第五节 土壤轮耕存在问题、建议及展望
一、存在问题及建议
在中国北方旱作区,旱地农业发展的主要技术目标是充分利用自然降水,减少地表径流,增加土壤水分。土壤耕作可调节土壤肥力因素存在状况,是农业生产活动的主要内容,在农业持续性发展中有重要作用。作物轮作、土壤耕作与培肥,是土壤管理技术的主要方面。如何根据农业生产特点,本着“增产、高效、节本、可行”的原则,将轮作、耕作、培肥有机地结合起来,形成一个完善的综合技术体系,建立持续农业的土壤耕作技术是当前土壤耕作研究的热点(刘世平等,1996)。然而,传统的频繁翻耕,增加了土壤容重,减少土壤团聚体含量,加速土壤侵蚀,导致严重的水土流失和养分流失,造成作物产量低而不稳。深松和秸秆覆盖虽能解决由于连续免耕覆盖作业出现的土壤问题,但每年的深松作业增加机械作业成本,对提高作物产量效果并不明显(He, et al.,2007)。
国内北方的深松少耕、耙茬少耕、覆盖免耕,南方的自然免耕、稻板麦、轮耕等耕作技术在农业生产中都发挥了很大作用。针对土壤耕作所存在的问题,笔者认为,首先,强调“久免需耕”,并非恢复过去的耕作方式,而是要达到免耕与耕翻之间的辩证统一。在作业上摈弃过去传统耕作中的不合理部分,诸如烂耕、水旋以及多耕多耙等费工低效的耕作方式。保留传统耕作中的有益部分,如通过适墒耕翻进行上下土层交换,松动耕层以提高供肥能力等。适墒耕翻与少免耕组合,可以起到互补作用。这种组合并非传统耕作中的季季都耕,从数年为系统来看,总体上以少免耕为主,耕翻为次的少耕制;从年际间来看,耕与免、深与浅、翻与旋等组合轮替。
其次,少耕制或轮耕制可解决提高肥力、灭虫、除草等方面的问题。但鉴于不同农作区种植方式、作业条件等不同,“轮耕制”应遵循以下两个原则:(1)轮耕要着眼于土壤结构的保护与发展,按轮耕方案,进行夏耕晒垡、秋耕冻垡。具体操作要因地制宜,防止对土壤结构的破坏,切忌烂耕烂旋。(2)轮作与轮耕相结合。轮作使土壤生境多变,免耕与耕翻、浅层耕作与深层耕作、夏耕与秋耕科学轮换,生态防除害虫、杂草。
最后,不同农作区轮耕模式的选择及应用。(1)轮耕周期与宜耕时机:轮耕周期的确定涉及影响因子较多,但最重要因素是土壤肥力下降而引起减产的临界年。前人研究结果表明,少免耕必须结合增施肥料,才能稳产增产。耕作时宜以能充分发挥机具效益、改良土壤和获得作物高产为原则,从宜耕、利土、抢时、省工等综合效果出发,以夏耕为主,争取秋耕为宜耕时机。(2)轮耕模式与应用:根据不同农作区土壤类型,采用少免耕结合轮耕保持和发展土壤肥力,确保持续高产。轮耕制应以少耕为主体,少免耕交替,定期耕翻的深、浅、免有机结合的体系。在具体实施时,应从不同区域种植制度出发,结合作物要求,建立与轮作相适应的轮耕模式,使轮耕效益得到充分发挥。
二、展望
保护性耕作的研究已经不是单纯土壤耕作技术及当季作物的生长,而是更注重一个种植制度的周期、作物轮作、土壤轮耕的综合技术配置及其效应。由于不同农作区的气候及土壤环境条件存在明显差异,这就要求不同区域依据自身条件发展适宜的轮耕模式。针对区域农作制的合理轮耕周期研究困难,综合国内外研究进展和我国不同区域土壤轮耕模式及技术体系,在今后的研究工作中还需对以下方面进行深入探究。
(1)结合各区域主流种植模式,采用轮耕与轮作有机结合的周年轮耕模式。重点研究不同区域、不同耕作模式下的土壤耕层功能调节关键技术,完善不同区域轮耕组合模式。
(2)不同区域轮耕周期的确定与完善。对一个具体地区和土类来说,多长时间才是最经济有效还有待于各地在实践中继续探索。
(3)要从技术上解决轮耕可能导致的土壤质量下降和作物减产的问题。研究在干旱缺水条件下不同轮耕模式通过与其他覆盖及施肥补灌措施结合,充分利用夏季降雨,达到改善土壤质量和作物增产的目的。
(4)关于轮耕对土壤供肥与作物吸肥影响。轮耕对土壤肥力、土壤微生物环境的影响及作物根系吸肥和病虫草种群发生规律等方面仍需进一步的研究。
(5)加强轮耕模式及体系的技术评价、技术推广与配套技术研究。重点解决我国不同农作区域轮耕技术规程不一、技术集成不够等问题。