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内蒙古保护性耕作技术工艺:模式、成效与发展路径探究
一、引言
1.1研究背景与意义
内蒙古自治区作为我国重要的农牧业生产基地,其农业发展在国家粮食安全和生态安全战略中占据举足轻重的地位。然而,长期以来,内蒙古的农业生产多依赖传统耕作方式,对土地资源造成了较大压力,由此引发的生态环境问题日益严峻,如土壤侵蚀、肥力下降、水资源短缺等,严重威胁着农业的可持续发展。在这样的背景下,推广保护性耕作技术工艺成为内蒙古农业实现转型升级、可持续发展的必然选择。
保护性耕作技术是对传统农业耕作制度的重大变革,它以秸秆残茬覆盖地表、免耕或少耕播种以及深松等为主要技术手段,旨在减少土壤扰动,降低土壤风蚀和水蚀,提高土壤肥力和保水保墒能力,从而实现农业生产与生态保护的良性互动。该技术的应用对于内蒙古农业发展具有多方面的重要意义。
从生态保护角度来看,内蒙古地处干旱半干旱地区,气候干燥,多大风天气,生态环境较为脆弱。传统的翻耕方式使得土壤在冬春季节大面积裸露,极易遭受风蚀和水蚀。据相关研究表明,在内蒙古部分地区,传统耕作方式下的农田每年土壤流失量可达数十吨甚至上百吨,这不仅导致土壤肥力下降,还加剧了土地沙漠化和沙尘暴的发生频率。而保护性耕作技术通过秸秆残茬覆盖地表,能够有效降低风速,减少土壤颗粒的扬起,从而显著减轻风蚀危害。同时,秸秆覆盖还能拦截降雨,增加雨水入渗,减少地表径流,降低水蚀风险。有研究显示,实施保护性耕作后,农田风蚀量可减少35%-58.8%,土壤流失量减少80%左右,有效保护了当地脆弱的生态环境。
在农业可持续发展方面,保护性耕作技术有助于提高土壤质量,保障农业的长期稳定生产。传统耕作方式由于频繁翻耕,破坏了土壤结构,导致土壤孔隙度降低,通气性和透水性变差,土壤有机质含量也逐年下降。而保护性耕作的免耕或少耕措施,能够减少对土壤结构的破坏,保持土壤的自然孔隙,有利于土壤微生物的活动和繁殖,促进土壤有机质的积累和分解,提高土壤肥力。此外,秸秆还田作为保护性耕作的重要组成部分,能够为土壤提供丰富的有机物质,增加土壤有机质含量,改善土壤物理化学性质,提高土壤保肥保水能力,为农作物生长创造良好的土壤环境。实践证明,长期实施保护性耕作的农田,土壤有机质含量可提高0.1-0.3个百分点,粮食产量可增产2.3%-12%,为农业的可持续发展奠定了坚实基础。
从经济层面分析,保护性耕作技术还具有显著的经济效益。一方面,该技术减少了耕作次数和农机具的使用,降低了燃油消耗和机械磨损,从而节省了农业生产成本。据测算,实施保护性耕作后,每亩农田可节约耕作成本10-20元。另一方面,由于土壤肥力提高和保水保墒能力增强,农作物产量增加,品质提升,农民的收入相应提高。以玉米种植为例,采用保护性耕作技术后,平均每亩增产50-100公斤,按市场价格计算,每亩可增收100-200元,实现了农业生产的节本增效,对促进农民增收和农村经济发展具有重要作用。
1.2国内外研究现状
保护性耕作技术的研究与应用在全球范围内受到广泛关注,许多国家和地区都开展了相关研究,并取得了一系列成果。国外对保护性耕作技术的研究起步较早。20世纪30年代,美国在经历“黑风暴”后,开始大力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,免耕技术成为当时的主导技术。此后,保护性耕作技术不断发展,到了50年代以后,机械化免耕技术与保护性植被覆盖技术同步发展,70年代又加入了不同作物轮作与作物秸秆还田覆盖的内容。目前,美国至少有50%的耕地实行各种类型的保护性耕作,其中作物残茬覆盖耕作占53%,免耕占44%,主要应用于大豆、玉米、高粱、小麦等多种作物。除美国外,加拿大、澳大利亚以及南美的巴西、阿根廷等国家也在半干旱地区广泛推广应用保护性耕作技术。这些国家在保护性耕作技术的研究中,注重农机与农艺的结合,不断研发适合不同地区和作物的耕作机具与技术模式,并且在土壤保护、水资源利用、作物产量提升等方面取得了显著成效。例如,澳大利亚通过实施保护性耕作,有效减少了土壤侵蚀,提高了土壤肥力,增强了农业生产的可持续性。
我国对保护性耕作技术的研究始于20世纪70年代末期,原北京农业大学耕作研究室率先引进和试验少免耕技术原理,并研制出我国第一代免耕播种机。此后,黑龙江等地区开始探索半湿润地区的机械化深松耕、垄耕等保护性耕作技术。“六五”以来,国家科技部等部门在旱地农业攻关项目、黄土高原综合治理项目等方面,对农田少耕、免耕、覆盖耕作等进行了研究,取得了一定进展。中国农业大学在黄淮海平原与京郊农区、农牧交错带等地推广了多种保护性耕作技术;西北农林科技大学研究出坡地水土保持耕作法、小麦秸秆和地膜覆盖耕作等技术。目前,我国保护性耕
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