农业技术推广案例保护性耕作与农业可持续发展姓名：朱红波学号：2010405010单位：机械电气工程学院保护性耕作与农业可持续发展摘 要:当今人类正面临着全球气候变暖、资源短缺、耕地退化和人口膨胀的巨大挑战。发展保护性耕作有助于解决这些问题，促进农业可持续发展。保护性耕作能减少土壤风蚀与水蚀，减少土壤耕作次数，减少土壤压实程度，保护和改善土壤结构，从而提高播种质量，提高作物产量，是发展农业的重要措施。为此，通过对发展保护性耕作的背景和意义的分析，论述了目前我国免耕播种机发展的现状及存在的问题，并探讨了免耕播种机械化技术在昌吉州农业生产中的推广与应用，指出了免耕播种机在新疆具有广阔的发展空间。关键词:农业工程；保护性耕作；综述；免耕播种机；发展；推广AbstractHuman beings are facing great challenges today on global warming， resource shortages, land degradation and population explosion of great challenge. Development of conservation tillage can help solve these problems and promote sustainable agricultural development. Conservation tillage can reduce soil erosion by wind and water erosion, reduced soil tillage times, reduce soil compaction, protect and improve soil structure, thereby enhancing the sowing quality, increase crop yield, is an important measure for agricultural development. Therefore, the development of conservation tillage on the background and significance of the analysis, discusses the current status of the development of no-tillage planter in China and problems and to explore the no-tillage planting mechanization in agricultural production Changji the promotion and application of , pointed out the no-tillage planter in Xinjiang has a broad space for development.引言：保护性耕作技术是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆、残茬覆盖地表，减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。保护性耕作的大多数作业必须由机械完成，其所用机具种类比传统耕作机具少，但主要机具的结构和性能一般比传统机具复杂且要求高，特别是免耕播种机是保护性耕作的关键机具。免耕播种机质量的好坏是保护性耕作技术能否大面积推广的决定性因素。一、保护性耕作的起源及国内外发展概况1.起源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。2.国外发展概况目前保护性耕作面积占耕地面积60以上的国家主要在北美洲(美国、加拿大等)、南美洲(巴西、阿根廷、巴拉圭等)和澳洲(澳大利亚等)，欧洲保护性耕作面积占15左右。亚洲、非洲和前苏联国家保护性耕作面积相对较少。3.国内发展概况我国干旱及半干旱耕地面积占525，遍及北方16个省市区。西北干旱、半干旱地区，存在着土壤贫瘠、产量低、农民生活贫困和风蚀沙化、水土流失两大问题。需要既保护环境又增产增收的耕作技术。华北一年两熟灌溉区存在着作业成本高、地下水严重超采、能源消耗大以及焚烧秸秆等资源可持续的问题。需要既保持高产，又减少资源消耗、降低成本和大气污染的可持续耕作技术。主要发展过程如下：试验阶段(19911999年)1991年中国农业大学、中国农业科学院、山西省农机局等合作，开始了机械化保护性耕作系统试验。先后在山西、河北建立了一批试验区、测试区。试验设计了不同耕作和不同覆盖的处理。经过8年试验，证明保护性耕作在我国北方是适用的，可行的。筛选出了一批技术模式，开发出多种轻型保护性耕作机具。试验示范阶段(1999-2004年)1999年，开始在河北、辽宁、内蒙古、甘肃、陕西等一年一熟地区试验示范。2000年，开始在河北一年两熟地区系统试验。2002年，农业部“保护性耕作示范建设”项目启动。当年在12个省区建立38个示范县。保护性耕作进入政府推动阶段。示范推广阶段(2005年至今)2005年，中央一号文件提出“改革传统耕作方法、发展保护性耕作”。发展保护性耕作上升为国家政策。2007年，在北方15个省市区共建立国家级示范县173个、省市级示范县328个，示范推广面积204万公顷，应用免耕播种机8万多台。农业部计划2010年保护性耕作面积推广到400万公顷。二、保护性耕作技术现状1.保护性耕作的内容保护性耕作的内容主要包括以下几个方面的内容，一是保护性土壤耕作措施，这是保护性耕作的基本措施，如免耕、少耕、坡耕地等高耕作、沟垄耕作以及旱地在非耕不可情况下的防风蚀耕作等。二是保护性土壤耕作措施与作物残茬覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖等相结合的覆盖耕作。三是保护性作物种植，即通过合理的作物布局、轮作倒茬、间作、混作、套作、复种、插种等技术构建作物复合群体，增加农田的覆盖度和覆盖时间，防止土壤水蚀风蚀。目前我国实施的坡耕地、沙化耕地退耕还林还草工程是应用面积最大、效果最好、以种植保护性作物为主的农林结合、农牧结合的保护性耕作措施。四是保护性工程措施，如山坡地水平梯田建造及耕作方法、沙地衬膜种植法。五是农田防护林网和防风屏障的建植等。保护性耕作的功能是使农田土壤不受侵蚀，保持土层稳定的结构状况，改善土壤理化性状。核心是建成保土、保水、保肥的“三保田”，防止水土流失，保护生态环境，并可节本增效。目的是实现农作物的持续稳产高产。保护性耕作是实现农业可持续发展的主要技术措施。2. 保护性耕作技术的特点和意义（1） 由于地表土层松动减少，能够减少土壤水分蒸发和水土流失，覆盖的残茬还防能止水分蒸发，同时又是有机质的来源。（2） 减少耕作次数，大大降低耕作机组对耕作层的压实程度；保持了适当的空隙度，可减少土壤内有机质的分解速度，能持续供给腐殖质，促进土壤团粒结构的形成，有良好的蓄水保肥的性能。（3） 由于机组进地次数的减少，大大降低了耕作成本和劳动强度。（4） 防止风蚀和扬沙，解决农田冬春裸露易起沙的问题，对治理沙尘暴有明显作用，利于改善生态环境。三、保护性耕作对免耕播种机的要求农作技术与农作机具是农业生产中相互依存、相互制约的两个范畴，前者是后者产生和存在的前提并依赖后者而实现，后者为前者的实现而创制并能促进前者的发展。同样，保护性耕作的大多数作业必须由机械完成，其所用机具种类比传统耕作机具少，但主要机具的结构和性能一般比传统机具复杂且要求高，特别是免耕播种机( 又称免耕覆盖播种机、免耕覆盖施肥播种机) 是保护性耕作的关键机具。保护性耕作免耕播种机质量的好坏是保护性耕作技术能否大面积推广的决定性因素，故保护性耕作对免耕播种机提出了较高的要求：1. 播种机必须具备良好的清草排堵功能，能够有效地防止残茬和秸秆对机器的堵塞，在不利的条件下播种时田间通过性能良好。2. 开沟器应具有良好的破茬入土功能。免耕地面较坚硬又有作物残茬，故要求开沟器入土能力强，开出利于种子和根系生长发育的种沟，沟形应利于种子发芽，动土少，利于保墒。3. 覆土镇压装置性能良好，利于将湿土覆盖在种子上，并压实避免跑墒，提高种子的出苗率。4. 地面仿形功能良好。由于保护性耕作地表平整性比传统耕作差，地表不平度增加，为保证播深一致，播种机必须具备地面仿形功能。四、免耕播种机械化技术在昌吉州农业生产中的推广与应用新疆地处欧亚大陆中心，极端干燥少雨，年平均降水量仅为145mm，467万hm2已耕地均为旱地，土壤以灰钙土、白板土为主，土壤贫瘠，保水、保肥能力差，单产低而不稳。新疆北疆沿天山一带（包括伊犁河谷）属于一年一熟有余、两熟不足的地区，传统的耕作方式为一年一熟制。在这一地区推广麦收后复种，变一熟为两熟的关键是“早”字。同时，复播作物越早，产量越高，品质越好。试验研究表明，北疆石河子地区“北呼豆”品种7月每晚播1天（损失25积温），产量下降105kg/hm2；“合丰15”大豆品种在南疆6月24日播种，产量为2227.5kg/hm2，7月1日播种，产量为1680kg/hm2，7月8日播种，产量为1380kg/hm2，7月15日播种，产量为1125kg/hm2；另据北疆沿天山一带光热资源较好的石河子总场复播油葵试验结果，同一品种7月6日播种比7月12日播种增产315kg/hm2，含油率提高3%。而在7月21日播种产量仅720kg/hm2，含油率为6.7%，已失去其使用价值。因此，为了实现两熟优质高产生产，新疆农业科技人员研究总结了“两早配套”的复种模式，一般情况下复播应在7月10日前完成，越早越好。 但是，由于受播种机具结构的限制，以前作物播前要犁地、整地，然后浇水，加上腾地、清地，从麦收到播种最快也要7天左右，影响了播种的及时性，损失积温150以上。而且机械进地次数多，加大了作业成本，影响了复播的经济效益。近年来，随着茬地免耕播种机的研制成功，有效地实现了抢时播种。在“两早配套”早播、早发、早熟、促丰产栽培技术模式基础上提出了茬地覆盖少耕、免耕播种工艺和农业技术措施。 复播早作农业保护性耕作从2001年开始，昌吉州根据国内外农业耕作的发展趋势和我国农业部建立农业保护性耕作技术示范县的具体要求，就对农业保护性耕作技术进行研究和试验，如昌吉州农机推广站在2001年根据昌吉州农业生产的发展及昌吉州农业生产耕作的特点和条件，引进了免耕播种机械并进行了改进设计，在此基础上连续二年对免耕播种机械化技术进行了田间试验示范工作。奇台县、吉木萨尔县、阜康市、昌吉市和玛纳斯县等县市也相应的开展了免耕播种机械化技术推广应用的前期工作，通过几年的实践取得了宝贵的经验。本文就农业保护性耕作技术的核心技术免耕播种机械化技术在昌吉州农业生产中推广应用的效益做一点分析探讨，并在此基础上提出昌吉州粮食作物种植中和复播玉米、青贮饲草料及其它农作物中，推广应用免耕播种机械化技术需采取的措施和建议。1免耕播种机械化技术在国内的应用发展（1）免耕播种机械化技术的形成及发展免耕播种机械化技术是从60年代在我国旱作农业生产中提出应用并开始发展。最初称免耕法，主要是在早作农业生产中采取对耕作土壤不进行耕翻