黄河流域保护性耕作技术的应用现状及特点

ＳｔａｔｕｓａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＴｉｌｌａｇｅｓｉｎＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＢａｓｉｎＹＡＮＣｈａｎｇ－ｒｏｎｇ，ＭＥＩＸｕ－ｒｏｎｇ，ＨＥＷｅｎ－ｑｉｎｇ，ＹＡＮＧＪｉｅ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＣＡＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎａｒｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｏｆｔｉｌｌａｇｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｗｈｉｃｈｃｏｒｅｓａｒｅｎｏｔｉｌｌａｎｄｍｕｌｃｈｉｎｇ，ｈａｖｅｂｅｅｎｐｕｓｈｅｄｆｏｒｗａｒｄａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｐｐｌｉｅｄ，ｓｕｃｈａｓｌｅｓｓｏｒｎｏｔｉｌｌａｇｅｗｉｔｈｓｔｕｂｂｌｅａｎｄｗｈｏｌｅｃｏｕｒｓｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｉｎｇ，ｎｏ－ｔｉｌｌ，ｃｏｎｔｏｕｒａｎｄｂｅｌｔｐｌａｎｔｉｎｇｉｎｍｏｕｎｔａｉｎｒｅｇｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｌｌｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｑｕａｌｉｔｙ，ｅｎｈａｎｃｅｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｃｒｏｐｙｉｅｌｄ．ＡｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅＣＡａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓｌｉｍｉｔｅｄｏｎｃｅｒｔａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈａｓｌｏｗｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｒｏｐ，ｉｎｓｅｃｔａｎｄｗｅｅｄ，ａｄｄｉｎｇｔｈｅｌａｃｋｏｆｓｕｉｔａｂｌｅＣＡｍａｃｈｉｎｅｉｎｓｏｍｅｐｌａｃｅｏｆＹＲＢ，ｉｔｓｔｉｌｌｈａｓｅｘｐａｎｓｉｖｅａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｗｉｌｌｂｅｕｔｉｌｉｚｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎＹＲＢ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ；ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｌｌａｇｅ；ｓｔａｔｕｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

收稿日期：２００６－０６－０８基金项目：农业结构调整专项———“华北粮食主产区农业环境评价体系研究”项目资助作者简介：严昌荣（１９６１—），男，博士，研究员，主要从事旱作农业、生

态农业方面的研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｃｒ＠ｃｊａｃ．ｏｒｇ．ｃｎ通讯作者：何文清（１９７４—），男，博士。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｗｑ２０１＠ｃｊａｃ．ｏｒｇ．ｃｎ

黄河流域保护性耕作技术的应用现状及特点严昌荣，梅旭荣，何文清，杨捷（中国农业科学院农业发展与可持续发展研究所，北京１０００８１）

摘要：黄河流域的环境保护提出了对传统的耕作技术进行改革的问题。通过几十年的试验，以少免耕和覆盖为核心的保护性耕作技术，已在黄河流域得到深入的研究和较为广泛的应用，丘陵沟壑区坡地的水土保持耕作技术、旱地的玉米整秸秆全程覆盖耕作和旱地小麦留高茬少耕全程覆盖技术基本成熟。以往的研究表明，保护性耕作能够改善土壤结构，提高耕地地力，并在一定程度上提高农作物产量。虽然局部地区温度低阻碍农作物种子萌发、病虫草害发生严重、缺乏适合区域特点保护性耕作机械等问题在一定程度上制约了保护性耕作技术在黄河流域的应用推广，但从总体上看，该技术在黄河流域仍然具有广阔的推广应用前景。关键词：黄河流域；保护性耕作；现状与特点中图分类号：Ｓ３４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２００６）增刊－０８４４－０４

农业环境科学学报２００６，２５（增刊）：８４４－８４７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ

１黄河流域农业环境资源特点

黄河是我国的第二大河流，干流全长５４６４ｋｍ，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南和山东等９个省（区）的３７０多个县市，总流域面积７９．５万ｋｍ２，占国土总面积的８％。从西到东横跨青藏高原、内蒙古高原、黄土高原和黄淮海平原４个地貌单元，形成３个巨大的地形阶梯。黄河流域东临海洋，西居内陆，气候条件差异悬殊，尤其是在温度、降水、蒸发和光热资源方面。流域内从西向东气候大致可分为干旱、半干旱和半湿润气候，多年平均降水量在４７０ｍｍ左右，多年年平均蒸发量７００￣１８００ｍｍ。上游地区年均气温１℃￣８℃，中游地区８￣１４℃，下游地区１２￣１４℃。从上游、中游到下游，无霜期分别为５０￣１００ｄ，１５０￣１８０ｄ和

２００￣２２０

ｄ。流域内年日照时数１９００￣３４００ｈ，平均日照率

５０％￣７５％，太阳年总辐射量为４６０￣６６９ｋＪ・ｃｍ－２

。流域

平均风速２￣３ｍ・ｓ－１，最大风速可达２５￣３０ｍ・ｓ－１，年平

均大风日数为２０￣９０ｄ。

由于气候、成土母质和人为活动的影响，黄河流域的土壤具有明显的空间分异，从东南向西北依次分布有棕壤、褐土、土、灰褐土、灰钙土、黑垆土、黄绵土、栗钙土、灰钙土和漠钙土等。土地主要为农用地，

娄第２５卷增刊农业环境科学学报非农用地和水域所占比例较小，全流域已利用土地占９１．９３％，未利用土地中主要是沙地、裸岩石砾地和盐

碱地。在已利用土地中，农用地占９０．５８％，农用地中又以草地和耕地为主，分别占４８．４８％和２８．８４％，其次是林地，占１３．２６％。耕地中绝大部分为旱地，占流域总耕地面积的９７．９％。２黄河流域农业的基本特点近年来，随着黄河流域社会、经济的发展和人口增长，土地利用强度不断增加，复种指数呈明显增加态势，尤其是在山东、河南和陕西南部平原地区复种指数大都在１４０％以上，而内蒙古、陕西和山西的北部复种指数较低，一般在８０％左右。黄河流域旱地和水浇地存在着明显的区域差异，中下游引黄灌溉区、关中平原、银川平原、内蒙古河套平原等地区，或因为水资源丰富，水质好，易开采，或因为沿黄引水便利，水利设施齐全，水资源开发程度高，灌溉率一般在５０％以上，个别地区甚至达到９０％以上。而在陕西、山西、青海和甘肃大部分地区，由于水资源不足和基础设施差，耕地灌溉率低于３０％，个别地区灌溉率甚至低于１０％，旱作农业是其主要形式。流域主要农作物有小麦、玉米、谷子、薯类、棉花和油料等，尤其是小麦、玉米和棉花在全国占有重要位置。流域内各地区农业生产发展不平衡，除山东和河南的粮食单产高于全国平均水平外，其他各省（区）粮食单产普遍低于全国平均水平。３黄河流域保护性耕作技术应用现状３．１保护性耕作技术的发展和应用精耕细作是中国传统农业的精髓，黄河流域作为中华民族的摇篮，精耕细作是整个流域农业生产的基本特点，而旱地耕作体系包括了“耕－耙－耢－压－锄”等几个步骤。随着科学技术进步和人们认识的变化，农业技术得到了很大改变，但一些基本的耕作技术基本得到沿袭。直到上世纪８０年代，黄河流域的水土流失、土壤板结、风蚀沙化、地下水位下降、河流干枯和植被破坏等问题日益严重，这些问题同农业生产的联系也逐渐被人们所认识，促使人们重新审视和研究传统耕作技术，并针对传统耕作技术的缺点开始研究和应用保护性耕作技术。我国的保护性耕作技术研究始于２０世纪６０年代，最早在黑龙江开展了免耕种植小麦试验（高焕文，２００４）。２０世纪７０年代末期，一些农学家开始引进、试验、示范和推广少免耕等保护性耕作技术，在黄河流域先后研究提出了丘陵沟壑区坡地水土保持耕作技术、旱地玉米整秸秆全程覆盖耕作技术，并开始了第一代免耕播种机的研制；２０世纪８０年代后，残茬覆盖减耕和旱地小麦留高茬少耕全程覆盖技术，旱地玉米免耕整秆半覆盖技术开始在黄河流域的部分地区进行了试验，并在一定范围得到应用（李少昆等，

２００４；张飞等，２００４）；２０世纪９０年代，以抗旱增收和

减少水土流失为主要目标，保护性耕作技术的研究得到进一步的深化，提出了农艺农机结合的保护性耕作

系统，研制出适合小地块、低成本的中小型保护性耕作机具，并在生产上得到了推广应用，取得了明显的生态、经济和社会效益。在黄河流域的东部半湿润或偏旱地区，免耕玉米

直播并结合秸秆还田的保护性耕作技术在河南、山西和山东等省的水浇地得到广泛的应用，在引进和改进前苏联马尔才夫耕作法的基础上，研究出了适合该类型地区旱田特点的少耕＋覆盖的护土保墒型土壤耕作

技术，并制定了秸秆还田的技术标准和规程；同时开展了以耙代耕配合秸秆还田的少耕＋培肥技术体系研究，通过耕法定位和配合研究，建立了耙秸轮耕新型土壤耕作制。在黄河流域的西北地区，研发了适合坡耕地应用的保护性耕作技术主要有等高带状间隔种植技术，在传统砂田覆盖免耕基础上发展的秸秆覆盖

和隔行耕作等保护性耕作性技术（信乃诠，２００２）。３．２保护性耕作技术应用的效果

由于黄河流域大部分地区都属于干旱、半干旱地区，干旱少雨和大风等气候特点极易造成水土流失，

秋后翻耕使土壤直接裸露更加剧了这一过程。保护性耕作实行少免耕覆盖技术可以有效地减少对土壤的扰动，而秸秆残茬覆盖又可以有效地抑制土壤表土起

沙，进而抑制沙尘暴的发生。同时，由于地表覆盖秸秆或留有残茬，增加了地表粗糙度，阻挡雨水在地表的流动，增加了雨水渗透率，减少了地表径流量，减少了太阳辐射和降低了风速，从而可以有效地减少蒸发，

增加土壤水分含量和贮水量，提高水分利用率。根据山西寿阳、河南洛阳和内蒙古武川近几年的试验结果，发现免耕能够在一定程度抑制农田扬沙发生，提高农田土壤水分２～３个百分点（严昌荣等，２００５；王晓彬，２００５；王世学等２００４；贾延民等，２００４）。在黄河流

域的黄土高原地区应用“留茬少耕或免耕秸秆全程覆盖”将自然降水的保蓄率由传统耕作法的２５％￣

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