墾區(qū)耕作模式討論
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引言
保護(hù)性耕作是保護(hù)農(nóng)田、提高土地綜合生產(chǎn)能力、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和提高可持續(xù)發(fā)展水平的必然選擇。我國是耕地資源和農(nóng)業(yè)水資源都十分緊缺的國家，提高單位土地面積產(chǎn)量是保證國家糧食安全最有效的措施之一，而制約糧食單產(chǎn)的關(guān)鍵要素是耕地質(zhì)量和農(nóng)業(yè)水資源［1］。針對這一問題，對新疆昭蘇墾區(qū)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)實施保護(hù)性耕作技術(shù)模式，采用深松—免耕—秸稈覆蓋等耕作措施，實行合理輪作，在不破環(huán)土壤耕層的前提下，通過增加降水的入滲，抑制水分蒸發(fā)，依靠秸稈覆蓋，最大限度地減少水分蒸發(fā)，科學(xué)合理利用農(nóng)業(yè)資源，有效解決昭蘇墾區(qū)農(nóng)業(yè)長年干旱低產(chǎn)的難題。
1存在問題分析
新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)4師77團(tuán)地處昭蘇盆地中部偏北，團(tuán)場耕地面積9530hm2，屬于高寒半濕潤冷涼型氣候，年降雨量400～600mm，無霜期110～120d。干旱、冰雹、霜凍和雪害等主要災(zāi)害性天氣成為制約墾區(qū)旱作農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要因素。傳統(tǒng)的鏵式犁耕作技術(shù)破壞了土壤結(jié)構(gòu)，降低了土壤水分含量，裸露的耕地表土被大風(fēng)揚(yáng)起，因常年過度放牧、毀草造田，造成干旱和水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，整個農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境不斷惡化［2］。
2蓄水保墑耕作新模式
農(nóng)業(yè)科技是確保國家糧食安全的基礎(chǔ)支撐，是突破資源環(huán)境約束的必然選擇，針對傳統(tǒng)耕作技術(shù)存在的主要問題，將深松少耕、秸稈粉碎還田、化肥深施、免耕播種和精量播種、非化學(xué)除草等農(nóng)業(yè)新技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，對墾區(qū)旱作農(nóng)業(yè)蓄水保墑耕作模式、提高自然降水利用率、改善土壤質(zhì)量進(jìn)行總結(jié)概括。
2.1免耕播種蓄水保墑耕作模式
旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，主要是解決土壤的保墑性。保護(hù)性耕作技術(shù)的核心是圍繞土壤增加雨雪入滲，減少地表徑流，在保證作物出苗率的情況下控制好秸稈覆蓋率和覆蓋量來提高保墑性［3］。油菜耕作技術(shù)模式:①當(dāng)年10月前收獲春小麥(留茬高度不低于20cm)機(jī)械秸稈粉碎還田→免耕播種機(jī)施肥→次年4月免耕播種油菜→機(jī)械噴灑除草劑、殺蟲劑及葉面肥(2～3遍)→機(jī)械收獲。②當(dāng)年10月前收獲春小麥(留茬高度不低于20cm)機(jī)械秸稈粉碎還田→機(jī)械深松→機(jī)械施肥→次年4月機(jī)械噴施除草劑→次年4月免耕播種→機(jī)械噴灑除草劑、殺蟲劑及葉面肥(2～3遍)→機(jī)械收獲。春小麥耕作技術(shù)模式:當(dāng)年10月收獲油菜(留茬高度不低于20cm)機(jī)械秸稈粉碎還田→聯(lián)合整地機(jī)耙地、梳草→免耕播種機(jī)施肥→次年4月免耕播種→噴灑除草劑、殺蟲劑→機(jī)械收獲。
2.2抗旱保墑效果分析
作為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，土壤水分基本來自自然降雨和雪水。根據(jù)長期氣象觀測記錄，昭蘇墾區(qū)年降雨量400～600mm，而年蒸發(fā)量1200～1800mm，是總降雨量的2～3倍。因此，保護(hù)耕作技術(shù)通過少耕深松、秸稈地表覆蓋、蚯蚓孔道和疏松土壤以及腐爛的植物根系通道等減少地表徑流和水分蒸發(fā)，從而增加田間貯水量和保墑性(見表1、2)。表1可以看出保護(hù)性耕作比傳統(tǒng)耕翻地在土壤含水率上平均高11.2～12.8個百分點(diǎn)，土壤緊實度高8.3個百分點(diǎn)。調(diào)查顯示，隨著保護(hù)性耕作技術(shù)實施年限的延長，經(jīng)過秸稈腐爛分解，土壤含水率、蚯蚓數(shù)量以及土壤有機(jī)質(zhì)含量都呈增加趨勢。經(jīng)項目觀測點(diǎn)觀測，傳統(tǒng)翻耕地沒有蚯蚓，而保護(hù)性耕作3年來分別增加為1～4條m
2．3土壤質(zhì)量改善
(1)安全有效的農(nóng)田病蟲草害防治可以起到緩解化學(xué)防治的環(huán)境壓力，同時秸稈粉碎還田，大量的田間秸稈和收割及自然掉落的作物種子經(jīng)過萌發(fā)生長，可進(jìn)行長時間(9月初—11月中旬)放牧，部分秸稈、雜草及次生苗經(jīng)牲畜過腹還田，有機(jī)質(zhì)含量提高0.03%(見表3)，有利于培肥地力［4］。
(2)少、免耕使得掉落的雜草種子留在土壤表面，鳥類及其他動物的捕食、病原體作用及其萌芽都消耗雜草種子數(shù)量，草害發(fā)生量低［4-5］。
(3)輪作創(chuàng)造了一種不穩(wěn)定的土壤環(huán)境，破壞了雜草的生活環(huán)境，使雜草不能形成優(yōu)勢種群［4］(見表4)。2007年6月持續(xù)1周的高溫干旱，77團(tuán)50%的小麥地塊發(fā)生嚴(yán)重小麥葉枯病，發(fā)病率70%，而免耕小麥地因氣溫低，濕度大，葉枯病發(fā)生晚，發(fā)病率5%，錯過了葉枯病發(fā)生高峰期，減少和降低農(nóng)藥使用量。
4結(jié)論
保護(hù)性耕作是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣、效益最好的一項旱作農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)，是人類與自然協(xié)調(diào)發(fā)展過程中的必然選擇。保護(hù)性耕作能較好地解決土地資源的保護(hù)與利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。昭蘇墾區(qū)作為國家糧食生產(chǎn)基地，應(yīng)把保障國家糧食安全作為首要任務(wù)，遵循農(nóng)業(yè)科技規(guī)律，把提高土地產(chǎn)出率、資源利用率，把生產(chǎn)生態(tài)協(xié)調(diào)作為基本要求，依托農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，確保旱作農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(1)昭蘇墾區(qū)6月中下旬至7月是作物的最大需水需肥期，高溫干旱天氣，使作物提前成熟，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，產(chǎn)量降低;實施少、免耕作的地塊地溫低、蒸發(fā)量小，能有效緩解旱情。如遇長期干旱(如2008年)，抗旱能力可延長15～20d，從而延長小麥揚(yáng)花和灌漿期，延長油菜開花期。小麥單產(chǎn)可提高1200kghm2，油菜單產(chǎn)可提高735kghm2。2009年雨水充沛，平均單產(chǎn)超出歷史平均5%。
(2)由于實施少、免耕作業(yè)，不必秋翻、深松(幾年1次)、整地，減少了機(jī)械作業(yè)費(fèi)用。2006年節(jié)約機(jī)械費(fèi)111.30元hm2，2007年節(jié)約246.00元hm2，2008年節(jié)約394.50元hm2，5年來保護(hù)性耕作面積0.67萬hm2，共節(jié)約成本510萬元。
(3)由于少、免耕作地不進(jìn)行秋翻，且秸稈100%還田，大量的田間秸稈和收割及自然掉落的作物種子經(jīng)過萌發(fā)生長，可進(jìn)行長時間(9月初—11月中旬)放牧，部分秸稈、雜草及次生苗經(jīng)牲畜過腹還田，培肥了地力，促進(jìn)了農(nóng)牧業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
(4)少、免耕耕作可以增加土壤的保墑性，減少地表徑流，防治水土流失，減少風(fēng)蝕、水蝕、大氣污染，抑制沙塵暴，培肥地力，穩(wěn)定作物產(chǎn)量，提高廣大農(nóng)牧職工收入，確保了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。