利辛县农机械化技术学校 郑兆辉
1.1 我国北方大部分旱田仍然采用着传统的耕作模式
在我国北方，大约有着3300 万公顷的旱田仍然采用着传统的耕作模式。在传统的耕作模式中，土壤的耕整是至关重要的一个生产环，耕整地可以细碎化土壤颗粒，使土层变得蓬松有利于种子发芽及根系的生长，但在北方干旱地区过度的耕整加速了土壤水分的蒸发不利于土壤的保墒，而且由于北方春季大风较多，加剧了土壤的风蚀，容易造成沙尘暴等恶劣天气。另一方面，秸秆的处理一直以来是综合性的管理难题，目前秸秆常见的处理方式有做成饲料、焚烧或者收集起来用作其他用途，也大大减少了土壤的肥力，为维持农业生产水平则需要运用更多的肥料，这无形中增加了生产成本。更为重要的是，常年来的土壤旋耕也在地表10cm～15cm 下形成了“坚不可摧”的犁底层，不利于作物根系的下扎，以至于作物的抗倒伏性大幅下降。
1.2 保护性耕作可以防止土壤风蚀，减少沙尘暴的发生
2023 年的春季，一场旷日持久的沙尘暴席卷了我国大江南北，环境保护又成为我国社会舆论重点关注的问题。中国林业科学研究院荒漠化研究所所长吴波指出：地面沙性物质、松散沉积物是沙尘暴形成的重要条件。防止沙尘暴的产生除了植树造林、治理恢复沙漠化土地之外，采取一些秸秆覆盖、减少地表裸露等农业措施也可以减少沙尘的起尘，减少沙尘暴的发生。采用保护性耕作技术，在地表覆盖秸秆与没有秸秆覆盖的且经过了精密耕整的土地相比，实施保护性耕作技术的土地可以减少90%的土壤侵蚀。20 世纪，国外利用了风洞装置人工模拟不同的风速及风量测试对同秸秆覆盖率、不同耕作方式下(不同粗糙度)的土壤风蚀量进行了对比测定，测定结果见表1。
表1 秸秆残茬覆盖率和地表粗糙度对土壤风蚀的影响
1.3 提高蓄水保墒能力，减少雨水流失提高水质量
一方面，土壤的免耕、少耕是避免土壤表层水分蒸发的重要措施，而且地表秸秆覆盖还能提供遮阴，也减少了地表蒸发；
另一方面，地表秸秆覆盖还有效阻碍了地表径流，水分入渗的途径是通过由蚯蚓及前茬作物根系腐烂后形成的通路(大孔隙)。事实上，夏末连续的免耕可以为作物多提供50.8mm(2 英寸)的可利用水分，提高了雨水的利用率[1]。美国内布拉斯加不同耕作法土壤蓄水、径流和蒸发等测定结果见表3，德克萨斯连续5 年试验结果见表2。（资料来源:美国农业部农业研究中心(USDA-ARS)）
表2 美国内布拉斯加不同耕作法土壤蓄水、径流、蒸发量测定
表3 德克萨斯州1983- 1987 年不同耕作法种植高粱试验结果
该实验数据证明，免耕和秸秆覆盖可以有效地减少地表水分蒸发，增加土壤的蓄水能力，有效减少水土流失。更为重要的是，随着水土流失的减少，使得水蚀流入河流中的泥沙量大幅减少，提高了河流水的质量。
1.4 有效提高作物产量
一方面，地表覆盖的秸秆在腐烂以后可以形成有机质，提高土壤的碳含量；
另一方面连续少耕、免耕可以增强土壤颗粒的聚合，形成团粒结构，更容易作物发展根系；
更为重要的是土壤水分提高可有助于作物生长，从而多方面共同促产，提高农作物产量。德克萨斯州连续五年试验（表3）测得，免耕法蓄水量141mm，产量3.34 t/hm，而翻耕、旋耕、深松只有89、85、114mm，产量分别为2.56、2.19、2.77 t/hm，免耕产量提高21%～52%。（资料来源:Unger and Wiese 1984，美国农业部研究局(USDA-ARS)）
保护性耕作的重点是秸秆覆盖及免耕、少耕、深松和化学防治。
2.1 秸秆覆盖
按照技术模式，秸秆覆盖可分为粉碎还田覆盖、整杆覆盖以及留茬覆盖三种。其中，秸秆粉碎还田覆盖较为常见，小麦秸秆粉碎还田适合土地较为肥沃、疏松的地区使用，主要利用谷物联合收获机的秸秆粉碎机来完成，如果粉碎效果不好秸秆较长，可以用粉碎机再次作业或者旋耕机进行浅旋，以达到免耕播种作业要求为准。玉米秸秆还田作业适合玉米产量较高的地区（例如：黄淮海地区），如果秸秆量过大或者地表不平整则可以在粉碎作业完成后利用圆盘耙进行微整作业[2]。如果春季底纹太低则可以采用浅松作业。
玉米的整杆覆盖主要适用于冬季风大的地区，在收获玉米后秸秆不做处理以防秸秆被风吹走，在下季作物播种时将秸秆按照播种机行进方向撞到既可。小麦的整杆还田不太常见，主要适合机械化水平低主要有割晒机或者人工收获的地区，收获后的麦秆先进行脱粒，随后再铺放在田地中。留茬覆盖主要是在作物秸秆需要综合利用且需要防治风蚀的地区。该种模式主要采用机械化收获时高留茬+免耕播种作业和机械化收获高留茬+粉碎浅旋播种两种机械化路线模式。
2.2 免耕、少耕及深松
免耕、少耕主要是利用免耕播种机及少耕播种机进行播种作业，免耕播种机可以一次性完成开沟、播种、施肥、覆土、镇压作业，多种工序一次完成，也不会破坏土壤结构，是一种较为常见的播种机；
少耕播种机则会在播种部件工作前首先进行耙地、浅松等简单的地表作业。土壤的深松是保护性耕作最主要的土壤处理方式。其主要作用是疏松土壤，打破长期旋耕造成的犁底层，从而增加土壤的渗水能力，作业后不破坏土壤结构。深松主要分为局部深松和全方位深松，我国大多数区域以局部深松为主。局部深松所使用的深松机多为单柱式深松机，在深松机底端带有翼铲（单翼或者双翼）[3]。
2.3 化学防治
相比于传统的耕作模式，保护性耕作更容易发生较为严重的病虫害。其主要原因是，附着在作物秸秆上的虫卵及细菌在秸秆离田后将降低下季作物病虫害发生的概率；
潜伏在土壤下层的害虫在进行土壤深翻或者旋耕时也会将害虫及虫卵翻在土壤下面，也会降低病虫害发生的概率。保护性耕作由于秸秆不离田、土壤不翻动，因此更容易造成病虫害，这也是保护性耕作面临的主要问题之一，目前，解决此问题的方法主要是依靠化学防治。
3.1 广大农民种植户的质疑
推广保护性耕作最大的困难就是广大农民种植户的质疑。保护性耕作的理念有悖于传统的耕作理念，这也给保护性耕作的推广工作带来了极大地困难。实际上，其根本在于农民种植户对产量的担忧，担心实施保护性耕作会对产量产生影响，因此推广保护性耕作的前提是加深农民种植户对保护性耕作的了解认识，打消疑虑。在大规模进行推广工作之前首先选择一些具有代表性的土地进行2～3 年的试验示范，一方面让农民种植户实实在在地看到保护性耕作节本增效、保护环境的效果，让数据来打消农民种植户的疑虑。另一方面，保护性耕作是一项因地制宜，路线较为复杂的技术模式，不同地区、不同作物的技术路线就可能有差别。因此，建立试验示范基地也可以探索出一套适用的、科学的保护性耕作技术模式。一般情况下，15%～22%的土壤含水率比较适合深松作业。深松铲之间的间隙需要根据作物种植行距来制定，一般为40cm～80cm，深度25cm～45cm。时间一般在播前或者苗期进行（小麦需要在播前进行，玉米播前和苗期都可，苗期深松时间不晚于5 叶期），如果土壤墒情不佳，可进行造墒，一般2～4年深松一次既可。
3.2 农机产品质量及作业质量良莠不齐
实施保护性耕作需要多种机具配套来完成，例如大马力拖拉机、深松机、圆盘耙、免耕播种机等。一方面，相比于传统使用的机具，该种机具价格较为昂贵；
另一方面，农机市场上鱼龙混杂、以次充好的机具大量存在，这也严重阻碍了保护性耕作的推广工作。一方面，农民用户如果无力承担质量合格、效果较好的农机产品则会对保护性耕作的质量产生影响，进而影响作物产量；
另一方面，部分作业队伍由于技术培训不到位或者片面追求数量而忽略质量也会影响保护性耕作的实施质量，进而严重影响作物产量。解决此问题首先要从补贴开始入手，一方面加强对保护性耕作的补贴。补贴不仅仅依靠农机购置补贴，而要注重于保护性耕作的作业以及种植户的补贴。一方面，这样可以提高种植户接受保护性耕作技术的积极性；
另一方面，利用作业补贴政策也可以提高农民机手的积极性，也有利于促使农民机手选择购买质量更加可靠的农机装备。更重要的是，实施作业补贴需要加强对农民机手作业的监管，可以充分利用现代物联网监测技术对农民机手的农机装备进行作业监测，监测项目包括但不限于作业时间、作业面积、作业质量等，既可以保证保护性项目的实施效果，也可以保证农民机手及农民种植户的合法利益。
3.3 加强农民机手及农民种植户的培训力度
农民机手是保护性耕作的实施者，农民种植户是保护性耕作的承担者，因此一定要加强对农民机手以及农民种植户的培训，使其充分认识了解保护性耕作技术。有条件的地方可以在项目实施前召开线下培训班，充分讲解保护性耕作的技术环节、实施要点、产品操作知识、注意事项等，也可以利用现代互联网技术创新培训形式，例如利用网络直播、公共媒体平台等方式方便更多的农民机手、农民种植户。唯有做好培训才可以使保护性耕作得以更好地推广。
3.4 农机农艺多部门联动，做好服务工作
保护性耕作与传统耕作理念存在着较大的差别，这不单单体现在农机方面，而且还体现在农艺上。例如，保护性耕作通常面临着更大的病虫害威胁，一方面，需要农艺部门加强对病虫害的监测工作，及时做出预警及应对建议；
另一方面，农民种植户也需要提前做出对病虫害的预防措施。（1）播种的种子紧要包衣或者拌药处理；
（2）在出苗前或者出苗后根据苗期作物的生长情况进行药物喷洒。（3）除草剂可在播种时同期喷洒用以早期的控制杂草。也可以施加除草剂+松土微耕联合作业，以保证更好的除草效果。保护性耕作的病虫害防治需要注意的是要根据以往地块杂草病虫的情况或者相关部门做出的预警合理配方，适时打药；
药剂搅拌要均匀，重喷漏喷率要低于5%；
作业前要注意天气情况，严谨大风、下雨、高温天气打药，要时刻注意风向；
要及时检查喷头喷药情况，防止出现堵塞的情况。农机农艺相关部门专家也应当定期与广大农民种植户交流，一方面可以解答农民种植户相关的问题疑惑，解决问题；
另一方面也可以时刻注意保护性耕作的实施情况，如遇到问题可以及时修正。
保护性耕作是一项综合性技术，不同区域、不同耕作模式所需要的保护性耕作技术也有所不同。例如，黄土高原一年一熟区其最大的特点是干旱和水土流失，其保护性耕作的重点是防治水土流失以及提高土壤的有机质和含水率。技术模式应主要以秸秆覆盖和少免耕播种为重点。华北两茬平作区特点是土地负荷重，地下水严重透支，水资源匮乏。其保护性耕作的目的应当主要是增加土壤蓄水能力，提高水的利用效率和土壤肥力；
技术模式为麦收——留茬覆盖——免耕精量玉米播种——玉米收获——秸秆粉碎还田——免耕施肥联合播种冬小麦——粉碎的玉米秸秆和冬小麦覆盖越冬。