不同保护性耕作模式的技术特征值及其量化分析

针对当前中国保护性耕作技术发展模式类型多样,缺乏统一的界定标准问题,从保护性耕作技术的“三少两高”（即少动土、少裸露、少污染、高保蓄、高效益）的基本原理出发,确定了保护性耕作模式的共性技术特征评价指标体系,并以吉林省粮食主产区4种玉米保护性耕作模式进行案例研究。结果表明,4种模式的与传统的生产方式对比,均表现出一定的“保护性”效果,但综合保护度表现出较大的差异,其中玉米留茬直播种植技术模式的综合保护度最高,为26.65;其次是玉米留茬垄侧种植技术,为25.37;玉米宽窄行交替休闲种植技术的综合保护性显著低于前两种模式,为16.01;玉米灭高茬深松整地种植技术模式的综合保护度最低,为13.45。因此,在技术推广示范的选择上应该优先选择综合保护度相对高的模式,对于综合保护度较低的模式,应该进一步加强技术研究以完善该技术模式。     

华北平原一年两熟保护性耕作体系试验研究

冬小麦-夏玉米一年两熟的种植方式在华北地区的农业生产中具有极为重要的地位。但是传统耕作方式使该地区的农业生产不可持续。保护性耕作技术是一种先进的保水保土的生产技术。该文在田间试验的基础上，研究了保护性耕作体系对作物产量、土壤容重、土壤含水率、土壤温度的影响，结果表明：保护性耕作能够提高作物的产量，增加土壤的含水率。其对土壤容重和土壤温度的影响并未对作物的生长产生不利影响。但是，从长远来看，对保护性耕作引起的土壤容重增加、温度降低的问题必须引起足够的重视。结果初步表明：以免耕加覆盖为主的保护性耕作体系可以在华北平原一年两熟地区试验推广。     

保护性耕作及氮肥运筹对玉米生长的影响

保护性耕作(以留残茬为主要方式)具有优良的保水增产作用以及防沙固土的生态效益已多见报道.目前对于保护性耕作条件下有关作物的研究主要集中在耕作方式对作物产量、生长发育、蓄水肥田以及土壤结构等方面的影响上.多数研究认为,保护性耕作可以引起土壤温度降低,微生物数量增加及活性增强;促进作物生长发育,提高产量;节水保墒,提高水分利用率;植株残体可以培肥地力,并且长期采用保护性耕作可以明显改善土壤结构和微环境[1-3].但是其对作物品质等方面的影响研究相对较少.为此,在研究保护性耕作提高作物产量的同时开展了其对作物品质的影响;分析比较了不同耕作方式下追施氮肥对玉米组织含氮量的影响和保护性耕作条件下玉米对氮素的吸收利用效率,为保护性耕作条件下实现玉米高产优质高效生产提供技术和科学依据.     

寒地玉米机械化保护性耕作技术及机具探究

玉米机械化保护性耕作技术是近些年我国农业区玉米耕作的重要方式,利用保护性耕作技术可借助其免耕、少耕的优势减少对土壤的耕种,同时将作物秸秆覆盖于地层表面,可有效减少寒冷地区土壤被风蚀或水蚀。近年来,寒冷地区陆续开始在各地推广使用玉米机械化保护性耕作技术,且效果斐然。基于寒冷地区玉米耕种实际,分析玉米机械化保护性耕作技术及其机具的使用。     

保护性耕作对玉米病虫害的影响及防治方法探究

保护性耕作模式在现代玉米种植中的应用非常普遍,是一种新型的现代农业耕种模式,不仅可以增加种植土壤中有机质的含量,还能够有效提高土壤的保墒能力。基于此,分析保护性耕作模式及其对玉米病虫害的影响,并提出相应的防治方法。     

甘肃河西地区保护性耕作应用情况初步调查

为掌握河西地区保护性耕作的类型、应用比例、优缺点、存在问题和农民群众对其的评价等基础资料,对该区保护性耕作的应用情况进行了调查。结果表明:河西地区保护性耕作类型单一,只有覆膜留茬免耕模式;保护性耕作应用比例普遍较低,在种植大田玉米上应用最多;覆膜留茬免耕对产量影响小,成本低,农民群众对其评价普遍较好。覆膜留茬免耕保护性耕作存在的主要问题是机械化程度很低,从而限制了它的持续发展。     

冷寒风沙区保护性耕作种植试验

该文对冷寒风沙区实施保护性耕作技术种植春小麦试验进行了评价和分析。试验结果表明在冷寒风沙区实施保护性耕作技术是可行的，取得了良好的增产效益、节本效益及社会效益。保护性耕作技术所用机具性能可靠，并能通过秸秆残茬覆盖的地表，实现化肥深施和免耕播种。试验结果为环京津数十个高原县的抗旱增收和治理沙尘暴提供了可靠的经验。     

华北平原缺水区保护性耕作技术

针对华北平原缺水地区农田生产效益偏低和地下水严重超采导致的生态环境问题,以建立节水、高产、固碳的华北平原缺水区保护性耕作集成技术为目标,在国家科技支撑计划长期支持下,建立了华北平原历时最长的保护性耕作长期定位试验平台(2001年—),开展了小麦/玉米两熟制保护性耕作理论和关键技术研究,集成了农机农艺结合的高产节水型保护性耕作技术体系,并在河北省进行广泛示范推广。主要结果:1)华北平原冬小麦/夏玉米一年两熟区保护性耕作具有固碳、减排、节水、提高土壤质量等生态效应。长期保护性耕作具有土壤养分分层表聚现象:0~5 cm土层的土壤C、N、P、K、有机质含量高于5~10 cm土层,旋耕(RT)和免耕(NT1:秸秆直立免耕;NT2:秸秆粉碎免耕;NT3:整秸秆覆盖免耕)处理土壤有机碳(SOC)的层化比率为1.74~2.04,显著高于翻耕处理(CK和CT)的1.37~1.45。保护性耕作的固碳效应与机制:保护性耕作实施9年后不同耕作方式年固碳量(0~30 cm)NT2处理为840 kg·hm~(-2)·a~(-1)、RT处理为780 kg·hm~(-2)·a~(-1)、CT处理为600kg·hm~(-2)·a~(-1),14年后土壤有机碳(0~30 cm)发生了变化,NT2处理为540 kg·hm~(-2)·a~(-1)、RT处理为720 kg·hm~(-2)·a~(-1)、CT处理为710 kg·hm~(-2)·a~(-1);长期免耕减少了土壤的扰动而降低了土壤碳的矿化率,土壤碳的累积主要固定在土壤大团聚体的颗粒有机碳中,固定态碳首先进入活性易分解有机碳库,然后缓慢转入稳定碳库。保护性耕作的减排效应:不同耕作系统全球增温潜力的计算结果表明,免耕是大气增温的碳汇,而其他耕作系统为碳源。NT处理每年农田生态系统净截留碳947~1 070 kg(C)·hm-2;CK、CT和RT每年向大气分别排放等当量碳3 364kg(C)·hm-2、989 kg(C)·hm-2和343 kg(C)·hm-2。保护性耕作的土壤微生物多样性机制:保护性耕作显著提高了土壤中真菌、细菌、氨氧化古菌和亚硝酸还原酶(nir K)基因的反硝化微生物的多样性,但对氨氧化细菌与含nir S基因的反硝化微生物的多样性影响不大。保护性耕作节水保墒的土壤结构与水力学机制:常规耕作对土壤有压实的作用,而保护性耕作改善了土壤结构,有效提高了储水孔隙、导水率、田间持水量和有效水含量,秸秆覆盖又能有效减少土壤蒸发,具有开源与节流双重节水机制。2)建立了趋零蒸发的麦田玉米整秸覆盖全免耕种植模式。在小麦/玉米一年两熟种植区,首次提出了玉米整秸秆覆盖小麦全免耕播种的种植模式,实现了小麦玉米全程全量秸秆机械化覆盖,形成土壤无效蒸发趋于零的保护性耕作体系与方法;研制了实现趋零蒸发的4JS-2型梳压机和2BMF-6型小麦全免耕播种机组,比目前推广的2BMFS-6/12小麦免耕播种机减少作业动力45.2%,降低作业费用33.3%。3)建立了3年一深松(翻)的少免耕-深松轮耕模式,集成了节水高产保护性耕作技术体系。制定了华北平原冬小麦/夏玉米一年两熟区保护性耕作技术体系等河北省地方标准,与农业、农机部门联合示范,推动了河北省保护性耕作技术的推广和应用。成果在河北平原冬小麦/夏玉米一年两熟区进行了示范推广,社会效益和生态效益显著,2013年获河北省科技进步一等奖。     

中国北方保护性耕作条件下深松效应与经济效益研究

保护性耕作技术是适应中国北方农业发展的一种新型耕作技术，它可以通过深松作业来消除因多年免耕出现的土壤变硬问题。目前对保护性耕作条件下深松的效应和经济效益缺乏深入的研究，在玉米深松过程中还出现的伤苗，功耗大和经济效益低等问题。该文试验研究了在中国北方保护性耕作示范基地上，从1993年开始，通过10多年的时间对保护性耕作条件下的深松效应，测定了传统耕作、深松覆盖和免耕覆盖3种不同耕作方式下的土壤容重、含水率，水分利用率和产量等数据，试验结果表明，在保护性耕作条件下，每4年对土壤深松一次可以解决土壤变硬问题，持续保持作物高的水分利用率和产量，并不需要年年深松。相对深松覆盖(年年深松)，4年免耕覆盖＋1年深松的耕作方式能提高25%左右的经济效益。同时，针对玉米深松过程中的问题，提出了玉米免耕播种和深松联合作业的方案，试验表明，玉米免耕播种和深松联合作业能有效解决玉米深松过程中出现的一系列问题，促进玉米生长，提高玉米产量，建议在中国北方玉米产区推广这一联合作业技术。     

中国北方一年两作区保护性耕作技术研究

该文主要研究适于中国北方半湿润偏旱区一年两作保护性耕作的技术模式。介绍了在“杨凌农业机械化保护性耕作新技术新机具试验示范园地"建立的小麦玉米一年两作区10种不同机械化保护性耕作的模式、试验方案以及自主研制开发的配套机具的性能;将不同模式与传统犁耕作业模式进行了对比试验与分析研究。结果表明：小麦生长全程秸秆粉碎还田、麦收后玉米免耕播种作业模式与传统犁耕无秸秆覆盖相比,小麦增产53%,玉米增产25％,土壤蓄水量增加1%～1.2%,各类保护性耕作模式土壤有机质平均增加1.03 g/kg 。另外,深松作业增产节水效果优于深耕作业;前茬小麦高留茬玉米免耕播种效果优于低留茬的玉米免耕播种。经济分析还表明,由于作物增产并降低了机械作业成本,保护性耕作技术模式的经济效益明显优于传统犁耕作业。     

玉米-小麦一年两熟保护性耕作体系试验研究

采用将夏玉米、冬小麦两季作物作为整体来研究适合华北一年两熟地区保护性耕作技术体系，确定了耕作和覆盖两个因素，包括免耕、深松、耙地、翻耕4种耕作方法，以及100%秸秆覆盖，50%秸秆覆盖和0覆盖3种秸秆覆盖水平。筛选设计了8种保护性耕作和2种传统翻耕共10种体系的试验方案。试验中测定了土壤含水量、容重、地温等参数和根系、产量等作物指标。试验结果表明，我国华北地区实施保护性耕作有利于节约用水，提高水分利用效率，增加作物产量。试验得出最适合的两种保护性耕作体系是：玉米-小麦全程免耕100%秸秆覆盖体系、玉米深松100%秸秆覆盖+小麦免耕100%秸秆覆盖体系。     

吉林省西部半干旱区保护性耕作发展SWOT分析与建议

吉林省西部位于我国温带半湿润和半干旱的过渡地带,是我国优质玉米、水稻和其他杂粮杂豆的重要产地。结合吉林省区域气候资源特征、农业生产现状和特点,通过SWOT分析方法,对区域开展保护性耕作的优势、劣势、机会及威胁4个方面进行系统分析,同时提出区域开展保护性耕作的具体建议,为其他地区开展区域农业保护性耕作工作提供借鉴。     

中国特色保护性耕作技术

国外多年的保护性耕作实践表明,旱地保护性耕作能减少土壤风蚀水蚀,抑制沙尘暴。项目研究目的是检验保护性耕作技术在我国的适应性、应采取的工艺体系及机具。从1991年开始,中国农业大学和山西省农机局等合作,开始农艺农机结合的保护性耕作系统试验,10年试验表明,保护性耕作不仅减少水土流失,而且增产增收。通过改进保护性耕作工艺,开发研制中小型保护性耕作机具,形成了中国特色的保护性耕作技术。主要特色在于用小型机具在小地块上实现保护性耕作、以及能在贫瘠的土地上获得较高产量,从而满足我国既要保护环境又要提高产量的要求。研究表明,我国北方自然条件、种植制度、经济水平等差别较大,在保护性耕作推广中需要分区采用不同的技术体系。     

肯尼亚玉米生产现状与产量限制因子分析

玉米作为肯尼亚的主要粮食作物,其种植和生产对于减少饥饿、保障国家粮食安全具有非常重要的意义。本文从玉米的种植、分布、多年(1961—2014年)产量变化等方面对肯尼亚玉米的生产和现状进行了介绍,结合当地的自然环境因素和农业生产管理水平,分析了肯尼亚玉米生产的限制因素,指出水、肥、种子质量是玉米产量提高的主要限制因子。通过对田间不同施肥处理玉米产量与水、肥投入的分析,提出采用集水-排灌技术,对玉米季降水进行调控和再分配;增加化肥投入量,尤其是增加磷肥施用,保证玉米生长所需;秸秆还田改善土壤结构等技术,最终实现玉米增产的目标。为在肯尼亚推广不同水、肥管理和耕作技术,开展玉米旱作高产种植提供理论支撑。     

松辽平原中部地区应对气候干旱变化的土壤耕作技术

近30a松辽平原中部地区气候变化显著,该地区玉米生产干旱风险增加。论文利用四平、长春等7个站点的逐日气候数据,分析了近30a松辽平原中部地区玉米季(5-9月)气候变化情况,研究发现该地区玉米季降雨量呈现减少趋势,平均温度、最高温度和最低温度均呈增加趋势;整体上玉米季干旱风险加剧,近10a发生频率为60%,增加幅度尤为明显。在此基础上,该文从土壤耕作技术应对角度分析了免耕(NT)、旋耕(RT)、翻耕(CT)和宽窄行(DL)等技术对土壤蓄水能力、透水性和紧实度的影响,探讨了不同耕作措施对土壤耕层结构的影响,比较了不同耕作技术下玉米产量差异,分析了土壤耕作措施对气候干旱变化的适应性。结果表明:以免耕和宽窄行技术为核心的保护性耕作技术是松辽平原中部地区应对干旱气候最为合理的土壤耕作技术,对于减小该地区玉米季干旱风险,提高玉米产量具有重要意义。     

旱作农田保护性耕作-液膜-施肥综合技术研究

在山西寿阳地区旱作春玉米保护性耕作试验基础上,增加液态地膜覆盖处理和肥料用量处理,研究不同耕作-液膜-施肥配合措施对土壤温度、土壤水分利用、作物苗生长和产量的影响。结果表明：与传统耕作比较,采用液态地膜覆盖后,免耕土壤苗期地表温度提高0.5~2℃,春玉米出苗数提高18%以上;玉米增产约5%;0～200 cm土壤水分增加21 mm;ET增加12 mm,为改善旱作保护性耕作-液膜-施肥管理综合技术效果提供依据。     

不同方法对保护性耕作的生态评价结果对比

应用生态经济学方法对农业生产技术进行综合评价是农业技术应用决策的重要参考,目前国际上存在各种不同的生态经济学评价方法,许多得到较为广泛的应用。但是不同方法的理论基础和评价侧重点不同、自成体系,应用单一方法难以全面系统评价农业技术。因此,该文基于农业技术评价的经济效益、生态功能以及环境影响3个方面的需求,选择目前国际上热门的能值、生态系统服务、生命周期评价3种生态经济评价方法对吉林省4种保护性耕作模式:玉米留茬垄侧种植技术(CT1)、玉米宽窄行交替休闲种植技术(CT2)、玉米留茬直播种植技术(CT3)和玉米灭高茬深松整地种植技术(CT4)的评价结果进行综合比较,探索吸收各种方法的优点用于系统综合评价农业生产技术的生态经济和环境影响效应的可行性。能值评价结果表明,4种模式的能值产出率高于对照模式9.6%,技术选择优先序是CT3CT4CT2CT1;生态服务价值评价结果表明,4种模式的生态服务价值是对照模式的2.1倍,技术排序是:CT2CT1CT3CT4;生命周期评价结果表明,4种模式的环境影响综合指数平均比对照模式低1.7%,技术排序为CT2CT3CT4CT1。研究结果表明3种方法的评价结果均显示了保护性耕作模式对于传统耕作模式在生态、经济和环境影响等方面都具有综合优势。但是,不同研究方法对于同一具体技术的评价结果有一定的差异。根据3种方法评价结果的排名平均计算,比较科学的综合排名结果应该是:CT2CT3CT4CT1。因此,采用单一方法难以全面系统评价某一具体的农业生产技术,在进行农业技术选择决策时,需要采取多方面、多方法进行综合评价,综合各种方法来选择合适的农业技术。     

南方稻田保护性耕作的研究进展与研究对策

就保护性耕作的由来和内涵、国内外发展现状作一综述,在指出我国稻田传统耕作方式存在的主要问题后,着重介绍了南方稻田保护性耕作的主要技术模式:即以免(少)耕、秸秆还田为主的保护性耕作技术和休闲期保护性耕作技术。稻田免(少)耕保护性耕作技术主要包括水稻免耕直播、免耕抛秧、免耕套播和免耕小苗移栽技术;秸秆还田为主的保护性耕作技术主要包括秸秆覆盖免耕栽培水稻和秸秆覆盖免耕旱作技术;休闲期保护性耕作技术主要包括冬春休闲和休闲期绿色覆盖技术。指出这些保护性耕作技术不仅具有传统栽培同样或更高的产量潜力,而且省工、节本、能减少水土流失,保持和改善地力,经济、生态效益显著。分析稻田保护性耕作存在的不足之处,提出发展对策。     

保护性耕作条件下的冬小麦田间管理

保护性耕作法是人类在遭遇严重水土流失和风沙危害之后逐渐研究和发展起来的一项新型土壤耕作技术。结合保护性耕作技术推广,针对当前黄、淮、海流域冬小麦生长现状,提出冬小麦生产应采取的技术措施和田间管理方法。     

保护性耕作对黑土微生物群落的影响

耕作方式通过影响土壤微生物群落而影响土壤生态系统过程。本研究以传统耕作玉米连作处理为对照,通过测定土壤微生物量碳及磷脂脂肪酸含量,分析了保护性耕作(包括免耕玉米连作和免耕大豆-玉米轮作)对黑土微生物群落的影响。结果表明,保护性耕作可显著增加土壤表层(0～5cm)全碳、全氮、水溶性有机碳、碱解氮和微生物量碳(P0.05),为微生物代谢提供了丰富的资源。同时,保护性耕作显著提高了土壤表层(0～5cm)总脂肪酸量、真菌和细菌生物量(P0.05),提高了土壤的真菌/细菌值,有利于农田土壤生态系统的稳定性。研究结果对于探讨保护性耕作的内在机制具有重要意义。