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导语:土地精耕是提高水、肥、药利用率,促进作物生长,提高作物产量的重要途径。
保护性耕作、深松和激光平整是土地精耕、整理的三项关键技术。
一、保护性耕作中国水土流失严重。据统计,我国每年表土流失量超过50亿立方米,水土流失耕地面积约1万平方公里。
世界权威杂志《科学》()曾发表文章“土壤碳管理”(ManagingSoilCarbon)认为:农田耕作会导致土壤的碳流失,进一步加剧了土壤侵蚀。
保护性耕作能有效减少土壤碳的流失,提高土壤肥力。
保护性耕作(conservationtillage,CT)的主要特点是不耕地,用稻草覆盖地表,这在改善农田土壤质量方面主要体现在以下几个方面:
减少土壤径流
与传统耕作相比,保护性耕作可以减少40%以上的土壤径流,在干旱年份减少60%的土壤径流;
增加土壤有机质
随着保护性耕作的长期实施,土壤有机质每年可增加0.03%,土壤由“黄”变“黑”,蚯蚓数量可达到30/㎡
减少水分蒸发
冬小麦休闲期,与传统耕作相比,保护性耕作可减少水分蒸发19.7mm。
减少CO2排放
随着保护性耕作的实施,冬小麦季CO2减排量可达到27.1%;
增产效果明显
在14个作物产量数据中,13个表现出增产效应。其中,玉米增长4.5%,小麦增长7.6%,小杂粮增长10.1%,大豆增长18.7%。
自年以来,中国的中央一号文件一直呼吁发展保护性耕作,这一文件已实施8年。《国家粮食安全中长期规划纲要(-)》提出“改进耕作方式,发展保护性耕作”。
农业部每年投资万元,示范推广保护性耕作技术。国家发展和改革委员会、环境保护部、水利部和林业部都将保护性耕作列为农业环境保护、农田减排、抗旱节水、防沙治沙的重要措施。
截至年底,中国保护性耕作实施面积已超过万小时㎡,占全国耕地面积的6.4%。中国谷物秸秆燃烧产生的碳排放量约为万吨。
据估计,保护性耕作每年可减少秸秆燃烧产生的碳排放30.5万吨。如果保护性耕作在全球范围内得到推广和应用,它将在未来10年内抵消约三分之一的燃料碳排放。
陈源泉等人对不同地区的保护性耕作进行了大量调查。结果表明,采用保护性耕作技术可使作物增产7.1%~49.2%,降低生产成本2.5%~66.9%。因此,保护性耕作在水土保持、节能减排、节约成本等方面具有显著的效果。它是解决我国农业资源短缺和浪费的重要途径,应得到高度重视和大面积推广。
二、深松深松是一种取代传统耕作的土地整理技术。通过松土、破犁底层和增加深耕层,改善了土壤的透水性、透气性和团聚体结构,使雨水更容易渗入土壤,有利于作物根系发育,提高蓄水保水能力。
国外对深松技术和机具的研究始于20世纪50年代。欧美等西方国家的深松技术已经形成了比较完善的体系。
年,Larson和Clyma建议使用电渗技术降低深松铲的阻力,在粘土中可降低11%的耕作阻力、39%的最大耕作阻力和约32%的能耗。
国内对深松理论的研究始于20世纪70年代,逐渐形成了我国的“深松耕作法”。
年,吉林大学佟金教授发明了仿生减阻深松铲,取得了良好的减阻效果。中国农业机械化研究院在中低产田的试验表明,与未深松的对照田相比,机械化深松田的增产效果明显。
玉米、大豆、甜菜和马铃薯的平均增产率和增产率均分别为:kg/h㎡,20%;~kg/h㎡,12%~%;t/h㎡,%;kg/h㎡,%,深松还可提高灌溉用水30%的利用率。
目前,我国深松技术仍面临两大问题:减阻和防堵塞。因此,深入研究保护性耕作条件下的深松减阻防阻技术是我国保护性耕作机理研究中需要进一步突破的关键技术。
三、激光平地农田表面粗糙度直接影响灌溉效率和灌溉效果。农田地表不平造成的灌溉水浪费率超过20%,同时影响作物生产。
中国农业大学已成功研制出旱地激光平地机。其激光发射器PTZ集成了JP3激光扫帚,可形成倾斜的激光平面。
在中国的水稻生产中,一直有“寸水不过田”的要求。传统的手动调平、动物调平、拖拉机调平和拖拉机调平方法主要依靠目视检查和经验。
整平后,高差仍在10cm以上,高差与场地面积成正比。
为解决水田精确平整的问题,华南农业大学成功研制出1PJ系列水田激光平地机,鉴定结论为“水田平整技术和机械领域处于国际领先水平”。
结果表明,激光平地机平整精度可达3cm,节约了灌溉用水,提高了水稻产量,具有显著的经济效益和社会效益。
总结:对农业机械化工作来说,以往农业机械化谈论最多的是提高劳动生产率和土地生产率,只要农业生产任务按时完成、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。
通过保护性耕作、深松和激光平地3项技术,深耕深翻、开荒种地,发展了生产,增强了土壤水分,提高了农业效益。