保护性耕作与节水补灌技术组合应用
保护性耕作与节水补灌技术组合应用
日期： 2005-05-30 来源：《农机科技推广》2005年4期
一、保护性耕作技术
保护性耕作目前主要应用于干旱、半干旱地区农作物生产及牧草的种植，是对农田尽可能减少土壤耕作，实行免耕、少耕，并用作物秸秆残茬覆盖地表，减少土壤风蚀和水土流失，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。
国外逾半个世纪的实践证明，保护性耕作是当今世界上应用最广、效益最好的一项旱地农业耕作技术，
是人类与自然协调发展过程中的必然选择。我国的实践也证明了保护性耕作相对于传统精耕细作农艺的优
越性：一是可以保护土壤减少水蚀，抑制江河泥沙起源；二是能够保护土壤减少风蚀，抑制沙尘暴起源；三
是增加雨、雪水渗人，减少地表径流损失和地表水分蒸发，提高土壤蓄水保墒能力；四是可增加土壤有机质，培肥地力；五是能减少劳动力和机械投入，降低农业生产成本，增加农民收入。据保护性耕作研究中心2003年对10个示范县的实施效果监测数据显示：保护性耕作能使玉米增产4.1％，小麦增产7.3％，小杂粮增产
11.2％，大豆增产32％，节本增收总效益在一年一熟地区为225元/公顷以上，一年两熟地区达945元/公顷以
上，同时，可减少农田扬尘50％以上。因而是一项经济效益和生态效益兼得，增产和增收双赢，当前效益与长远发展兼顾，农民利益和国家社会利益同步的先进技术。
保护性耕作技术的工程载体是适用农机具，国内约有87家生产企业生产214个型号的保护性耕作机具。主要产品有3种：一是免耕播种机具，包括玉米免耕(施肥)播种机、玉米免耕覆盖播种机、小麦免耕播种机、碎茬播种机、牧草松土补播机等。二是深松机具，包括杆齿式深松机、全方位深松机、振动深松机、浅翻深松机等。三是秸秆残茬处理机具，包括秸秆粉碎还田机和根茬粉碎还田机。目前国产中小型保护性耕作小麦免耕播种机中较好的机型主要有带状旋耕和窄形开沟器两种型式，经农业部2003年试验筛选出10种，其性能基本能够满足我国北方一年两熟地区播种冬小麦和一年一熟地区播种春小麦(或冬小麦)的使用要求。2004年农业部进一步对玉米免耕播种机进行试验选型，选择了一批适用性强、可靠性好的机型，为保护性耕作项目示范区和广大农民选购机具提供了参考依据。
二、行走式节水补灌技术
随着全球气候变暖的影响，我国旱情持续加重，且时空分布不均，降雨与作物需水时间不同步，导致常年干旱和季节性干旱严重。年均受旱面积达2700万公顷左右，每年因旱灾造成的农作物损失约150亿公斤以
上，旱灾造成的损失超过各种灾害总损失的60％。北方地区春旱逐年加剧，往往导致播期推迟，出苗率和成苗率都很低，严重的甚至根本无法播种，造成绝苗绝产。为了保证出全苗、出壮苗，农业部从1995年开始，组织南京农业机械化研究所、中国农业大学、西北农林科技大学和有关省(区)农机管理局，开展了机械化行走式节水补灌技术(或称为行走式节水灌溉技术)与机具的研究开发和试验示范工作，充分利用我国农村平均每十户就有1台小型拖拉机的优势，先后研制了坐水(覆膜)播种机和苗期补灌机等10余种机动灵活，不受地形及水源距离的限制，适应性强的机具；用坐水播种机实现的暗式灌水播种，补灌水在播种位置以下，覆土不板结，避免水分蒸发，节水而利于种子发芽出苗，且比人工作业提高效率7～10倍。1997、1998两年在辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古等北方12个省(区)的19个县，进行了试验示范，示范面积达3067公顷，小麦平均增产546公斤/公顷，玉米平均增产798公斤/公顷；机械作业比人工作业节省成本179.4—629.4元/公顷。
1999年，农业部组建了“行走式节水灌溉技术研究推广中心”，并建立了吉林省乾安县、辽宁省阜新县、甘肃省定西县、内蒙古自治区喀喇沁旗四个行走式节水灌溉示范基地，两年共推广机具3000多台，示范面积16670公顷，再次取得了节水节支、增产增收的成效。
三、两项技术的共同性和互补性
保护性耕作技术和行走式节水补灌技术的共同性在于：①同属适合于我国国情的机械化旱地耕作技术
体系；②均蕴含改善土壤墒情，基本满足作物需水的抗旱机理；③国内适用地区同在东北、华北和西北的雨养农业区，尤其重合在从黑龙江的齐齐哈尔，吉林的白城、松原，内蒙的通辽、赤峰，辽宁的西部，河北的承德、张家口，山西的雁北，到陕北和甘肃定西等长城沿线及以西、以北的严重干旱缺墒区域。
两项技术的互补性在于：①保护性耕作比传统耕作有蓄水保墒的优点，但若旱情十分严重，土壤含水率
太低，难以满足种子发芽出苗和成苗的最低要求，保护性耕作也会大幅度减产甚至绝收，存在着难以防范的
灾害风险。只有结合应用行走式节水补灌技术，“雪中送炭”，才能减低或避免这种风险；而在一般干旱年则可“锦上添花”，提高增产幅度。②单独采用行走式节水补灌技术而缺少保护性耕作的蓄水保墒作用，则土壤底墒差，水分蒸发快，补灌就是增次增量，也难以达到抗旱节水、增产节支的目的。只有结合采用保护性耕作技术，才能相辅相成，相得益彰。
免耕播种机是实施保护性耕作技术的关键装备，而坐水播种机是运用行走式节水补灌技术的重要机具，因此播种机是这两项技术在工程应用上的结合点，应将免耕播种机和坐水播种机集成于一体，研究开发和试验示范新型免耕施肥坐水播种联合作业机。目前国内已获得的阶段成果有：2BSF-4型背负水箱悬挂免少耕施肥穴灌穴播机，配套22-25.7kw轮式拖拉机，适用于玉米、豆类等中耕作物，在秸秆残茬覆盖的免(少)耕地中一次行程完成四行破茬、开沟、深施肥、穴灌水、半精量播种、覆土、镇压等作业，实现种、水同穴，已申请国家发明专利；2BSF-7型半悬挂式免少耕施肥条灌条播机，配套14.7-18.4kW轮式拖拉机，适用于麦类、小杂粮等条播作物，在秸秆残茬覆盖的免(少)耕地中一次行程完成七行破茬、开沟、深施肥、条灌水、条播种、覆土、镇压等作业，已获国家实实用新型专利；2BSF-6型背负水箱悬挂免少耕施肥条灌条播机，配套13.2-14.7小四轮拖拉机，适用于麦类、小杂粮等条播作物，在秸秆残茬覆盖的免(少)耕地中一次行程完成六行破茬、开沟、深施肥、条灌水、条播种、覆土、镇压等作业。国内同类研究开发成果还有2BFS-3A型玉米免耕施水播种机和2BMS-2型免耕坐水精量播种机等。
四、保护性耕作技术和行走式节水补灌技术的组合应用
建议政府主管部门，大学科研院所，农技、农机推广机构，相关企业和旱区农民关注这两项先进适用技
术的集成配套，组合推广运用。 两项技术组合后的主要技术措施应有四大项：一是改革铧式犁翻耕土壤的传统耕作方式，实行免耕(除播种之外不进行任何耕作)或少耕(包括深松与表土处理)；二是利用作物秸秆残茬覆盖地表，用秸秆盖土，根茬固土；三是在免耕覆盖的地表实现开沟、施肥、补灌、播种、覆土及施药(除草剂)等联合作业；四是在作物苗期实现补灌、喷洒除草剂或机械除草联合作业。保护性耕作与节水补灌技术既能保证保护性耕作技术所赋予的作用，又能保证旱作农业区在春旱无雨季节抗旱保苗播种，可为旱区农业增产增收提供可靠的技术保障。
农业部南京农业机械化研究所 夏晓东 吴崇友
一、保护性耕作技术
保护性耕作目前主要应用于干旱、半干旱地区农作物生产及牧草的种植，是对农田尽可能减少土壤耕作，实行免耕、少耕，并用作物秸秆残茬覆盖地表，减少土壤风蚀和水土流失，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。
国外逾半个世纪的实践证明，保护性耕作是当今世界上应用最广、效益最好的一项旱地农业耕作技术，
是人类与自然协调发展过程中的必然选择。我国的实践也证明了保护性耕作相对于传统精耕细作农艺的优
越性：一是可以保护土壤减少水蚀，抑制江河泥沙起源；二是能够保护土壤减少风蚀，抑制沙尘暴起源；三
是增加雨、雪水渗人，减少地表径流损失和地表水分蒸发，提高土壤蓄水保墒能力；四是可增加土壤有机质，培肥地力；五是能减少劳动力和机械投入，降低农业生产成本，增加农民收入。据保护性耕作研究中心2003年对10个示范县的实施效果监测数据显示：保护性耕作能使玉米增产4.1％，小麦增产7.3％，小杂粮增产
11.2％，大豆增产32％，节本增收总效益在一年一熟地区为225元/公顷以上，一年两熟地区达945元/公顷以
上，同时，可减少农田扬尘50％以上。因而是一项经济效益和生态效益兼得，增产和增收双赢，当前效益与长远发展兼顾，农民利益和国家社会利益同步的先进技术。
保护性耕作技术的工程载体是适用农机具，国内约有87家生产企业生产214个型号的保护性耕作机具。主要产品有3种：一是免耕播种机具，包括玉米免耕(施肥)播种机、玉米免耕覆盖播种机、小麦免耕播种机、碎茬播种机、牧草松土补播机等。二是深松机具，包括杆齿式深松机、全方位深松机、振动深松机、浅翻深松机等。三是秸秆残茬处理机具，包括秸秆粉碎还田机和根茬粉碎还田机。目前国产中小型保护性耕作小麦免耕播种机中较好的机型主要有带状旋耕和窄形开沟器两种型式，经农业部2003年试验筛选出10种，其性能基本能够满足我国北方一年两熟地区播种冬小麦和一年一熟地区播种春小麦(或冬小麦)的使用要求。2004年农业部进一步对玉米免耕播种机进行试验选型，选择了一批适用性强、可靠性好的机型，为保护性耕作项目示范区和广大农民选购机具提供了参考依据。
二、行走式节水补灌技术
随着全球气候变暖的影响，我国旱情持续加重，且时空分布不均，降雨与作物需水时间不同步，导致常年干旱和季节性干旱严重。年均受旱面积达2700万公顷左右，每年因旱灾造成的农作物损失约150亿公斤以
上，旱灾造成的损失超过各种灾害总损失的60％。北方地区春旱逐年加剧，往往导致播期推迟，出苗率和成苗率都很低，严重的甚至根本无法播种，造成绝苗绝产。为了保证出全苗、出壮苗，农业部从1995年开始，组织南京农业机械化研究所、中国农业大学、西北农林科技大学和有关省(区)农机管理局，开展了机械化行走式节水补灌技术(或称为行走式节水灌溉技术)与机具的研究开发和试验示范工作，充分利用我国农村平均每十户就有1台小型拖拉机的优势，先后研制了坐水(覆膜)播种机和苗期补灌机等10余种机动灵活，不受地形及水源距离的限制，适应性强的机具；用坐水播种机实现的暗式灌水播种，补灌水在播种位置以下，覆土不板结，避免水分蒸发，节水而利于种子发芽出苗，且比人工作业提高效率7～10倍。1997、1998两年在辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古等北方12个省(区)的19个县，进行了试验示范，示范面积达3067公顷，小麦平均增产546公斤/公顷，玉米平均增产798公斤/公顷；机械作业比人工作业节省成本179.4—629.4元/公顷。
1999年，农业部组建了“行走式节水灌溉技术研究推广中心”，并建立了吉林省乾安县、辽宁省阜新县、甘肃省定西县、内蒙古自治区喀喇沁旗四个行走式节水灌溉示范基地，两年共推广机具3000多台，示范面积16670公顷，再次取得了节水节支、增产增收的成效。
三、两项技术的共同性和互补性
保护性耕作技术和行走式节水补灌技术的共同性在于：①同属适合于我国国情的机械化旱地耕作技术
体系；②均蕴含改善土壤墒情，基本满足作物需水的抗旱机理；③国内适用地区同在东北、华北和西北的雨养农业区，尤其重合在从黑龙江的齐齐哈尔，吉林的白城、松原，内蒙的通辽、赤峰，辽宁的西部，河北的承德、张家口，山西的雁北，到陕北和甘肃定西等长城沿线及以西、以北的严重干旱缺墒区域。
两项技术的互补性在于：①保护性耕作比传统耕作有蓄水保墒的优点，但若旱情十分严重，土壤含水率
太低，难以满足种子发芽出苗和成苗的最低要求，保护性耕作也会大幅度减产甚至绝收，存在着难以防范的
灾害风险。只有结合应用行走式节水补灌技术，“雪中送炭”，才能减低或避免这种风险；而在一般干旱年则可“锦上添花”，提高增产幅度。②单独采用行走式节水补灌技术而缺少保护性耕作的蓄水保墒作用，则土壤底墒差，水分蒸发快，补灌就是增次增量，也难以达到抗旱节水、增产节支的目的。只有结合采用保护性耕作技术，才能相辅相成，相得益彰。
免耕播种机是实施保护性耕作技术的关键装备，而坐水播种机是运用行走式节水补灌技术的重要机具，因此播种机是这两项技术在工程应用上的结合点，应将免耕播种机和坐水播种机集成于一体，研究开发和试验示范新型免耕施肥坐水播种联合作业机。目前国内已获得的阶段成果有：2BSF-4型背负水箱悬挂免少耕施肥穴灌穴播机，配套22-25.7kw轮式拖拉机，适用于玉米、豆类等中耕作物，在秸秆残茬覆盖的免(少)耕地中一次行程完成四行破茬、开沟、深施肥、穴灌水、半精量播种、覆土、镇压等作业，实现种、水同穴，已申请国家发明专利；2BSF-7型半悬挂式免少耕施肥条灌条播机，配套14.7-18.4kW轮式拖拉机，适用于麦类、小杂粮等条播作物，在秸秆残茬覆盖的免(少)耕地中一次行程完成七行破茬、开沟、深施肥、条灌水、条播种、覆土、镇压等作业，已获国家实实用新型专利；2BSF-6型背负水箱悬挂免少耕施肥条灌条播机，配套13.2-14.7小四轮拖拉机，适用于麦类、小杂粮等条播作物，在秸秆残茬覆盖的免(少)耕地中一次行程完成六行破茬、开沟、深施肥、条灌水、条播种、覆土、镇压等作业。国内同类研究开发成果还有2BFS-3A型玉米免耕施水播种机和2BMS-2型免耕坐水精量播种机等。
四、保护性耕作技术和行走式节水补灌技术的组合应用
建议政府主管部门，大学科研院所，农技、农机推广机构，相关企业和旱区农民关注这两项先进适用技
术的集成配套，组合推广运用。 两项技术组合后的主要技术措施应有四大项：一是改革铧式犁翻耕土壤的传统耕作方式，实行免耕(除播种之外不进行任何耕作)或少耕(包括深松与表土处理)；二是利用作物秸秆残茬覆盖地表，用秸秆盖土，根茬固土；三是在免耕覆盖的地表实现开沟、施肥、补灌、播种、覆土及施药(除草剂)等联合作业；四是在作物苗期实现补灌、喷洒除草剂或机械除草联合作业。保护性耕作与节水补灌技术既能保证保护性耕作技术所赋予的作用，又能保证旱作农业区在春旱无雨季节抗旱保苗播种，可为旱区农业增产增收提供可靠的技术保障。
农业部南京农业机械化研究所 夏晓东 吴崇友
