1、 保护性耕作 国外定义：用大量秸秆残茬覆盖地表，将耕作减少到只要能保证种子发芽即可、主要用农药来控制杂草和病虫害的耕作技术。2002年我国农业部定义：保护性耕作是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作(减少到种子能够出苗即可)，并用作物秸秆覆盖地表，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：保护性耕作：是用秸秆残茬覆盖地面，尽量减少土壤耕作次数和对土壤的搅动量，或是创造地表微地形，增加地面粗糙度，既达到保土保水保护农田生态环境，又要保证农作物苗齐、苗壮和正常生长，最终实现高产高效的一种耕作技术。保护性耕作定义 传统耕作依靠机械、物理的手段，立即改变土壤构造
2、，创造需要的孔隙度。但由于机器压实、雨水拍击地表结壳，必须经常进行耕作，才能保持土壤疏松状态。保护性耕作的松土则是缓慢的、长期的积累过程。土壤中孔道愈来愈多，团粒结构愈来愈多，不用外来的干预，即可以长期保持疏松状态。保护性耕作原理1 1）免耕施肥播种）免耕施肥播种 与传统耕作不同，种子和肥料与传统耕作不同，种子和肥料要播施到有秸秆覆盖的地里。要播施到有秸秆覆盖的地里。2 2）秸秆残茬管理）秸秆残茬管理 用秸秆盖土，根茬固土，减少用秸秆盖土，根茬固土，减少风蚀、水蚀和水分无效蒸发，提高风蚀、水蚀和水分无效蒸发，提高天然降雨利用率，作物秸秆、残茬天然降雨利用率，作物秸秆、残茬腐烂后，还可增加土壤有
3、机质。腐烂后，还可增加土壤有机质。3 3）杂草和病虫害防治）杂草和病虫害防治 实施保护性耕作后会导致杂实施保护性耕作后会导致杂草和病虫害增加。杂草用除草剂草和病虫害增加。杂草用除草剂或机械除去，病虫害靠农药和杀或机械除去，病虫害靠农药和杀虫剂灭除。虫剂灭除。4 4）深松与表土作业）深松与表土作业 对新采用保护性耕作的对新采用保护性耕作的地块，应先进行一次深松打地块，应先进行一次深松打破原有的犁底层，之后破原有的犁底层，之后2-32-3年年深松一次，直到土壤具备自深松一次，直到土壤具备自我疏松能力。我疏松能力。20世纪20-30年代，美国发生了震惊世界的“黑风暴”。1931年从美国西部干旱地区刮
4、起的黑风暴横扫美国大平原，厚达 5-30厘米的表土被吹走，30多万公顷农田被毁。1935年的第二次“黑风暴”横扫美国2/3国土，3亿多吨表土被卷进大西洋，毁掉耕地300万公顷。当年全美冬小麦减产510万吨，南部各州1/4多的人口迁移。保护性耕作的起源与发展 1935年美国成立了土壤保持局，组织土壤、农学、农机等领域专家，开始研究改良传统翻耕耕作方法，研制深松铲、凿式犁等不翻土的农机具，推广少耕、免耕和种植覆盖作物等保护性耕作技术。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
5、为美国主流耕作技术,1995年更名为保护性耕作法。这是人类历史上的第四次耕作革命（从不耕作到刀耕火种是第一次，从刀耕火种到人畜力耕作是第二次，从人畜力耕作到传统机械化耕作是第三次）。保护性耕作的起源与发展10-Nov-22112、世界保护性耕作的发展、世界保护性耕作的发展(1)美国的保护性耕作 10-Nov-22131)601)60年代黑龙江年代黑龙江,江苏免耕播种小麦研究江苏免耕播种小麦研究;2)802)80年代陕西省，山西农科院，河北省农科院开始尝年代陕西省，山西农科院，河北省农科院开始尝试研究等；试研究等；3 3）19921992年，山西黄土高原部分地区引入澳大利亚保护年，山西黄土高原部
6、分地区引入澳大利亚保护性耕作技术；性耕作技术；4)4)农业部农业部19991999年成立了保护性耕作研究中心，把保护年成立了保护性耕作研究中心，把保护性耕作技术列入国家科技攻关等项目计划；性耕作技术列入国家科技攻关等项目计划；5)5)从从2002200520022005年，以京津地区为核心建立两条保护性年，以京津地区为核心建立两条保护性耕作带，一条是环京津保护性耕作带，另一条是沙耕作带，一条是环京津保护性耕作带，另一条是沙尘源头保护性耕作带。尘源头保护性耕作带。6)200620126)20062012在北方特别是华北、西北、东北地区大面在北方特别是华北、西北、东北地区大面积推广应用保护性耕作，
7、计划用积推广应用保护性耕作，计划用710710年的时间，基年的时间，基本上在北方旱作区全面实施保护性耕作。本上在北方旱作区全面实施保护性耕作。我国保护性耕作发展实施效益实施效益1）社会效益 减少径流（水分流失）60%、水蚀（土壤流失）80%左右 减少风蚀（农田扬沙）60%,抑制沙尘暴 不烧秸秆、减少大气污染2）生态效益 休闲期土壤贮水量增加14%-17%，水分利用效率提高15%-19%提高土壤肥力，土壤有机质年提高0.03%-0.05%3）经济效益 提高小麦、玉米产量13%-17%减少作业工序，降低作业成本10-20%增加农民收入20-30%水 蚀水蚀导致耕地退化风 蚀风蚀导致耕地粗砺化保护性
8、耕作的优点保护性耕作从三方面节肥：秸秆还田补充有机质；减少土壤侵蚀与扰动减少营养物质流失；改善土壤结构、提高微生物活动水平,提高肥料利用率。1 节肥构造传递空气、水和空气的通道增加团粒结构和蚯蚓保护性耕作减少径流；保护性耕作秸秆覆盖抑制蒸发；旱地农业可以提高水份利用效率20%左右，相当节水20%；一年两熟灌溉地，可以减少一次灌水，节水50m3，占灌水量的20-25%。2 节水 能耗大的原因：传统机械化作业工序多、能耗大;农业机械利用率低、浪费大；大部分机器性能差、油耗高；作业地块小、不平整，机耕道路差。保护性耕作减少作业工序，特别是耕作与运输，显著减少燃油消耗。根据北方地区测算，可减少田间作业
9、油耗25-35%。3 节能农民为了抢农时赶季节，就地焚烧秸秆，造成环境污染，严重时影响交通运输，实施保护性耕作，减少秸秆焚烧以及由此产生的CO2和N2O，减少了温室气体的排放.4 保护环境飞机不能正常飞行河北农民焚烧麦秸 地表温度降低地表温度降低 多数研究表明，早春地温回升较慢多数研究表明，早春地温回升较慢 播种质量不易保证播种质量不易保证 小型播种机的播种精度量不高小型播种机的播种精度量不高 保护性耕作杂草与病虫害控制较困难保护性耕作杂草与病虫害控制较困难 病害和害虫的发生提高病害和害虫的发生提高15-25保护性耕作的不足 保护性保护性耕作机具耕作机具专用机具专用机具通用机具通用机具免耕覆盖
10、播种机免耕覆盖播种机深松机深松机浅松机浅松机旋耕机旋耕机圆盘、弹齿耙圆盘、弹齿耙秸秆、根茬粉碎还田机秸秆、根茬粉碎还田机植保机具植保机具保护性耕作机具保护性耕作机具 1 免耕施肥播种机 免耕施肥播种机除要有传统播种机的开沟、播种、施肥(少量)、覆土、镇压功能外,一般还必须有清草排堵、破茬入土、种肥分施和地面仿形功能,以满足免耕覆盖地的特殊要求。a.清草排堵功能 b.破茬入土功能 c.种、肥分施功能 d.地面仿形功能保护性耕作的关键机具10-Nov-223510-Nov-223610-Nov-2237深松机10-Nov-223810-Nov-2239秸秆粉碎还田机10-Nov-2240秸秆还田1
11、0-Nov-2241秸秆还田机刀10-Nov-2242旋耕机翻土机10-Nov-2243旋耕机10-Nov-2244旋耕播种机条带粉碎小麦免耕播种机条带粉碎小麦免耕播种机播后出苗驱哈尔滨农机化研究所的水稻免耕插秧机免耕插秧的水稻苗美国的Great Plain,Case,中国农机院现代农装公司的2BMG-24免耕施肥播种机深松是一项基本的保护性耕作作业。与传统同的是,在秸秆覆盖地上作业,深松机需要防止秸堵塞,需要加大机梁的离地间隙,采用双梁结构等施。深松机表土作业机具10-Nov-2253灭茬旋耕机10-Nov-22551、残茬(秸秆)覆盖技术秸秆残茬覆盖形式：按覆盖量多少分为：全量覆盖、部分覆
12、盖、留茬覆盖按覆盖秸秆在田间的状态分为：立秆覆盖、倒秆覆盖、粉碎覆盖秸秆的处理方法主要有几种方式：1)粉碎秸秆处理2)直立或整株压倒秸秆处理3)留根茬处理4)粉碎浅旋处理2、免耕技术 保护性耕作的主要技术措施10-Nov-22563、深松耕技术深松的作用：打破犁底层 提高土壤的蓄水能力 调节土壤三相比，改善土壤结构 减少降雨径流，减少土壤水蚀 消除由于机器进地作业造成的土壤压实 深松耕技术的应用，根据不同农田的实际情况确定：多年免耕的地块，可以松代翻，每隔23年深松一次，以利作物根系生长；对新采用保护性耕作的地块，可能有犁底层存在，应先进行一次深松，深度3035厘米以打破犁底层。深松是在地表有
13、残茬(秸秆)覆盖的情况下进行的，要求深松机有较强的防堵性能；或是用秸秆粉碎深松机，一次同时完成残茬(秸秆)粉碎和深松耕作两项作业，并使地面平整和秸秆均匀覆盖地面。保护性耕作的主要技术措施10-Nov-22574、浅松耕技术浅松的具体作用表现在以下几点：碎土平地、弥合沟辙，实现良好的种床 减小表土容重，提高播种质量和效率 清除杂草 提高表土地温 有利于保持地表较多的秸秆覆盖 保护性耕作的主要技术措施10-Nov-22585、旋耕技术旋耕对平整地表、粉碎并将秸秆与土壤混合、除草等有很好的效果。旋耕处理存在的问题：旋耕后地表秸秆覆盖率减少过多，降低了保水、保土、保肥的效果；旋耕深度为10cm左右时，
14、旋耕后会出现地表过于松软，播种时深度不易控制等问题；旋耕动土量大，消耗的功率也大，不利于降低作业成本；旋耕对土壤的扰动大，散失土壤水分多，不利于保墒；旋耕会打死表土中的蚯蚓，不利于利用生物恢复地力。旋耕技术应尽量减少使用，一般在无其他地表处理手段时才采用旋耕机进行地表处理，旋耕处理地表时深度必须控制在58cm，不可过深，更不能多次旋耕。保护性耕作的主要技术措施10-Nov-22596、耙耕技术 耙耕可以减少残茬(秸秆)覆盖量；可以消除沟辙，平整土地，灭除杂草；可以疏松土壤，提高地温，改善播种质量，提高出苗率。耙耕的缺点是在水分不适时，耙后会出现较多、较大的土块，在一定程度上会影响小籽粒、窄行距
15、作物的播种质量。保护性耕作的主要技术措施10-Nov-22607、免耕施肥播种技术免耕施肥播种技术是保护性耕作的最关键技术(1)保护性耕作地表状况及其对播种作业的影响：免耕地土壤容重大，开沟入土困难 免耕地土壤流动性差，播种覆土厚度控制困难 免耕地表有秸秆残茬覆盖，播种机通过困难 免耕地表平整度差，播种深度控制困难 免耕播种镇压要求高 免耕播种时要求施肥量大，播种难度大(2)免耕施肥播种技术 破茬开沟技术移动式破茬开沟技术 滚动式破茬开沟技术 动力驱动式破茬开沟技术 保护性耕作的主要技术措施10-Nov-2261防堵技术采用圆盘滚动式开沟装置防堵 秸秆粉碎和加大开沟器间距防堵 非动力式防堵技术
16、 动力驱动式防堵技术种肥分施技术防止烧种，必须种、肥分施，且要求种、肥间隔一定的距离。种、肥分施有两种:侧位分施：一般为侧深施，即化肥施在种子侧下方。垂直分施：化肥施在种子正下方。覆土镇压技术实施保护性耕作时对覆土镇压要求较高，一方面要求将较大的土块压碎，另一方面要求对种行上的土壤进行适当的压密。10-Nov-22628、杂草、病虫控制技术除草：常用化学除草，化学除草对地面扰动最少，对覆盖物的破坏最小，是保护性耕作理想的除草方式。国外多使用除草剂；国内除采用除草剂外，结合表土作业用机械浅松除草，成本低，无污染，符合我国国情，因此在我国目前使用除虫剂成本较高的情况下，应加强机械、人工以及生物措施
17、除草。控制病虫害：主要是在播前对作物种子进行药剂拌种，作物生长中喷洒杀虫剂、除菌剂防治。保护性耕作的主要技术措施10-Nov-2263常见病虫害的喷药防治：(1)小麦常见病虫害及其喷药防治(2)玉米常见病虫害及其喷药防治(3)谷子常见病虫害及其防治(4)大豆常见病虫害及其防治喷药技术要求及其注意事项：掌握有利时机，适时喷药 掌握药剂性能，对症施药 根据不同作物、不同生长期和不同处理方法，严格控制药剂用量 喷量准确，喷洒均匀，不漏喷，无后滴 雾滴大小和喷药量可随时调节 保护性耕作的主要技术措施10-Nov-22649、等高沟垄耕种技术10、地膜覆盖技术我国地膜覆盖栽培发展特点：我国地膜覆盖栽培发
18、展特点：由价值高的经济作物向粮食作物发展；由稀植作物向密植作物发展；由单一覆盖技术向品种、土壤、植保、化学锄草、专用地膜和机械化覆膜等综合配套技术方向发展；由增加产量向提高产量、品质并重方向发展。地膜覆盖的农田效应在于：地膜覆盖的农田效应在于：一是通过地膜的物理阻隔作用，减少土壤水分蒸发损耗，使土壤较长时间保持较高的水分含量；二是能有效提高土壤温度，加快作物生长；三是有利于土壤微生物活动，加速有机质矿化分解，使土壤速效养分含量增加；四是垄作覆膜可把无效雨通过地膜表面聚集于未覆膜的裸露地面的微集雨区，变无效雨为有效雨。春膜秋覆：春膜秋覆：实现了“早耕深耕多蓄墒，过伏合口保底墒，雨后耙耱少耗墒，秋
19、末覆膜防跑墒，适时早播用冻墒”，达到了“纳秋水，增秋墒、抗春旱”的目的。保护性耕作的主要技术措施10-Nov-2265(三三)建立具有中国特色的保护性耕作体系建立具有中国特色的保护性耕作体系 建立具有中国特色保护性耕作技术时应注意的问题：一是建立适合不同类型的保护性耕作技术体系 二是保土保水与增产增收结合三是农艺与农机结合 10-Nov-22661、典型的保护性耕作技术体系、典型的保护性耕作技术体系(1)一年一熟黄土高原区保护性耕作技术体系冬小麦保护性耕作技术体系A、冬小麦留茬免耕残茬(秸秆)全程覆盖技术关键技术：关键技术：a、夏闲期备耕收获留茬碎秆覆盖 夏闲期免耕夏闲期杂草清除b、播前准备品
20、种选择 种子处理 表土作业 c、规格播种 播种时期 种植密度 施足底肥 免耕播种 d、田间管理查苗补苗 追施肥料 中耕除草 病虫防治机械化工艺流程：机械化工艺流程：10-Nov-2267B、冬小麦留茬深松残茬(秸秆)全程覆盖技术关键技术：关键技术：a、夏闲期备耕收获留茬碎秆覆盖 间隔深松 杂草清除b、播前准备品种选择 种子处理 表土作业施足底肥 c、规格播种 播种时期 种植密度 免耕播种旋播施肥 d、田间管理查苗补苗 追施肥料 中耕除草 病虫防治机械化工艺流程：机械化工艺流程：10-Nov-2268C、冬小麦留茬覆盖深松膜侧沟播技术 a、夏闲期备耕地块选择 收获留茬 碎秆深松 杂草清除b、播前
21、准备品种选择 种子处理 播前整地 土壤处理 c、规格播种 播种时期 种植密度 精细播种 d、田间管理压好地膜 补苗疏苗 保护地膜 中耕除草 追施肥料 病虫防治 清除残膜 关键技术：关键技术：机械化工艺流程：机械化工艺流程：10-Nov-2269D、冬小麦全程微型聚水两元覆盖技术 关键技术：关键技术：a、夏闲期备耕地块选择 深翻整地 起垄覆膜 筑埂盖草 b、播前准备品种选择 种子处理 播前整地 土壤处理c、规格播种 播种时期 种植密度 精细播种 d、田间管理压好地膜 补苗疏苗 保护地膜 中耕除草 追施肥料 病虫防治 清除残膜机械化工艺流程：机械化工艺流程：10-Nov-2270春玉米保护性耕作技
22、术体系春玉米保护性耕作技术体系 A、碎秆浅耙（旋）镇压秸秆全程覆盖技术 关键技术：关键技术：a、冬闲期备耕地块选择 碎秆少耕 b、播前准备品种选择 施足肥料 c、规格播种 播种时期 免耕播种 d、田间管理及时定苗 清除杂草 追施肥料 病虫防除 机械化工艺流程：机械化工艺流程：10-Nov-2271B、春玉米倒秆覆盖免耕带状种植技术 关键技术：关键技术：机械化工艺流程：机械化工艺流程：a、冬闲期备耕倒秆免耕 保护秸秆 b、播前准备碎秆覆盖 品种选择 c、规格播种 带状分离施肥播种 施足肥料 d、田间管理及时定苗 清除杂草 追施肥料 病虫防除 10-Nov-2272C、春玉米倒秆覆盖免耕膜侧种植技
23、术 关键技术：关键技术：机械化工艺流程：机械化工艺流程：a、冬闲期备耕地块选择倒秆免耕保护秸秆 b、播前准备品种选择秸秆粉碎 带状分离 施足肥料 c、规格播种 种植带型 播种时期 精细播种 d、田间管理压好地膜 及时定苗 追施肥料 中耕筑埂 病虫防除清除残膜 10-Nov-2273D、春玉米全程微型聚水两元覆盖技术 关键技术：关键技术：机械化工艺流程：机械化工艺流程：a、冬闲期备耕收获留秆 带状分离 施足底肥 起垄覆膜 b、播前准备品种选择带状分离 播前整地c、规格播种 播种时期 种植密度 精细播种d、田间管理压好地膜 及时定苗 追施肥料 中耕筑埂 病虫防除清除残膜10-Nov-2274(2)
24、一年两熟区保护性耕作技术工艺体系 回茬小麦保护性耕作技术 A、碎秆覆盖免耕播种技术 机械化工艺流程：B、碎秆覆盖旋播施肥技术 机械化工艺流程：10-Nov-2275C、碎秆覆盖深松旋播施肥技术 机械化工艺流程：机械化工艺流程：D、立秆粉碎覆盖免耕施肥播种技术 10-Nov-2276复种玉米保护性耕作技术 A、硬茬施肥播种技术 机械化工艺流程：机械化工艺流程：B、碎秆旋播施肥技术 10-Nov-2277C、碎秆带状覆盖免耕施肥播种技术 D、秸秆覆盖硬茬(免耕)施肥播种技术 10-Nov-2278(3)东北高寒易旱区垄作保护性耕作技术工艺体系东北高寒易旱区垄作保护性耕作技术工艺体系“三深一精”为代
25、表的机械化增产技术。“三深”指：一是，播种时种床深松；二是，中耕时垄沟深松；三是，化肥分层深施。“一精”指：作物的精量播种。10-Nov-2279少耕留茬覆盖体系 少耕留茬覆盖体系可分为以下三种模式:模式一：收割时留高茬春季原垄破茬免耕施肥播种化学除草(辅助苗间机械除草)隔年深松。模式二：收割时留高茬秋季深松灭茬分层施肥起垄镇压春季精量播种化学灭草或苗间机械除草隔34全方位深松一次。模式三：收割时留高茬春季灭茬施肥播种苗期深松、起垄化学除草、灭虫隔年深松。10-Nov-2280免(少)耕整秆覆盖体系免(少)耕整秆覆盖体系的具体思路：秋季收获玉米(可采用人工、机械等收获)机械或人工将秸秆砍倒覆盖在垄沟，垄台上留20cm左右根茬春季利用灭茬播种机直接在原垄上播种苗期根据需要进行深松、中耕培土，保持原有垄台形状不变
