如何保护黑土?有一个“偷懒”的办法

作者: 王阳、曾素萍

来源: 科学大院

发布日期: 2021-11-11

文章介绍了保护性耕作的概念及其在保护黑土中的应用,强调了减少土壤扰动和增加地表覆盖的重要性,以及保护性耕作在提高土壤肥力和抗旱能力方面的优势。

如何保护黑土?有一个“偷懒”的办法

懒人日记,算了,懒得写。懒汉耕地,算了,懒得耕。你说我在偷懒,我却说你不懂我对土壤的爱。不耕地,算哪门子爱?拒绝耕翻,耕翻是容易导致土壤风蚀、水蚀加剧的;拒绝旋耕,旋耕是会消灭土壤中的蚯蚓与生物的;保留作物残茬,残茬移除是会带走土壤养分的。不打扰,就是给土壤最好的关爱!这套理论嘛,乍听像是懒人的辩解,细品似乎也有点道理。那么问题来了,这地,我是耕还是不耕呢?

别急,想知道这个问题的答案,让我们先了解一个概念——保护性耕作。

保护性耕作因美国20世纪30年代的“黑风暴”事件而产生并在北美地区兴起,是发达国家可持续农业的主导技术之一。目前,该技术已在美国、加拿大等70多个国家推广应用,面积达到1.8亿公顷,占世界耕地总面积的12.5%。

保护性耕作的概念经历了多个阶段的修正,到目前依然没有形成一致的概念,其前身是少/免耕法,即通过减少耕作次数和留茬来减少土壤风蚀。美国土壤保护局认为,保护性耕作是相对于传统翻耕的一种新型耕作技术,是用大量秸秆残茬覆盖保护地表,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。

20世纪80年代,美国将保护性耕作重新定义为“为减少土壤侵蚀,任何能保证在播种后地表作物秸秆残茬覆盖率不低于30%的耕作和种植管理措施都称为保护性耕作。”2002年我国农业部按照保护性耕作的内涵和目标,将其定义为“对农田实行免耕、少耕,并用作物秸秆覆盖地表,减少风蚀、水蚀,提高土壤肥力和抗旱能力的先进农业耕作技术。”

当然还存在其他提法,但其核心就是通过减少土壤扰动和增加地表覆盖,达到降低农田土壤侵蚀、保护农田生态环境、提高土壤肥力的目的。弄清楚了保护性耕作的概念,前面提出的问题就迎刃而解了——免耕、少耕,放手才是爱啊!保护性耕作,怎么个保护法?

相较于传统耕作,保护性耕作取消铧式犁翻耕,在保留地表覆盖物的前提下免耕播种,以保留土壤自我保护机能和营造机能,其基本技术内容包括以下四项:1.免耕播种施肥与传统耕作不同,保护性耕作的种子和肥料要播施到有秸秆覆盖的地里,所以必须使用特殊的机具。免耕播种机是实施保护性耕作的关键。该机可以在秸秆覆盖条件下实现播种、施肥和镇压一次完成。

2.秸秆残茬管理收获后秸秆和残茬留覆盖地表,减少风蚀水蚀是关键。

但是,秸秆覆盖使次年春季地温回升慢,影响播种质量和出苗。因此,需要根据各地区气候、地形等特征对秸秆进行高留茬、粉碎、归行等处理。3.杂草及病虫害控制实施保护性耕作后会加大病虫草害的风险,因此病虫草害的防控是保护性耕作的关键环节。其中杂草使用除草剂、机械或人工消除,病虫害则主要依靠农药拌种预防,出现虫害后立即喷洒杀虫剂。

4.深松与表土作业保护性耕作主要靠作物根系和蚯蚓等生物松土,但由于作业时机具对地面的压实,需要适时进行机械松土很关键。特别是新采用保护性耕作的地区,可能存在犁底层,应先进行一次深松打破犁底层。在保护性耕作实施初期,土壤的自我疏松能力较弱,因此深松作业很有必要。根据情况,一般2-3年深松一次,直到土壤具备自我疏松能力,可以不再深松。

同土壤和解,农业的又一次革命保护性耕作是人类由不耕作到刀耕火种、由刀耕火种到汉代发明铧式犁进入传统人畜力耕作、由传统人畜力耕作到传统机械化耕作后的又一次革命。前三次革命,人类都是通过耕作干预自然,带来农业生产的一次次飞跃。特别是机械化的发展,人类掌握了强有力的耕作工具,成为“自然的主人”,可以随意改变土地的原有状态,提高劳动生产率和土地生产率。但是人类和自然的矛盾也愈来愈突出。

耕作强度愈大,土壤偏离自然状态愈远,自然本身的保护功能、营养恢复功能就丧失愈多,要维持这种状态的代价就愈大。近几十年来,我国机械耕作活动增强,农作物产量大幅度提高,但气候异常、土壤退化、作业成本上升也是不争的事实。保护性耕作可以在取消铧式犁翻耕、尽量减少耕作的条件下通过根系腐烂、蚯蚓增加、土壤结构的改善等实现土壤中水、肥、气、热的交换流通,满足作物生长的需要。

你看,有时爱并不是征服,而是学会同土壤和解。不打扰,就是对土壤最好的爱。爱的回应有哪些?还记得上期为大家介绍的“耕地大熊猫”——黑土地吗?在我国东北地区,保护性耕作就是保护“大熊猫”最经济有效、也最现实可行的举措。而对于我们的爱,“大熊猫”也在积极回应着。

吉林省中部典型黑土实施全量秸秆覆盖还田保护性耕作15年后,农田黑土播种期和生育期各时段的土壤含水量显著增加,平均提高16.2-22.5%,有效缓解了东北地区春季土壤墒情差的问题。同时,保护性耕作增加了土壤入渗速率、饱和导水率,并提高了水分、养分扩散速率,加之适宜的充气孔隙度,还促进了作物生长。耕层0-20 cm土壤有机质含量提高17%。

连续实施保护性耕作10年后,耕层黑土微生物和土壤动物物种丰富度提高了10%-20%,密度增加了20%-40%,生物量增加了30%-50%。与传统耕作相比,保护性耕作下玉米产量在正常年份没有明显差异,但在极端气候条件下,保护性耕作展现出了极强的抗灾优势。极端干旱年份(以2015年为例),秸秆覆盖还田免耕下作物产量较传统耕作高47.4%。以上无一不是土壤给我们的正反馈。

其实,我们在爱土壤的同时,土壤又何尝不在爱我们呢?所以,有的时候偷点小懒、学会放手,或许也是一种相互成全。

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