积 极 参 与 共 同 探 讨
探 讨 保 护 性 耕 作 模 式 推 广 保 护 性 耕 作 技 术
新 疆 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 体 系 研 究 陈 永 成 石 河 子 大 学 新 疆 石 河 子 胡 滨 新 疆 兵 团 农 机 局 新 疆 乌 鲁 木 齐 2007 年 10 月
Research on the Mechanized conservation tillage for Oasis Irrigation District in Xinjiang Chen Yongcheng.Shihezi University.Shihezi, China Hu Bin.Xinjiang Bingtuan Agricultural Machinery Burear.Urumqi,China
主 要 内 容 1 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 的 必 要 性 2 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 依 据 3 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 方 案 4 新 疆 兵 团 保 护 性 耕 作 试 验 示 范 推 广 概 况 5 结 论
1 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 的 必 要 性 新 疆 地 处 中 国 西 北 内 陆 干 旱 半 干 旱 气 候 区, 土 壤 以 灰 钙 土 棕 钙 土 为 主, 土 壤 贫 瘠, 有 机 质 含 量 在 1.5% 以 下, 属 于 旱 温 带 大 陆 性 气 候, 极 端 干 旱 少 雨, 年 平 均 降 水 量 仅 为 145mm, 且 风 沙 大, 水 份 蒸 发 快 长 期 以 来, 沿 用 以 铧 式 犁 为 主 的 连 年 翻 耕 的 传 统 耕 作 制 度, 在 促 进 农 业 增 产 增 收 的 同 时, 也 带 来 了 诸 多 负 面 问 题
第 一, 以 铧 式 犁 为 主 的 耕 翻 作 业, 随 着 土 地 熟 化 和 土 地 利 用 时 间 的 延 长, 使 土 壤 的 团 粒 结 构 遭 到 破 坏, 有 机 质 含 量 下 降, 保 墒 抗 旱 能 力 减 弱, 形 成 坚 硬 的 犁 底 层 又 影 响 土 壤 蓄 水 能 力 和 作 物 根 系 的 发 育 第 二, 传 统 耕 翻 作 业 在 除 去 地 表 残 茬 的 同 时, 也 破 坏 了 对 地 面 的 保 护, 加 之 新 疆 气 候 干 燥, 植 被 覆 盖 率 低, 造 成 地 表 裸 露, 风 蚀 水 蚀 严 重, 风 吹 尘 起, 沙 尘 天 气 频 繁, 给 新 疆 的 农 业 生 产 生 活 及 经 济 带 来 严 重 危 害
第 三, 传 统 机 械 化 耕 作 作 业 次 数 多, 作 业 量 大 而 集 中, 不 仅 能 耗 多, 农 业 生 产 成 本 高, 还 压 实 表 层 土 壤, 甚 至 湿 耕 强 耙 粗 播, 影 响 整 地 质 量 和 出 苗 保 苗 第 四, 铺 膜 播 种 技 术 滴 灌 技 术 等 大 力 推 广, 虽 然 有 利 于 作 物 的 生 长 发 育 土 壤 的 保 墒, 但 也 给 土 地 带 来 日 益 严 重 的 白 色 污 染
新 疆 荒 漠 化 土 地 达 101 万 km 2, 占 全 国 荒 漠 化 面 积 的 30%, 新 疆 总 面 积 的 60.9%, 为 中 国 最 大 的 荒 区, 全 疆 各 地 造 成 沙 尘 暴 日 数 4~64 天 / 年 水 土 失 面 积 达 11 万 km 2, 草 场 退 化 面 积 为 5.15 万 km 2 ; 盐 碱 化 面 积 11 万 km 2 土 地 退 化 造 成 的 中 低 产 田 占 耕 地 总 面 积 的 88.1% 新 疆 每 年 使 用 地 膜 5~6 万 吨, 年 残 留 地 膜 47~57%, 全 疆 耕 地 中 地 膜 残 留 已 超 过 25 万 吨, 大 部 分 留 在 表 层 土 壤, 降 低 产 量 由 于 干 旱 缺 水, 土 壤 沙 化, 新 疆 各 地 区 兵 团 师 局 弃 弃 牧 达 几 十 万 公 顷, 生 态 恶 化 造 成 的 直 接 经 济 损 年 平 均 达 55.5 亿 元, 对 新 疆 绿 洲 农 业 的 可 持 续 发 形 成 极 大 威 胁
2 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 依 据 国 内 外 对 旱 地 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 的 研 究 示 范 推 广 已 经 取 得 巨 大 成 功, 为 新 疆 灌 溉 区 进 行 机 械 化 保 护 性 耕 作 提 供 了 参 考 的 依 据 在 农 业 部 的 支 持 下, 新 疆 结 合 自 身 特 点, 就 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 体 系 及 配 套 机 具 作 了 积 极 有 效 的 探 索, 先 后 研 制 了 秸 秆 还 田 机 联 合 整 地 机 残 膜 回 收 机 滴 灌 带 回 收 机 深 松 机 茬 地 免 耕 半 精 量 播 种 机 等 系 列 机 具, 并 结 合 南 北 疆 各 区 域 特 点 气 候 和 土 壤 条 件, 因 地 制 宜 地 试 验 推 广 了 相 关 技 术 及 机 具, 目 前 在 秸 秆 还 田 及 综 合 利 用 联 合 整 地 残 膜 残 管 回 收 茬 地 免 耕 播 种 及 深 松 等 技 术 上 取 得 了 一 定 进 展 为 深 入 研 究 和 示 范 推 广 保 护 性 耕 作 技 术 奠 定 了 坚 实 的 基 础
3 新 疆 绿 洲 灌 溉 区 机 械 化 保 护 性 耕 作 技 术 方 案 3.1 单 项 技 术 1) 机 械 化 土 壤 深 松 技 术 深 松 作 业 的 蓄 水 保 墒 和 增 产 作 用 十 分 明 显 进 入 20 世 纪 90 年 代 以 来, 兵 团 已 对 全 方 位 深 松 作 业 和 机 具 作 了 大 量 的 试 验 研 究, 其 松 土 区 域 大 阻 力 小 效 率 高, 松 后 在 其 底 部 形 成 一 个 疏 松 的 鼠 道, 不 但 能 蓄 水 保 墒, 而 且 还 能 排 涝 脱 碱, 具 有 明 显 的 增 产 作 用, 深 受 欢 迎, 在 过 去 的 试 验 示 范 中 存 在 拖 拉 机 功 率 不 足 问 题, 随 着 大 功 率 轮 式 拖 拉 机 的 大 量 引 进, 这 个 问 题 应 该 得 以 解 决 目 前 这 种 全 方 位 深 松 机 已 成 系 列 化, 作 为 项 目 选 择 的 重 点
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2) 机 械 化 联 合 整 地 播 种 技 术 机 械 化 联 合 整 地 播 种 技 术 是 一 项 复 式 机 械 化 作 业 技 术, 可 在 耕 作 中 一 次 作 业 完 成 耕 整 地 施 肥 播 种 镇 压 等 作 业 环 节 在 耕 翻 地 深 松 地 中 一 次 作 业 完 成 上 述 作 业 环 节 减 少 了 拖 拉 机 进 地 次 数 和 对 土 壤 的 压 实, 提 高 了 作 业 质 量, 也 可 在 夏 收 后 的 未 耕 地 上 抢 时 间 进 行 复 播 作 业 目 前 与 中 型 拖 拉 机 配 套 的 联 合 整 地 机 已 推 广 使 用, 与 大 功 率 拖 拉 机 配 套 的 宽 幅 高 速 高 效 复 式 作 业 联 合 整 地 机 械 正 在 试 验 研 究 和 示 范 推 广 中
3) 机 械 化 少 耕 免 耕 播 种 技 术 机 械 化 少 耕 免 耕 播 种 技 术 是 一 项 主 要 的 农 保 护 性 耕 作 机 械 化 技 术 主 要 应 用 硬 茬 播 种 机 械, 一 次 作 业 可 完 成 施 肥 播 种 和 镇 压 等 作 业 环 节, 可 在 未 耕 地 ( 茬 地 ) 深 松 地 一 次 作 业 完 成 上 述 作 业 环 节 采 用 少 ( 免 ) 耕 机 械 化 作 业 工 艺 可 极 大 减 少 作 业 环 节, 抢 时 间, 争 积 温, 对 于 麦 收 后 复 种 具 有 节 本 增 效 增 加 农 工 收 入 提 高 农 业 的 综 合 效 益 的 特 殊 意 义 这 项 技 术 主 要 应 用 在 南 疆 各 师 和 北 疆 沿 天 山 一 带 部 分 师 团 的 小 麦 收 获 后 的 复 种 复 播 绿 肥 及 旱 地 饲 草 的 少 ( 免 ) 耕 播 种
4) 机 械 化 秸 秆 还 田 技 术 农 作 物 秸 秆 机 械 化 还 田, 不 仅 抢 农 时 争 积 温, 解 决 大 量 秸 秆 就 地 还 田, 避 免 焚 烧 带 来 污 染 环 境 的 问 题, 而 且 能 抑 制 土 壤 水 分 蒸 发, 减 少 地 表 径 流, 蓄 水 保 墒, 增 温 保 温, 保 护 土 壤 表 层, 改 善 土 壤 物 理 性 状, 提 高 水 分 利 用 率, 为 大 面 积 以 地 养 地, 增 加 土 壤 有 机 质 含 量, 改 善 土 壤 结 构, 培 肥 地 力, 节 水 抗 旱, 提 高 农 作 物 产 量, 建 立 高 产 稳 产 农 业 创 造 了 条 件 在 新 疆 兵 团 大 面 积 机 械 化 种 植, 土 壤 有 机 质 含 量 低, 不 能 大 量 施 用 农 家 肥 的 状 况 下, 采 用 秸 秆 机 械 化 还 田 技 术 更 有 特 殊 意 义
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3.2 组 合 技 术 方 案 1) 机 械 化 浅 翻 深 松 联 合 整 地 精 少 量 播 种 和 秸 秆 还 田 技 术 组 合 方 案 该 项 机 械 化 技 术 组 合 方 案 应 用 全 方 位 土 壤 深 松 机, 联 合 整 地 播 种 机 和 秸 秆 还 田 机 的 不 同 作 业 原 理 和 作 业 效 果 进 行 组 合 由 秸 秆 还 田 机 对 上 茬 作 物 粉 碎 还 田, 播 前 浅 翻 一 次,2~3 年 深 松 作 业 一 次, 采 用 联 合 整 地 机 整 地 机 械 铺 膜 膜 上 精 量 播 种, 在 浇 头 水 前 或 收 获 后 回 收 残 膜, 再 配 以 化 学 除 草, 防 止 病 虫 害 和 喷 灌 或 膜 下 滴 灌 技 术 这 项 技 术 组 合 方 案 适 用 兵 团 各 师 对 播 前 整 地 要 求 高, 需 铺 膜 的 棉 花 玉 米 甜 菜 等 作 物 的 高 产 栽 培
2) 机 械 化 深 松 少 耕 免 耕 播 种 和 秸 秆 还 田 技 术 组 合 方 案 该 项 技 术 组 合 方 案 应 用 全 方 位 深 松 机, 少 耕 免 耕 播 种 机 和 秸 秆 还 田 机 的 不 同 作 业 原 理 和 作 业 效 果 进 行 组 合 土 壤 深 松 作 业 每 2~3 年 进 行 一 次, 免 耕 播 种 机 在 经 秸 秆 还 田 机 处 理 过 的 茬 地 里 直 接 播 种, 采 用 化 学 除 草 病 虫 害 防 治 和 喷 灌 微 灌 技 术 这 项 技 术 组 合 方 案 适 用 于 复 播 作 业
3) 机 械 化 少 耕 免 耕 播 种 技 术 方 案 用 茬 地 覆 盖 免 耕 播 种 机 在 收 获 后 的 茬 地 上 直 接 作 业, 一 次 完 成 开 沟 施 肥 播 种 镇 压 等 作 业 环 节, 采 用 化 学 除 草 病 虫 害 防 治 及 喷 微 灌 技 术 这 项 技 术 方 案 重 点 在 南 疆 和 北 疆 沿 天 山 一 带 光 热 水 资 源 较 充 足 的 部 分 地 区 麦 收 后 复 种, 也 可 用 于 山 前 旱 作 区 和 饲 草 栽 培 生 产
4) 机 械 化 土 壤 净 土 工 程 技 术 方 案 这 项 技 术 是 针 对 新 疆 大 量 使 用 地 膜, 已 经 造 成 白 色 污 染 提 出 的 可 采 用 苗 期 残 膜 回 收 作 物 收 获 后 残 膜 回 收 和 可 降 解 生 物 地 膜 应 用 技 术 已 研 究 开 发 了 相 应 的 机 械 和 技 术
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4. 试 验 示 范 推 广 概 况 在 兵 团 农 机 具 的 努 力 下, 在 农 业 部 的 支 持 下,2004 年 以 来, 兵 团 农 七 师 129 团 农 六 师 奇 台 农 场 农 四 师 75 团 农 四 师 77 团 先 后 被 列 入 农 业 部 保 护 性 耕 作 项 目 示 范 县, 每 个 点 中 央 各 投 资 90 万 元 经 过 三 年 的 组 织 实 施, 项 目 团 场 不 断 开 展 试 验 示 范 活 动, 积 极 引 进 新 机 具 探 索 不 同 作 物 的 技 术 路 线, 并 通 过 各 种 措 施, 大 力 示 范 推 广 保 护 性 耕 作 技 术 ( 一 ) 技 术 模 式 根 据 保 护 性 耕 作 的 基 本 要 求, 结 合 团 场 实 际 情 况, 制 定 了 春 玉 米 一 年 一 熟 技 术 模 式 冬 小 麦 夏 玉 米 ( 青 贮 玉 米 ) 一 年 两 熟 技 术 模 式 春 玉 米 冬 小 麦 夏 玉 米 ( 青 贮 玉 米 ) 两 年 三 熟 技 术 模 式 等 三 种 保 护 性 耕 作 技 术 模 式
组 织 召 开 现 场 会 5 次, 普 及 人 数 1300 人
2006 年 7 月 兵 团 在 农 七 师 129 团 召 开 保 护 性 耕 作 现 场 会
1. 春 玉 米 一 年 一 熟 技 术 模 式 玉 米 茬 地 机 械 喷 施 除 草 剂 机 械 深 松 (2-3 年 一 次 ) 组 合 耙 切 地 免 耕 施 肥 播 种 机 播 种 春 玉 米 机 动 喷 雾 机 杂 草 及 病 虫 害 防 治 玉 米 联 合 收 割 机 或 青 贮 机 械 收 获 ( 留 茬 高 度 不 低 于 20cm)
2. 冬 小 麦 - 夏 玉 米 ( 油 葵 青 贮 玉 米 ) 一 年 两 熟 技 术 模 式 玉 米 茬 地 机 械 喷 施 除 草 剂 机 械 深 松 (2-3 年 一 次 ) 组 合 耙 切 地 免 耕 施 肥 播 种 冬 小 麦 机 械 防 治 杂 草 及 病 虫 害 机 械 叶 面 施 肥 联 合 收 割 机 收 获 小 麦 ( 留 荐 高 度 不 低 于 20cm, 秸 秆 粉 碎 还 田 ) 机 械 化 学 除 草 免 耕 施 肥 播 种 青 贮 玉 米 机 动 喷 雾 机 化 学 除 草 青 贮 机 收 获 青 贮 玉 米
3. 春 玉 米 - 冬 小 麦 - 夏 ( 青 贮 ) 玉 米 两 年 三 熟 技 术 模 式 玉 米 茬 地 机 械 喷 施 除 草 剂 机 械 深 松 (2-3 年 一 次 ) 组 合 耙 切 地 免 耕 施 肥 播 种 春 玉 米 杂 草 及 病 虫 害 防 治 玉 米 联 合 收 割 机 或 青 贮 机 械 收 获 ( 留 茬 高 度 不 低 于 20cm) 组 合 耙 切 地 免 耕 施 肥 播 种 冬 小 麦 杂 草 及 病 虫 害 防 治 机 械 叶 面 施 肥 联 合 收 割 机 收 获 小 麦 ( 留 荐 高 度 不 低 于 20cm, 秸 秆 粉 碎 还 田 ) 机 械 化 学 除 草 免 耕 施 肥 播 种 青 贮 玉 米 机 动 喷 雾 机 化 学 除 草 青 贮 机 收 获 ( 青 贮 ) 玉 米
( 三 ) 机 具 配 备 改 进 创 新 情 况 推 广 保 护 性 耕 作 技 术, 机 具 是 关 键, 对 兵 团 来 说 免 耕 播 种 机 又 是 机 具 中 的 关 键 在 机 具 选 型 上, 项 目 团 场 通 过 疆 内 外 考 察 学 习 引 进 试 验 改 进 示 范 现 场 会 等 多 种 形 式 和 渠 道, 选 定 了 适 合 本 地 的 保 护 性 耕 作 机 具, 保 证 了 保 护 性 耕 作 的 顺 利 进 行 项 目 实 施 期 间 共 引 进 各 类 保 护 性 耕 作 机 具 76 台, 其 中 小 麦 免 耕 播 种 机 10 台, 玉 米 免 耕 播 种 机 15 台, 深 松 机 10 台, 秸 秆 粉 碎 还 田 机 16 台, 机 动 性 喷 雾 机 4 台, 圆 盘 耙 6 台, 断 根 机 5 台, 大 中 型 拖 拉 机 6 台, 自 走 式 青 贮 收 获 机 4 台
( 四 ) 项 目 实 施 效 果 分 析 三 年 的 实 践 证 明, 保 护 性 耕 作 具 有 较 好 的 经 济 效 益 社 会 效 益 和 生 态 效 益 1. 经 济 效 益 采 用 免 耕 播 种 后 较 常 规 作 业 减 少 了 犁 地 平 地 整 地 三 道 作 业 工 序, 平 均 减 少 作 业 费 用 32 元 / 亩, 每 年 减 少 作 业 费 用 128 万 元 免 耕 播 种 夏 玉 米 ( 青 贮 ) 平 均 每 亩 增 产 200kg, 增 收 40 元, 年 增 加 效 益 80 万 元 免 耕 播 种 冬 小 麦 比 常 规 每 平 均 增 产 12kg, 每 亩 增 收 15.6 元, 年 增 加 效 益 40 万 元 保 性 耕 作 比 常 规 耕 作 每 亩 节 约 水 费 12.5 元, 按 保 护 耕 作 核 心 范 区 面 积 4 万 亩 计 算, 年 节 约 水 费 50 万 元 年 节 本 增 效 总 效 益 298 万 元
2. 社 会 效 益 和 生 态 效 益 通 过 实 施 保 护 性 耕 作 技 术, 一 是 提 高 了 土 壤 有 机 质 含 量, 保 护 性 耕 作 由 于 地 表 的 残 茬 秸 秆 等 覆 盖 物 分 解 后 增 加 了 土 壤 有 机 质 含 量, 减 少 了 农 田 土 壤 水 蚀 风 蚀, 提 高 了 土 壤 肥 力 二 是 增 强 了 抗 旱 节 水 能 力, 保 护 性 耕 作 通 过 少 耕 深 松 地 表 覆 盖, 增 加 了 畜 水 能 力, 大 幅 度 减 少 了 地 表 径 流 和 无 效 蒸 发, 保 水 保 土 效 果 十 分 显 著 三 是 通 过 秸 秆 残 茬 覆 盖 地 表, 作 物 根 系 可 以 固 土, 有 效 地 减 少 了 农 田 扬 尘 在 一 定 程 度 上 起 到 了 防 治 土 地 沙 漠 化 和 沙 尘 暴 的 作 用, 改 善 了 生 态 环 境
( 五 ) 经 验 体 会 1. 保 护 性 耕 作 节 本 增 效 效 果 显 著 保 护 性 耕 作 技 术 是 在 不 翻 耕 土 壤 的 情 况 下, 进 行 的 免 耕 播 种, 所 以 该 项 技 术 节 省 了 作 业 工 序, 每 亩 可 减 少 作 业 费 用 20-30 元 129 团 场 在 中 低 产 田 改 造 工 作 中, 充 分 发 挥 免 耕 播 种 机 的 作 用, 不 仅 减 少 了 作 业 层 次, 降 低 了 成 本, 同 时 延 长 了 作 物 的 生 长 期, 提 高 了 产 量 每 亩 可 节 约 机 力 作 业 费 用 32 元, 增 产 5% 以 上
2. 具 有 抗 灾 减 灾 作 用 效 果 显 著 2005 年 6 月 项 目 团 遭 受 了 冰 雹 灾 害, 受 灾 后 棉 田 绝 产, 需 改 播 青 贮, 如 按 常 规 作 业, 需 10 天 以 上 才 能 完 成 重 播 工 作 采 用 保 护 性 耕 作 技 术 免 耕 播 种 玉 米, 较 其 它 受 灾 团 场 常 规 重 播 地 块 播 期 提 前 6 天, 而 且 减 少 重 播 费 用 41 元 / 亩, 产 量 增 加 20%
3. 坚 持 因 地 制 宜, 实 事 求 是 的 原 则 保 护 性 耕 作 作 为 一 项 技 术, 有 它 的 地 区 适 应 性 和 局 限 性, 不 能 简 单 的 拿 来 就 用 不 耕 翻 土 地 的 前 提 是 要 保 证 良 好 的 种 床, 秸 秆 适 量 覆 盖 的 前 提 是 要 保 证 足 够 的 保 苗 株 数, 技 术 措 施 实 施 的 前 提 是 要 保 证 稳 产 或 提 高 单 产, 这 是 发 展 具 有 兵 团 特 色 的 保 护 性 耕 作 体 系 之 路 的 前 提
4. 抓 住 保 护 性 耕 作 的 关 键 技 术 保 护 性 耕 作 技 术 有 四 项 核 心 内 容, 除 免 耕 播 种 技 术 外, 其 余 三 项 技 术 在 兵 团 都 是 比 效 成 熟 的 适 用 技 术 近 年 来, 兵 团 每 年 推 广 少 耕 深 松 面 积 平 均 在 300 万 亩 以 上 ; 推 广 秸 秆 粉 碎 还 田 面 积 平 均 在 900 万 亩 以 上 ; 推 广 化 学 除 草 及 病 虫 害 防 治 面 积 平 均 在 1000 万 亩 以 上, 关 键 是 免 耕 播 种 技 术 的 推 广 应 用
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