农业机械化保护性耕作技术科学运用的实践探索

保护性耕作是以机械化作业为主，将耕作强度减少到只保证种子发芽的耕作技术。该技术通过减少地表剥离和地面覆盖物的翻动，更好地保护了土壤，从而对抗由传统铧式犁翻耕带来的诸多环境问题。传统的翻耕技术为我国农业提供了大量便利，尤其在提高农作物产量上发挥了重要作用。然而，伴随着快速的发展矛盾也逐渐显现，包括土壤侵蚀加剧、生态环境恶化、操作成本上升等问题。特别是，反复翻耕会破坏土壤中的生物群落，导致土壤活性逐渐丧失，使得土壤偏离自然状态，失去了本身的保护功能和生态恢复功能。在此背景下，保护性耕作理念应运而生，其主要通过减少翻耕，保留地面覆盖物，减少杂草和病虫害，来提升土壤保护和营造能力。保护性耕作实际上是机械化耕作与自然保护之间协调发展的象征，这一维度的变革表现在机械化耕作由单纯的改造自然转向利用自然，并寻求与自然更大程度的协调。

一、农业机械化保护性耕作的应用优势

1、提高农产品品质

农业机械化保护性耕作可以减少或避免机械损伤，保持土壤的松散和肥沃，促进作物的正常生长和发育，从而提高农产品的品质。首先，机械损伤是影响农产品品质的主要原因之一。在传统的农业机械化中，大型机械的使用容易出现土壤压实、水分流失等问题，对种植作物造成机械伤害。而采用保护性耕作技术，如采用轻型农业机械，降低机械重量和速度，可以有效地减少机械损伤，保持土壤的松散和肥沃，有利于作物正常生长和发育。其次，保护性耕作还可以通过调控土壤水分、养分等条件，使作物具有更好的产量和品质。例如，在田间管理中，采用覆盖式栽培和秸秆覆盖等技术，可以保持土壤的湿润度和营养成分，有助于促进作物健康生长，提高农产品品质。

2、提高农产品产量

农业机械化保护性耕作能够使得土壤质量得到保持或改善，从而增加土壤的肥力和保水能力，促进作物的正常生长和发育，提高农产品的产量。首先，采用保护性耕作技术可以减少农业生产中的能量损失，达到更好的效果。传统的农业机械化方式由于缺乏科学规划和技术支持，导致能量损失严重。而保护性耕作则通过合理使用机械设备、调整种植密度和施肥量等，降低能量损失率，提高作物的利用效率。其次，保护性耕作还可以通过改善土壤质量，提高土壤保水能力，有助于调节作物生长环境，优化作物生长状况，从而提高农产品产量。

3、促进土壤保持和改善

农业机械化传统上会导致土壤压实和质量下降，对生态环境产生负面影响。而采用保护性耕作技术则可以避免这一问题的发生，保持或改善土壤质量，从而促进土壤的保持和改善。首先，保护性耕作可以减少土壤压实。在传统的农业机械化中，大型机械的使用会导致土壤压实，使土壤肥力下降、水分流失等问题加剧，最终影响作物生长和品质。采用保护性耕作技术，如轻型耕作机械、非翻耕等方式，可以减少机械压实对土壤的损伤，有利于保持土壤水分和空气含量，促进土壤的微生物活动和养分循环，达到土壤保持和改善的目的。其次，保护性耕作还可以通过覆盖式栽培、秸秆还田等方式，增加土壤有机质含量，进一步提高土壤质量。

4、提高劳动效率

采用保护性耕作技术，可以减少农民的体力劳动和人工成本，提高农业生产的效率。首先，采用多功能农业机械，可以同时完成耕地、施肥等多项工作，省去了传统农业生产中的重复劳动，提高了生产效率。其次，保护性耕作技术还可以通过减少机械损伤和土壤压实等问题，降低了农民对于土地修整的需求，简化了农业生产流程，从而提高了生产效率。

二、农业机械化保护性耕作的应用要点

1、免耕或机械化耕作

农业机械化保护性耕作以尽量减少对土壤的干扰，维持及改善土壤生态环境为前提的耕作方式。它逐步取代了传统农业中的重复耕作和翻地，以免耕或少耕、更加精细的种植方式，如行播、穴播等应用更为广泛。

传统的深翻作业对土壤结构造成了严重破坏，使得土壤容易发生侵蚀与碱化，降低了土壤肥力。在采用机械化保护性耕作之后，免耕或者少耕的运用可以大大减少对土壤的干扰，使得土壤中的营养物质得到更好的保护与保存。免耕农业是在一定条件下，对于耕作地面不翻动，避免暴露土地，作物种植后，作物秸秆就地还田，通过这样的管理方式，使得田间植物残余物在土壤中分解，有利于循环利用比较丰富的养分，增加土壤肥力，提高土壤容水性能。机械化少耕旨在减轻对土壤的干扰和破坏，尽量保留土壤原有的构造和土壤微生物。这种作业方式可以有效控制酸碱度的变化，使得农田湿度得到改善，提高了土壤中养分的含量。

土壤深松通过机械设备打破土壤的压实层，改善土壤纹理和结构，提高土壤透水透气性，力求以最小的力进行对土壤的搅动，提高土壤的保水率和降低蒸发量，使根系能更好的吸收到水分和养分的手段。在进行期间，应选择作物生长的非关键时期或者是禾本科植物收割后再进行深松作业，避免对作物的影响，采取缓而不猛的方式和速度挖土，以确保土壤结构和密度的稳定；并在松土后及时覆盖有机物料，避免水分散失和风力侵蚀。

农业机械化保护性耕作在追求高效产出的同时，尽可能减少了对土壤的干扰，有利于维持良好的土壤生态环境，不仅提高了农产品的质量，也为可持续农业发展提供了有力的保障。引导农民利用现代农机设备，辅以科学合理的农田管理方法，推广和实施农业保护性耕作是现代农业发展的必然趋势。

2、基于土壤类型，调整耕作方式

农业生产时，应该随时观察土壤状态，并根据具体情况相应调整耕作方式。例如，在开展深翻、刨耙等操作时，如果发现土壤有板结产生，那么在不破坏土壤结构的前提下，可以适度的使用深松机进行处理。此外，在进行土地平整、压实等操作时，也应该注意控制机器重量和速度，以免过度损害土壤质量。耕作时，还应该根据土壤类型和结构特征，选择合适的耕作深度和时间。例如，在砂质土壤中，因为水分流失快、养分含量低，应该适当加深耕作深度，以促进根系发育；而在黏土质土壤中，因为有较高的保水能力和肥力，不宜过度翻耕，以避免损伤土壤结构。此外，还应该根据季节气温、降雨情况等因素，选择合适的耕作时间，以确保农业生产效益最大化。

除了调整耕作方式和深度外，还应该适时施肥，以满足植物对养分的需求，促进作物生长和发育，并优化土壤质地。例如，可以采用基肥加追肥的方式，将肥料分批施入土壤深层次和浅层次，以保证养分供应的连续性和稳定性。同时，也可以选择合适的施肥方式，例如喷施、滴灌、微喷等方式，使肥料更有效地被植物吸收利用，并减少养分流失和污染。最后进行土壤改良来持续改善和优化针对土壤类型及结构的耕种。例如，在土壤中添加有机肥料、石灰等物质，以调节土壤pH值，提高酸碱度稳定性；在进行耕作前或后，可以利用树叶、秸秆等进行覆盖，以增加土壤有机质含量和保水能力。

3、合理使用覆盖物

农业机械化保护性耕作中覆盖物可以对土壤起到保护和改善的作用。首先，覆盖物应该选择适当的材料。通常情况下，农作物秸秆及残茬是比较常用的覆盖物材料之一。这是因为秸秆和残茬不仅易于获取，而且可以降低土壤温度，增加土壤中的有机质含量，有利于水分保持和养分循环。此外，还可以选择其他材料，例如草坪割草、树叶等，但需要注意的是，这些材料需要经过处理后才可以使用，以防止其对土壤产生不良影响。其次，使用覆盖物的时间和方式也非常重要。覆盖物的使用应该在播种或移栽后尽早进行，以便达到最佳效果。通常来说，最好在农作物种植后的第一天或第二天就开始覆盖。此时，可以使用切碎机将秸秆切成适当的长度，并均匀地铺布在地表上。如果不使用切碎机，也可以手工将秸秆割成适当的长度，然后均匀地覆盖在地表上。此外，在使用覆盖物时还需要注意以下几点：一是覆盖物的厚度应该适中。过厚的覆盖物会导致土壤缺氧，影响作物生长；而过薄的覆盖物则无法达到保持水分和改善土壤质量的效果。通常情况下，每平方米土地上覆盖物的重量应该在1-2千克之间。二是覆盖物应该覆盖整个田地。覆盖物的使用范围应该涵盖整个田地，以确保所有作物都能受益。特别是对于植株比较矮小的作物，如小麦、玉米等，覆盖物的使用更加必要，可以有效地减少风吹雨打对它们的影响。三是定期更换覆盖物。随着时间的推移，覆盖物会逐渐破碎、腐烂，其对土壤肥力的贡献也会随之减少。因此，建议定期更换覆盖物，以保证其效果的持久性。

4、科学播种

在保护性农业中，无翻耕精准播种是农业机械化保护性耕作的核心环节之一。以下为实施科学播种的一些主要步骤和注意事项：

由于通常不进行传统的土壤局部翻转或整地，因此需要使用专门设计用来插入种子到未翻耕地面的播种设备。这些设备包括无翻耕播种机和穴播机等，它们应能确保种子在适当深度和间距下播种，以利于种子的发芽和生长。首先，播种深度和密度的调整是保证播种质量的重要手段。播种深度应根据具体作物种类、种子大小、土壤条件和气候条件进行调整，一般来说，种子越大，播种深度越深。播种密度则要结合预期产量、作物品种、播种条件和管理水平等进行设定。合理的密度能确保作物有足够的空间进行生长，同时也可以防止过于稠密导致的病虫害。其次，播种时间是影响播种效果的重要因素。应根据作物的生长周期和气候条件选择适当的播种时间。择期播种能够最大限度地提高作物生长潜力和抵抗病虫害的能力。过早或过晚的播种时间都可能对作物的产量和质量产生不利影响。在播种后，通过残留物覆盖、种植覆盖作物、添加覆盖物等方式增加地面覆盖，以防止水土流失，降低土壤温度波动对作物的影响，提高土壤有机质含量和生物活性，并抑制杂草生长。此外，种子播种后，应该继续进行土壤湿度、肥力和病虫害等方面的管理。由于保护性农业减少了土壤翻耕，对于施肥和灌溉等需要特别注意，以防止营养素和水分不能有效传递到作物根部，影响作物的生长。

5、节水灌溉

首先应尽可能地利用原地面上的水源，以减少对土壤湿度的损害。例如，在雨季来临前或后，可以修建一些小型蓄水池、沟渠等，以收集降雨水并储存起来；在干旱季节，可以运用人工开挖坑穴、建设低堤、修建水塘等方法，以留住地下水资源。此外，也可以通过改善土壤结构、增加土壤肥力、提高植被覆盖率等手段，增强土壤的自持水能力，以减少对灌溉水的需求。除了利用原地面上的水源，合理灌溉也是节水灌溉的重要手段。在进行灌溉时，应该根据作物生长的需要、土壤情况以及气候条件等，选择不同的灌溉方式和方法。例如，在干旱地区可以采用滴灌、喷灌等点源式灌溉，将水直接输送到植物根部，以减少蒸发损失；在湿润地区则可以采取渠灌、洪灌等面源式灌溉，将水均匀地覆盖在田地表面，增加土壤湿度。此外，还可以通过定量灌溉、精确灌溉等手段，使灌溉量与作物需求量相匹配，避免过度浪费。

为了实现更加高效的节水灌溉，可以采用节水农业灌溉设备。比如，利用太阳能或风力等清洁能源，建设蓄能灌溉系统或雨水收集系统，以收集储存自然降水，减少对地下水的开采；同时，应用智能控制、传感器等先进技术，实现精准测量、定量供水、自动调整等功能，提高灌溉效率。此外，也可以采用微型喷头、滴灌带等节水型灌溉设备，以减少浪费。此外，还应注重选择适宜的作物品种。一些耐旱、抗干旱的作物品种，例如玉米、高粱、小麦等，对灌溉水量需求相对较低，可以有效地节约用水。此外，在进行作物种植时，也应该考虑植物间距、行距、密度等因素，合理配置土壤和水分资源，以充分利用有限的水资源。

6、加强病虫害控制

病虫害对农产品的质量和产量有着直接的影响。因此，加强机械化农田的病虫害控制，采取科学的方法和技术，保障农作物的生长和产量，是农业生产的重要一环。建立健全病虫害监测预警系统是加强病虫害管理的首要措施。运用现代技术手段和设备，如无人机、卫星遥感等，进行高效、精准的病虫害监测。通过实时数据分析，以便于及时发现病虫害的发生，提早发布预警信息，并根据预警结果制定有效的防治策略。在播种、中耕、收割等农田作业环节，规范使用农业机械，遵循科学的作业程序和参数，减少机械伤害和外来污染带来的病虫害侵害风险。其次，采用生物防治法，如采用天敌和病虫害交错种植、引入寄生菌等措施，可以有效打击病虫害的繁殖，减少其数量。另外，也可以通过农机设备喷撒微生物杀虫剂，如病原菌、病毒等进行防治。并适度使用化学药物，具备快速高效的特点。需要注意的是，药物的选择应根据病虫害种类适时适量，避免过度使用，引发的抗药性问题和环境污染问题。在农机作业中，要考虑此防治法的整合，向化学产品低毒、无公害、易降解方向发展。最后制定全面、科学、灵活应对不同情况的病虫害防治规划，实现病虫害的全程管理。与此同时，提升农民操作技术，普及病虫害防治知识，做到防控知识普及和技术培训。

综上所述，保护性耕作技术的应用前景广阔，其关注保护土壤、改善生态环境以及维持农业生产的持续性发展。一方面，保护性耕作技术尤其体现了科技与自然环境的融合，意识到环境问题的严肃性，从而更加注重利用科技手段来改善环境；另一方面，这也标志着我国农业发展已经进入了以环保和可持续为主题的新时期。最后，相关人员应更全面、深入地理解和掌握保护性耕作的核心技术，保护和改善土壤生态环境，降低农业生产成本，提高农作物的产量和品质。同时，研究和推广保护性耕作技术，可以为我国的可持续农业发展提供有效支持，也对环境保护具有深远影响。

（作者单位： 274200 山东省成武县南鲁集镇农业农村服务中心（成武县南鲁集镇人民政府））