行上的覆盖物，以及疏松种行表土等措施。

2.播种质量不易保证

为了减少和降低不利影响，一方面要改进播种机性能，提高适应能力；另一方面播种前要检查地表状况，必要时进行秸秆粉碎、撒匀，耙地或浅松以适当减少覆盖量，疏松平整表土。

3.保护性耕作杂草控制较困难

保护性耕作必须更仔细地观察杂草情况，发现杂草，在幼苗时就及时喷施除草剂，或用机械锄草。

保护性耕作增产方面是根本的，不利方面则与管理水平密切相关。只要加强管理，注意克服或减低保护性耕作的不利之处，充分发挥它的优越之处，保护性耕作才能成功，才能获得最好的效果。

四、保护性耕作与杂草病虫害

目前主要用化学药品防治病虫草害的发生，也可结合浅松和耙地等作业进行机械除草。

（一）病虫草害防治的要求

为了能充分发挥化学药品的有效作用并尽量防止可能产生的危害，必须做到使用高效、低毒、低残留化学药品，使用先进可靠的施药机具，采用安全合理的施药方法。

（二）化学除草剂的选择和使用

除草剂的剂型主要有乳剂、颗粒剂和微粒剂。施用化学除草剂的时间可在播种前或播后出苗前，也可在出苗后作物生长的初期和后期。除草剂在播前或出苗前施入土壤中，早期控制杂草。播前施用除草剂通常是将除草剂混入土中，施除草剂和松土混合可联合作业，也可在施药后用松土部件进行松土配合。播后出苗前施除草剂，一般是和播种作业结合进行。施除草剂的装置位于播种机之后将除草剂施于土壤表面。作物出苗后在它的生长过程中，可将除草剂喷洒在杂草上，苗期的杂草也可以结合间苗，人工拔除。

（三）病虫害的防治

主要是依靠化学药品防治病、虫、鸟、兽和霜冻对植物的危害。一是对作业田块病虫害情况做好预测；二是对种子要进行包衣或拌药处理；三是根据苗期作物生长情况进行药物喷洒。

（四）施药的技术要求

根据以往地块杂草病虫的情况，合理配方，适时打药；药剂搅拌均匀，漏喷重喷率＜5%；作业前注意天气变化，注意风向；及时检查，防止喷头、管道堵漏。

（五）常用除草剂使用方法及注意事项

1.2，4-滴丁酯（2，4-D）属低毒除草剂

（1）作用特点　2，4-滴丁酯通过杂草的根、茎、叶的吸收，在体内输导。杂草中毒后，生长停止，叶片黄化、卷曲、茎扭曲，干枯死亡。

（2）防治对象　2，4-D丁酯主要用于防治一年生和多年生的阔叶杂草和莎草科杂草，对禾本科杂草无效。可用于玉米田土壤处理，防除阔叶杂草、一年生禾本科杂草及种子繁殖的多年生杂草。

（3）使用方法

麦田在麦田分蘖盛期至拔节前，杂草3～5叶期使用。春小麦田每公顷用72%2，4-D丁酯乳油40～50毫升；冬小麦田40～60毫升；春大麦田为35～40毫升；冬大麦田为30～40毫升。春燕麦田不宜使用。使用时先将药剂兑水稀释，然后喷洒。人工手动喷雾器喷洒时，兑水量每亩30～40升，喷雾机10～15升。对某些耐药性强的杂草，把2，4-D丁酯与其他除草剂配合使用效果更好。

玉米（高粱、谷子）田春玉米区在玉米播种后出苗前使用，每公顷用72%2，4-D丁酯乳油750～1500毫升。在沙壤土、沙土等轻质土壤及施药后降雨较大的情况下，要注意药剂会被淋溶至玉米种子所在的土层，产生药害。2，4-D丁酯也可在玉米4～5叶期，杂草基本出齐后进行喷洒。每亩用72%2，4-D丁酯乳油40～60毫升，兑水50～60升。

（4）注意事项　应在无风及风小天气进行，喷药田与阔叶作物田之间应留隔离带，不宜飞机喷洒。洒过2，4-D丁酯的器械要用热水、碱水洗刷干净。误服后会出现恶心、呕吐、呼吸衰竭等症状，应立即催吐、洗胃，口服硫酸亚铁溶液。

2.2甲4氯属于低毒除草剂

（1）作用特点　它通过植物的根、茎、叶吸收，杂草受药后叶片卷缩，柄茎扭曲，黄化、僵硬，最终干枯死亡。

（2）防除对象　主要用于防除一年生与多年生的阔叶杂草和莎草科杂草。芽前土壤处理时，对一年生禾本科杂草以及种子繁殖的多年生杂草也有强烈的抑制作用。

（3）使用方法

麦田　麦田使用2甲4氯应在分蘖始盛期至拔节前使用，每亩用20%的2甲4氯水剂250～300毫升，加水30～40升茎叶喷雾。为了提高对2甲4氯抗药性较强的猪秧秧、婆婆纳等杂草的除治效果，2甲4氯常与使它隆、百草敌、苯达松减量混用。

玉米田　在玉米幼苗4～6叶期时，每亩用20%的2甲4氯水剂175～350毫升加水喷雾，可防除一年生阔叶杂草和莎草科杂草。

（4）注意事项

2甲4氯常用于禾谷类作物，高粱与谷子应慎用。施用时注意不要飘移到棉花、油菜、豆类、蔬菜等作物上。

2甲4氯对皮肤及眼睛有刺激性，药剂接触皮肤，进入眼睛会引起炎症。误服会引起中毒，症状为呕吐、恶心，应立即送医院。

3.百草敌48%百草敌水剂属于低毒除草剂

（1）作用特点　百草敌是内吸传导型除草剂，喷洒在杂草上很快被茎、叶吸收。杂草受药后大约24小时后开始出现叶片畸形、卷曲、萎蔫，一周后变褐色，7～15天死亡。

（2）防治对象　百草敌可以防治麦田的阔叶杂草，如卷茎蓼、猪秧秧、野芥菜、麦瓶香等。在玉米田可防除藜、龙葵、车前等十几种野草。但百草敌对禾本科植物基本无效。

（3）使用方法

麦田　冬麦田在麦苗4叶以后至拔节前使用。大面积的使用应在分蘖末期，麦苗拔节后绝对不能使用。在秋播较早，冬前麦苗已达4叶，日气温在5℃以上的地区，也可在冬前使用。麦田单用百草敌以每亩20毫升为宜。超过这个用量对杂草的防治效果提高不明显，反而降低小麦生长的安全性。百草敌常与2甲4氯或2，4-D丁酯混用。百草敌在麦田的一次用药可以有40天左右的防治效果。

玉米田　百草敌可以用于玉米田阔叶草的防除。一是在玉米播后苗前使用，每亩用48%的百草敌水剂30毫升加水喷雾。二是玉米幼苗出土至玉米2叶期，即苗后早期施药。单用时亩用量为30毫升加水30～40升。三是玉米3～6叶期，即杂草3～5叶期时施药。玉米株高达90厘米或玉米抽雄时严禁施用。

（4）注意事项

①百草敌对双子叶作物敏感，施药时应避免药液飘移到双子叶作物田。同时严禁作物种子接触药物。

②如误服百草敌，必须大量服用清水，诱发呕吐，再找医生。百草敌对皮肤、眼睛有中等程度的刺激，药液进入眼中应用大量清水冲洗。

4.克芜踪（百草枯）对哺乳动物属于中等至高毒性

（1）作用特点　克芜踪能被植物的茎与叶很快吸收并传导。克芜踪的杀草机理是当药液喷洒在植物的组织上，有效成分被迅速吸收，破坏植物中的叶绿素，导致植物发黄、干枯致死。

（2）防治对象　克芜踪为灭生性除草剂，不具有选择性，能杀伤所有植物的叶绿素。但对多年生杂草的地下茎和根杀伤力差。克芜踪喷到土壤中后能十分迅速的被土壤黏粒与有机质强烈吸附而丧失活性。故对作物根部无影响，可以在播种后发芽前使用。

（3）使用方法

①播前少免耕灭草在作物播种前或出苗前使用克芜踪，可消灭前茬残留的杂草。可在小麦播前1～2天用20%的克芜踪水剂75～100毫升/亩加水30～40升均匀喷洒。

②宽行作物行间定向喷雾用于棉花、玉米等。用20%的克芜踪水剂，玉米田应在玉米株高70厘米以上至抽雄时使用，用量为75～100毫升/亩。

（4）注意事项　克芜踪对植物的绿色组织都有杀伤作用，所以施药时要避免将药液喷洒到作物上。

5.莠去津（阿特拉律）属于低毒型除草剂

（1）作用特点莠去津是选择性内吸传导型除草剂。以根　吸收为主，茎、叶也能吸收。杂草中毒症状是叶片褪色、失绿，从叶片尖端开始干枯，最后整株干枯。

（2）防治对象　主要针对一年生的禾本科杂草和阔叶杂草。对多年生杂草有一定的抑制作用。

（3）使用方法　莠去津适用于玉米、糜子（黍）、高粱、茶园、果园等，施药应在杂草萌芽前，最好播后随即用药，如苗后用药，应在杂草幼龄阶段且大多数杂草出齐时进行。

玉米（高粱、糜子）田用作春玉米播前或播后苗前土壤处理时，每亩用38%的莠去津300～400毫升（40%莠去津可湿性粉剂用量与水悬浮剂相同），药剂兑水30～40升，使用人工手动喷雾器喷洒；苗后茎叶处理每公顷使用38%的莠去津水悬浮剂，药量可降至200～300毫升，在玉米3～5叶期（阔叶杂草3～4叶期、禾本科杂草2～3叶期）加水喷洒。用作夏玉米播后苗前处理时，每亩可用38%的莠去津水悬浮剂200～300毫升。高粱、糜子（黍）田每亩可用38%的莠去津水悬浮剂300～400毫升，播后苗前加水喷洒。

（4）注意事项

①施药时应遵守农药安全使用操作规程。施药时避免药液污染皮肤，禁止喝饮料、吃东西和吸烟。

②药液溅入眼中要立即用清水冲洗，至少15分钟。药液污染皮肤时要立即用肥皂和清水洗涤干净。施药结束后要洗澡，并换上干净的衣服。

6.植保机具的选用

结合农村实际，以小型为主，可选用喷雾、喷粉机具和超低量喷雾机具。

五、保护性耕作的增收机理和生态效益

（一）保护性耕作具有显著的增收效果

保护性耕作增收原因有三个方面。一是通过增产来增收，称为直接增收。在管理措施得当，关键技术把握正确的情况下，保护性耕作会增产，而且随着采用技术年限的增加，增产幅度也会增加；二是间接增收。保护性耕作由于减少了翻耕、耙耱、镇压等作业生产工序，减少了农业机械进地次数，因而节约了开支，间接地增加了收入；三是节劳增收。保护性耕作能够有效减少农户对土地的劳动力投入，从而为他们腾出大量的闲余时间进城务工或忙于其他活路创造了条件。

（二）生态效益

1.保护性耕作减少土壤水蚀

测定结果表明，在有暴雨（40毫米以上）的年份，传统耕作土壤流失量为73.65吨，而保护性耕作技术为14.5吨，减少土蚀80%。在没有暴雨的年份，土壤流失量总体较少，传统耕作1.72吨，而保护性耕作为0.46吨，减少73%。

2.保护性耕作减少土壤风蚀，防止“沙尘暴”

（1）农田是“沙尘暴”的重要沙源地一般认为，沙漠是产生沙尘暴的主要原因。其实，这种理解是片面的。科学家研究表明，尘粒是产生沙尘暴的主要因素，而并非沙漠中的粗沙。沙漠是经过多年风蚀形成的，已经没有尘粒存留下来，留下的基本是大颗粒的粗沙，“飞”不起来。而能“飞”起来的尘粒主要存在于耕作的农田和荒漠的草地，耕作越多的农田，微粒含量越多。因此，裸露的农田是沙尘暴的重要沙源。其随风刮动，产生了愈来愈多的沙尘天气，农田耕作越精细，地表越光秃，土壤越绵软，产生沙尘暴的尘粒就越多。因此，实施以秸秆覆盖为主要内容的保护性耕作，既保住了土壤中的土，又减少了沙尘暴。

（2）保护性耕作是保护农田减少风蚀最有效的途径秸秆残茬降低风速，根茬固土，秸秆挡土，可以有效地减少土粒的飞扬。保护性耕作使地表湿润、增加团粒结构，也是减少风蚀的重要因素。试验测定表明：无论何种土壤、粗糙度如何，保护性耕作均有很强的减少土壤风蚀能力，只要保持30%的秸秆覆盖，其风蚀减少程度即可达到70%～80%。地边种树也是农田保护的重要措施，可以降低风速和阻挡沙粒滚动、跃动，但不可能阻挡上升的尘粒。所以农田保护，应该以保护性耕作为主，田边植树为辅。

（刘丰亮）