什么是土壤耕作及土壤耕作的作用课件.ppt

《什么是土壤耕作及土壤耕作的作用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《什么是土壤耕作及土壤耕作的作用课件.ppt（174页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2007-11-15耕作学-土壤耕作与农田生态管理5 土壤耕作1.什么是土壤耕作及土壤耕作的作用？2.说说你所知道的土壤耕作技术类型和土壤耕作制类型。第一节 土壤耕作技术原理 Lipiec1 J.Int.Agrophysics,2003,17,6169 Lipiec1 J.Int.Agrophysics,2003,17,6169容重容重Bulk density(Mg/m3)籽粒籽粒产产量量Grain根系生物量根系生物量Roots籽粒籽粒：根系：根系Garin:Roots(Mg/hm2)Barely-Chemozem typical heavy loamy 0.951.942.310.841.1

2、52.051.791.141.351.161.170.99 Millet-Grey forest podzolized light loam 1.063.542.311.531.244.061.982.051.343.881.732.241.513.201.292.42美国的“黑风暴”一、土壤耕作史简单回顾一、土壤耕作史简单回顾土壤耕作：土壤耕作：通过农机具的机械力量作用于土壤，调整耕通过农机具的机械力量作用于土壤，调整耕层和地面的关系，为作物播种、出苗和生长层和地面的关系，为作物播种、出苗和生长发育提供适宜的土壤环境的农业技术措施。发育提供适宜的土壤环境的农业技术措施。自然力自然力生物力生物

3、力农田土体主要层次稳定层稳定层犁底犁底层层心土层心土层覆盖层覆盖层种床层种床层表土层：约表土层：约010cm，受气，受气候条件和耕作栽培措施影响较候条件和耕作栽培措施影响较大。覆盖层（大。覆盖层（03cm），种），种床层（床层（310cm）稳定层稳定层:（1020，30cm）,又称根系活跃层，一般根系又称根系活跃层，一般根系分布较多，是作物对养分、分布较多，是作物对养分、水分、空气要求的敏感地带。水分、空气要求的敏感地带。该层的土壤物理性状、蓄水该层的土壤物理性状、蓄水和保水和供水供肥能力对作和保水和供水供肥能力对作物生长发育有重大影响。物生长发育有重大影响。农田土体主要层次心土层：（3050

4、cm）土壤结构紧密，受外界影响较小，肥力因素较为稳定，物质转化慢，对耕层肥力和作物生长有影响。犁底层：在土壤深耕时，常因农具力的作用和底土塑性较强，在耕层和心土层之间形成了容重较大，封闭式的犁底层。犁底层减弱了耕层和心土层底能量和物质流通。稳定层稳定层犁底犁底层层心土层心土层覆盖层覆盖层种床层种床层耕层：耕层：又称熟土层，是农业耕作经常作用又称熟土层，是农业耕作经常作用的土壤、也是作物分布的主要层次，的土壤、也是作物分布的主要层次，通常厚约通常厚约151525cm25cm。Tilth（SSSA,1987)can be described as the physical condition of

5、 soil as related to its ease of tillage,fitness as a seedbed and its impedance for seedling emergence and root penetration.二、土壤耕作的任务二、土壤耕作的任务1.调整耕层三相比2.创造深厚的耕层与适宜的播床3.翻埋残茬、肥料和杂草4.消灭病虫害作物对耕作层的要求协调的水、肥、气、热的土壤环境 水气矛盾 水热矛盾 水肥矛盾有关指标：孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度 松紧度与容重、机械阻力1.调整耕层三相比空气、水分空气、水分土壤粒子：土壤粒子：矿物质、矿物质、有机质有机质水

6、气矛盾水气矛盾水热矛盾水热矛盾水肥矛盾水肥矛盾耕层土壤的三相矛盾耕层土壤的三相矛盾固相固相液相液相气相气相（1）水气矛盾）水气矛盾（2）水热矛盾土壤含水多，土壤温度升降慢，变化平稳；土壤含水多，土壤温度升降慢，变化平稳；土壤水分少，空气多，地温升温快。土壤水分少，空气多，地温升温快。耕作方式对耕层土壤地温的影响（测定时间耕作方式对耕层土壤地温的影响（测定时间 4:00-5:00 PM）Karlen et alKarlen et al（3）水肥矛盾水气、水热矛盾影响到土壤微生物的种水气、水热矛盾影响到土壤微生物的种类和生物化学活性强度以及养分的积累类和生物化学活性强度以及养分的积累和释放。土壤水

7、分、温度和空气适宜时，和释放。土壤水分、温度和空气适宜时，微生物活动旺盛，有利于土壤养分的供微生物活动旺盛，有利于土壤养分的供应。应。耕作方式对土壤全耕作方式对土壤全C C及蚯蚓数量的影响及蚯蚓数量的影响全全C（g/kg）蚯蚓数量蚯蚓数量个个/m2免耕免耕2478凿耕凿耕1652翻耕翻耕1153Karlen et alKarlen et al2.创造深厚的耕层与适宜的播床（1）深厚的耕层深厚的耕层，有利于作物根系发育，进而促进地上部分生长而增产；土壤养分供应充足，增大根冠比。耕层加深具有一定的难度 机械动力、作业成本、气候、土壤 作物增产与耕层加深不呈直线相关 增加耕层必须与施肥配合（2）适宜

8、的种床平、碎：地面平整，土壤表面无坷垃上虚下实低湿地要作畦、作垄；风沙区保持一定的粗糙度，开沟作垄；干旱半干旱地区，表土层不要太松；气候寒冷地区，垄作提高地温；坡耕地，等高种植沟垄种植减少水土流失p翻埋残茬、肥料和杂草p消灭病虫害u调整耕层三相比调整耕层三相比u创造深厚的耕层与适宜的播床创造深厚的耕层与适宜的播床u翻埋残茬、肥料和杂草翻埋残茬、肥料和杂草三三 土壤耕作的实质（中心任务）土壤耕作的实质（中心任务）使使水肥气热水肥气热等因素协调供应作物，关键是等因素协调供应作物，关键是土壤三相的比例适宜，土壤固相、液相、土壤三相的比例适宜，土壤固相、液相、气相在耕层达到合理的位置和结构，即耕气相在

9、耕层达到合理的位置和结构，即耕层构造的各要素之间比例协调。层构造的各要素之间比例协调。耕层构造：是指耕层内各个层次中矿物质、耕层构造：是指耕层内各个层次中矿物质、有机质与总孔隙之间及总孔隙中毛管孔隙有机质与总孔隙之间及总孔隙中毛管孔隙与非毛管孔隙的比例关系。与非毛管孔隙的比例关系。免耕免耕0-5cm0-5cm土壤横截面土壤横截面翻耕翻耕0-5cm0-5cm土壤横截面土壤横截面（朱文珊等，（朱文珊等，19891989）采取合理的耕作措施采取合理的耕作措施!第二节 土壤耕作措施 一、土壤耕作措施与作用一、土壤耕作措施与作用（一）土壤耕作措施对土壤的影响1.松碎土壤2.翻转耕层3.混拌土壤4.平整地

10、面5.压紧土壤6.开沟培垄，挖坑推土，打埂作畦二、土壤耕作措施的主要类型及作用二、土壤耕作措施的主要类型及作用（一）基本耕作（Basic tillage),又称初级耕作（Primary tillage），指入土较深，作用强烈、能显著改变耕作物理性状，后效较长的一类耕作措施，如翻耕、深松耕、旋耕。（二）表土耕作，又称次级耕作（Secondary tillage),是在基本耕作的基础上采用入土较浅，作用强度较小，旨在破碎土块，平整土地，消灭杂草，为作物创造良好的播种出苗和生产条件的一类土壤耕作措施，一般不超过10cm。（一）基本耕作1.翻耕 翻耕是世界各国采用最普遍的一种耕作措施。主要工具是铧式犁

11、，先由犁铧平切土垡，再沿铧壁将土垡抬起上升，进而随犁壁形状使垡片逐渐破碎翻转抛到右侧犁沟中去。（1 1）翻耕）翻耕）翻耕）翻耕对对对对土壤的作用土壤的作用土壤的作用土壤的作用 一是翻土，可将原耕层上层土翻入下层，下层土翻到上层；同时也有翻埋作物根茎、化肥、绿肥、杂草以及防除病虫害的作用。二是松土，土壤耕层上下翻转后，使原来较紧实的耕层翻松，对增加耕层厚度，增加土壤通透性。三是碎土，犁壁有一曲面，犁前进的动力使垡片在曲面上破碎，进而改善结构，松碎成团聚体状态（水分适宜时）。（2 2）翻耕的优缺点）翻耕的优缺点）翻耕的优缺点）翻耕的优缺点使土壤耕层上下翻转后比较疏松，有利于接纳雨水，翻埋杂草、肥料

12、与根茬；增加耕层厚度，提高土壤透气性，促进好气性微生物活动和养分矿化。人力物力消耗大，加剧了土壤流失（尤其是坡耕地），蒸发强烈，影响及时播种，在非宜耕地上易形成大土块不利于种子发芽出苗等。（3 3）翻耕方法）翻耕方法）翻耕方法）翻耕方法 由于采用的犁，其犁壁形式不同，垡片的翻转有全翻垡、半翻垡和分层翻垡三种。左：全翻垡 中：半翻垡 右：复式犁分层翻垡图51 三种翻耕方法示意图 全翻垡：全翻垡：全翻垡：全翻垡：采用螺旋型犁壁将垡片翻转180，翻后垡片覆土严密，灭草作用强，特别适用于耕翻牧草地、荒地、绿肥地或感染杂草严重的地段。但消耗动力大，碎土作用小，不适宜熟耕地。半翻垡：半翻垡：半翻垡：半翻垡

13、：多采用熟地型犁壁将垡片翻转135，翻后垡片彼此相叠覆盖成瓦状。这种方式耕作阻力小，兼有较好的翻土和碎土作用，适用于一般耕地。目前我国机耕多采用这种方法。但该法垡片覆盖不严，灭草性能不如全翻垡。分分分分层层层层翻垡翻垡翻垡翻垡：使用带有前小铧的复式犁，是前苏联BP威廉斯为草田耕作特别设计的利于多年生牧草耕翻的翻耕工具。因为分层耕翻，具有垡片翻转覆盖严密、减轻犁耕阻力的功效。还有使表层土壤已经毁坏了的团粒结构，在翻转后处于覆盖严实的欠缺空气的厌氧条件下，重新恢复团粒结构的能力。这是威廉斯复式犁分层翻垡的主要目的所在。不过复式犁耕作时运转技术要求较高，我国较少使用。（4 4）翻耕）翻耕）翻耕）翻耕

14、时时时时期期期期 一年一熟或二熟地区，在夏、秋季作物收获后以伏耕为主，秋收作物后和秋播作物前为秋耕主要时间。对于水田、低洼地、秋收腾地过晚或因水分过多无法及时秋耕的，才进行春耕。故有伏耕、秋耕和春耕三种类型。北方地区伏、秋耕比春耕更能接纳、积蓄伏秋季降雨，减少地表径流，对贮墒防旱有显著作用。伏、秋耕比春耕能有充分时间熟化耕层，改善土壤物理性状，能更有效地防除田间杂草，并诱发表土中的部分杂草种子。盐碱地伏耕能利用雨水洗盐，抑制盐分上升，加速洗盐效果。总之，就北方地区的气候条件及生产条件而论，伏耕优于秋耕，早秋耕优于晚秋耕，秋耕又优于春耕。我国南方耕翻多在秋、冬季进行，利用干耕晒垡、冬季冻凛，以加

15、速土壤的熟化过程，又不致影响春播适时整地。播种前的耕作宜浅，以利整地播种。（5 5）翻耕深度）翻耕深度）翻耕深度）翻耕深度 一般情况下：土层较厚，表、底土质地一致，有犁底层存在或粘质土等，翻耕可深些。土层较薄，砂质土，心土层较薄或有石砾的土壤不宜深耕。水田翻耕深度不宜超过犁底层。在干旱、多风、高湿地区不宜深耕，否则会造成失墒严重，提墒困难。翻地越深，生土翻到地面也越多，不利于作物的生长发育。耕地深度还要根据农机具性能和经济效益而定，畜耕的浅些，机耕的深些。从耕地加深的增产效果和增加经济效益来看，各种作物不同。（6 6）翻耕后效）翻耕后效）翻耕后效）翻耕后效 翻耕有一定的后效期，即翻耕创造的疏松

16、耕层能保持一定的时间。我国北方旱作农田翻耕后有23年后效，灌溉农田有12年后效。因此，土壤不必年年翻耕，否则矿质化过快，土壤养分耗损大，且不经济。然而，为消除水田的还原性毒害物质，水田连年翻耕仍属必要。当前，我国耕翻深度，畜力犁一般为当前，我国耕翻深度，畜力犁一般为13-16cm，机引，机引犁为犁为20-22cm。耕翻越深，耕作效率越低，成本越高。耕翻越深，耕作效率越低，成本越高。因此，深耕时必须考虑到经济效益，目前以不超过因此，深耕时必须考虑到经济效益，目前以不超过25cm为宜。不同国家对耕翻深度的看法也不同，美国为宜。不同国家对耕翻深度的看法也不同，美国认为认为15-16m偏浅，英国、德国

17、认为偏浅，英国、德国认为18-20cm适中适中,日日本认为本认为25-30cm偏深偏深总之，耕翻深度的确定要考虑气候、土壤状况、作物总之，耕翻深度的确定要考虑气候、土壤状况、作物特点与要求、农机具性能及经济效益等诸因素。由于特点与要求、农机具性能及经济效益等诸因素。由于我国实施联产承包责任制后，每户农民的耕地规模较我国实施联产承包责任制后，每户农民的耕地规模较小，机具动力也较小，造成土壤耕作深度均变浅。小，机具动力也较小，造成土壤耕作深度均变浅。（一）基本耕作（一）基本耕作 2.深松深松 以无壁犁、深松以无壁犁、深松以无壁犁、深松以无壁犁、深松铲铲铲铲、凿凿凿凿型型型型铲对铲对铲对铲对耕耕耕耕

18、层进层进层进层进行全面的行全面的行全面的行全面的（无壁犁或靴式犁）或（无壁犁或靴式犁）或（无壁犁或靴式犁）或（无壁犁或靴式犁）或间间间间隔的（隔的（隔的（隔的（凿凿凿凿形形形形铲铲铲铲或或或或铧铧铧铧形形形形铲铲铲铲）深位松土，不翻深位松土，不翻深位松土，不翻深位松土，不翻转转转转土土土土层层层层。耕深可达。耕深可达。耕深可达。耕深可达2530cm2530cm，最深，最深，最深，最深为为为为50cm50cm。深松的作用特点：深松的作用特点：（1 1）与翻耕相比，只松不翻、不乱土）与翻耕相比，只松不翻、不乱土）与翻耕相比，只松不翻、不乱土）与翻耕相比，只松不翻、不乱土层层层层是深松是深松是深松是

19、深松耕的最大特点。耕的最大特点。耕的最大特点。耕的最大特点。（2 2）深松耕可以分散在各个适当）深松耕可以分散在各个适当）深松耕可以分散在各个适当）深松耕可以分散在各个适当时时时时期期期期进进进进行，避行，避行，避行，避免翻耕作免翻耕作免翻耕作免翻耕作业时间过业时间过业时间过业时间过分集中，做到耕种分集中，做到耕种分集中，做到耕种分集中，做到耕种结结结结合和耕管合和耕管合和耕管合和耕管结结结结合，可以合，可以合，可以合，可以间间间间隔深松，做到隔深松，做到隔深松，做到隔深松，做到纵纵纵纵向虚向虚向虚向虚实实实实并存，并存，并存，并存，节节节节省省省省动动动动力；力；力；力；深松耕可以打破翻耕形

20、成的犁底深松耕可以打破翻耕形成的犁底深松耕可以打破翻耕形成的犁底深松耕可以打破翻耕形成的犁底层层层层，利于降水入渗，利于降水入渗，利于降水入渗，利于降水入渗，增加耕增加耕增加耕增加耕层层层层土壤持水性能。土壤持水性能。土壤持水性能。土壤持水性能。3ZSF-1.86T2宽幅中耕深松追肥机宽幅中耕深松追肥机3Z-2窄幅中耕深松追肥机窄幅中耕深松追肥机 （3 3）深松耕可以保持地面残茬覆盖，防止）深松耕可以保持地面残茬覆盖，防止）深松耕可以保持地面残茬覆盖，防止）深松耕可以保持地面残茬覆盖，防止风蚀风蚀风蚀风蚀，减减减减轻轻轻轻土壤水分的蒸土壤水分的蒸土壤水分的蒸土壤水分的蒸发发发发，雨水多，雨水多

21、，雨水多，雨水多时时时时可以大量吸收和保可以大量吸收和保可以大量吸收和保可以大量吸收和保存水分，防旱防存水分，防旱防存水分，防旱防存水分，防旱防涝涝涝涝。（4 4）盐盐盐盐碱地深松耕，可以保持脱碱地深松耕，可以保持脱碱地深松耕，可以保持脱碱地深松耕，可以保持脱盐盐盐盐土土土土层层层层位置不位置不位置不位置不动动动动，减，减，减，减轻盐轻盐轻盐轻盐碱危害。碱危害。碱危害。碱危害。（5 5）深松耕的不足之）深松耕的不足之）深松耕的不足之）深松耕的不足之处处处处是翻埋肥料、残茬和是翻埋肥料、残茬和是翻埋肥料、残茬和是翻埋肥料、残茬和杂杂杂杂草的作用效果差，地面比草的作用效果差，地面比草的作用效果差，

22、地面比草的作用效果差，地面比较较较较粗糙等。粗糙等。粗糙等。粗糙等。（6 6）适合于土）适合于土）适合于土）适合于土层层层层深厚的干旱、半干旱地区，以及深厚的干旱、半干旱地区，以及深厚的干旱、半干旱地区，以及深厚的干旱、半干旱地区，以及耕耕耕耕层层层层土壤瘠薄，不宜耕翻的土壤瘠薄，不宜耕翻的土壤瘠薄，不宜耕翻的土壤瘠薄，不宜耕翻的盐盐盐盐碱土、白碱土、白碱土、白碱土、白浆浆浆浆土地区。土地区。土地区。土地区。基本耕作基本耕作 3.旋耕旋耕 （1 1）运用旋耕机）运用旋耕机）运用旋耕机）运用旋耕机进进进进行旋耕作行旋耕作行旋耕作行旋耕作业业业业，既能松土，又，既能松土，又，既能松土，又，既能松土

23、，又能碎土，地面也相当平整，集犁、耙、平三次作能碎土，地面也相当平整，集犁、耙、平三次作能碎土，地面也相当平整，集犁、耙、平三次作能碎土，地面也相当平整，集犁、耙、平三次作业业业业于一体。于一体。于一体。于一体。（2 2）旋耕多用于）旋耕多用于）旋耕多用于）旋耕多用于农时紧农时紧农时紧农时紧迫的多熟制地区和迫的多熟制地区和迫的多熟制地区和迫的多熟制地区和农农农农田田田田土壤水分含量高、土壤水分含量高、土壤水分含量高、土壤水分含量高、难难难难以耕翻作以耕翻作以耕翻作以耕翻作业业业业地区。用于水田或地区。用于水田或地区。用于水田或地区。用于水田或旱地，一次作旱地，一次作旱地，一次作旱地，一次作业业

24、业业就可以就可以就可以就可以进进进进行旱地播种或水田插秧，行旱地播种或水田插秧，行旱地播种或水田插秧，行旱地播种或水田插秧，省工省省工省省工省省工省时时时时，成本低。，成本低。，成本低。，成本低。2007-11-15耕作学-土壤耕作与农田生态管理 旋耕的深度与旋耕的深度与旋耕的深度与旋耕的深度与时时时时期期期期 临临临临播前旋耕，深度不能超播前旋耕，深度不能超播前旋耕，深度不能超播前旋耕，深度不能超过过过过播种深度，否播种深度，否播种深度，否播种深度，否则则则则因因因因土壤土壤土壤土壤过过过过松，不能保松，不能保松，不能保松，不能保证证证证播种播种播种播种质质质质量，也不利于出苗。旋量，也不利

25、于出苗。旋量，也不利于出苗。旋量，也不利于出苗。旋耕机按其机械耕作性能可耕深耕机按其机械耕作性能可耕深耕机按其机械耕作性能可耕深耕机按其机械耕作性能可耕深1618cm1618cm，故，故，故，故应应应应列列列列为为为为基本耕作措施范畴。基本耕作措施范畴。基本耕作措施范畴。基本耕作措施范畴。实际实际实际实际运用中常只耕深运用中常只耕深运用中常只耕深运用中常只耕深1012cm1012cm，从国内，从国内，从国内，从国内实实实实践看，践看，践看，践看，无无无无论论论论水田旱地，多年水田旱地，多年水田旱地，多年水田旱地，多年连续单纯连续单纯连续单纯连续单纯旋耕，易旋耕，易旋耕，易旋耕，易导导导导致耕致

26、耕致耕致耕层变层变层变层变浅、理化性状浅、理化性状浅、理化性状浅、理化性状变变变变劣，故旋耕劣，故旋耕劣，故旋耕劣，故旋耕应应应应与翻耕与翻耕与翻耕与翻耕轮换应轮换应轮换应轮换应用。用。用。用。（二）表土耕作1.1.耙地耙地耙地耙地(harrowing):(harrowing):浅耕灭茬，破碎垡块或坷浅耕灭茬，破碎垡块或坷浅耕灭茬，破碎垡块或坷浅耕灭茬，破碎垡块或坷垃，破除板结，除草，增强麦苗抗性垃，破除板结，除草，增强麦苗抗性垃，破除板结，除草，增强麦苗抗性垃，破除板结，除草，增强麦苗抗性 圆盘耙、钉齿耙、弹齿耙圆盘耙、钉齿耙、弹齿耙圆盘耙、钉齿耙、弹齿耙圆盘耙、钉齿耙、弹齿耙时间：收获后、

27、翻耕后、播种前、播后出苗前、时间：收获后、翻耕后、播种前、播后出苗前、时间：收获后、翻耕后、播种前、播后出苗前、时间：收获后、翻耕后、播种前、播后出苗前、幼苗期幼苗期幼苗期幼苗期南北朝的耙2007-11-15耕作学-土壤耕作与农田生态管理2007-11-15耕作学-土壤耕作与农田生态管理表土耕作2.耱地（dragging）：耙地后地平土、碎土作业，一般用于表土。耱可以联结在耙后面，可以在播种后。碎土、轻压、防止透风跑墒等，水田平整田面，细碎土壤3.中耕（intertill）：作物在生长过程进行地表土耕作措施，起到疏松表土、保水、减少地面蒸发、湿润地区蒸散水分地作用，调节地温，消灭杂草等。耕作学

28、-土壤耕作与农田生态管理表土耕作4.镇压（packing)：压紧耕层，压碎土块，平整地面。应用时应注意土壤水分含量，镇压后表土不产生结皮，同时表面有一层干土层。5.作畦（bedding）：一般播种前进行，力求大小一致，排灌自如。6.起垄（ridging）：垄作地一项主要作业，有利于提高地温，防风排涝，防止表土板结，改善土壤通气性，压埋杂草。（三）土壤耕作措施的选用与配套1.看天2.看地：地貌、土壤、耕性 土壤耕性：影响耕作的难易和耕作质量的土壤属性。宜耕期：土壤适于耕作的时期。影响土壤耕性的因素：质地、有机质含量、土壤结构、土壤水分等3.看作物：不同作物要求耕层深度、紧实度等，因而土壤耕作应因

29、作物有别。4.经济效益Topsoil loss(light areas)保护性耕作,又称保持耕作（conservation tillage),国外有明确的定义和规定，是指在一季作物之后地表残茬覆盖至少为30%，使土壤侵蚀控制约在50%的那种耕作和种植体系。包括免耕法、垄作、覆盖耕作、带状耕作等。国内目前尚无明确的定义，一般指为减少水土流失，水蚀、风蚀等土壤侵蚀而实施的保护性耕作措施。五、保护性耕作（保持耕作）保护性耕作的前身叫“免耕法”只要能保证种子发芽即可“保护性种植”配套技术 保护性耕作制保护性农作制保护性农业(Conservation Agriculture)产生背景以有壁犁为核心的传统

30、耕法在农业生产上发以有壁犁为核心的传统耕法在农业生产上发挥了重要的作用，然而传统耕法不仅费时、挥了重要的作用，然而传统耕法不仅费时、费工，不适宜的土壤耕作，会造成土壤结构费工，不适宜的土壤耕作，会造成土壤结构的破坏，土壤肥力降低有机质下降，水土流的破坏，土壤肥力降低有机质下降，水土流失等一系列的生态环境问题。失等一系列的生态环境问题。2020世纪世纪4040年代初期，美国发生黑风暴后开始研究年代初期，美国发生黑风暴后开始研究推广免耕技术。推广免耕技术。犁耕者的愚蠢犁耕者的愚蠢19431943到到7070年代末年代末8080年代，随着科学技术的进步，特年代，随着科学技术的进步，特别是广谱、高效、

31、低毒和选择性强的多种除草剂别是广谱、高效、低毒和选择性强的多种除草剂的加速发展。的加速发展。目前，美国、加拿大、澳大利亚等国家的大部分目前，美国、加拿大、澳大利亚等国家的大部分农民已经接受和认可保护性耕作，实施面积不断农民已经接受和认可保护性耕作，实施面积不断扩大。扩大。风蚀沙化风蚀沙化-戈壁残丘戈壁残丘土壤沙化美国三十年代发生沙尘暴的情景美国三十年代发生沙尘暴的情景黑风吹醒了人类对农田的保护意识黑风吹醒了人类对农田的保护意识黑风吹醒了人类对农田的保护意识黑风吹醒了人类对农田的保护意识Columbia Plateau Croplands中国北京中国北京2002年年3月月20日沙尘暴日沙尘暴免耕

32、（No tillage）指作物播前不用犁、耙整理土地，直接在茬地上播种，播后作物期间不使用农具进行土壤管理地耕作方法。免耕的三个技术环节覆盖、免耕播种、应用广谱性除草剂覆盖、免耕播种、应用广谱性除草剂保护性耕作少耕（Reduced tillage)指在常规耕作基础上尽量减少耕作次数或在全田间隔耕种、减少耕作面积的一类耕作方法。No-till farming for cornNo-till 16 row planter in Woodbury County,Iowa.No Till PlanterNo-Till corn in Licking County,Ohio.Soybeans in co

33、rn residue in Jackson County,Illinois 保护性耕作等高耕作法：在坡耕地上，耕作播种沿等高线进行，所形成的等高小垄与作物作为减缓水向下流动的障碍物，减少径流，减少水蚀，增加土壤水分，起到水土保持的作用。沟垄耕作法：通过耕作在地面上形成较大的沟和垄，能够有效地控制土壤侵蚀地一类耕作法，一般也是按等高线进行，适于在较大坡度的耕地采用。保护性耕作残茬覆盖耕作法（mulch tillage）：在地表保留一定数量的作物残茬或秸秆，以保护土壤，减少大量地土壤损失。防风蚀耕作：防风保土保水保苗是风沙土耕作地重要问题。在风沙土区应特别注意防蚀耕作，如垂直主风向耕翻，保持犁沟与

34、垡垄不平整，增加地表粗糙度，减弱风力。保护性耕作深松耕作带状耕作（strip tillage):垄作法（ridge）Corn Stalk(Ridge Perilously)垄作垄作垄作垄作1 1地面特征地面特征地面特征地面特征 垄作耕法是创造人为小地形，常年垄型。在作垄作耕法是创造人为小地形，常年垄型。在作垄作耕法是创造人为小地形，常年垄型。在作垄作耕法是创造人为小地形，常年垄型。在作物收获后，垄高约为物收获后，垄高约为物收获后，垄高约为物收获后，垄高约为14181418厘米，标准垄型为方头厘米，标准垄型为方头厘米，标准垄型为方头厘米，标准垄型为方头垄。垄。垄。垄。垄作垄作 2、农具农具 畜力

35、农具主要是大犁。铁制三角形犁畜力农具主要是大犁。铁制三角形犁铧有铧有3-4种规格可用于垄翻，播种，中耕等作业，一种规格可用于垄翻，播种，中耕等作业，一具多用。具多用。垄作耕法垄作耕法现代农具现代农具现代农具现代农具Ridge tillage垄作耕法的评价垄作耕法的评价垄作耕法的评价垄作耕法的评价 （1 1）垄垄垄垄作作作作耕耕耕耕法法法法适适适适应应应应东东东东北北北北地地地地区区区区降降降降雨雨雨雨形形形形式式式式特特特特点点点点，春春春春雨雨雨雨少少少少须须须须防防防防旱旱旱旱，夏夏夏夏季季季季雨雨雨雨水水水水集集集集中中中中须须须须防防防防涝涝涝涝。垄垄垄垄体体体体中中中中四四四四种不同

36、紧实部位即防旱又防涝；种不同紧实部位即防旱又防涝；种不同紧实部位即防旱又防涝；种不同紧实部位即防旱又防涝；（2 2）垄垄垄垄作作作作耕耕耕耕法法法法适适适适应应应应东东东东北北北北地地地地区区区区春春春春季季季季温温温温度度度度低低低低，人人人人为为为为创创创创造造造造小小小小地地地地形形形形，可可可可增增增增加加加加表表表表面面面面温温温温度度度度。日日日日间间间间温温温温度度度度高高高高于于于于平做，夜间低于平作；平做，夜间低于平作；平做，夜间低于平作；平做，夜间低于平作；（3 3）防风蚀：东北地区春季风速较大，而且）防风蚀：东北地区春季风速较大，而且）防风蚀：东北地区春季风速较大，而且）

37、防风蚀：东北地区春季风速较大，而且大风日数较多，垄体紧实和垄上有残茬构成降低大风日数较多，垄体紧实和垄上有残茬构成降低大风日数较多，垄体紧实和垄上有残茬构成降低大风日数较多，垄体紧实和垄上有残茬构成降低风速的障碍物，同时可截留风中携带的土粒；风速的障碍物，同时可截留风中携带的土粒；风速的障碍物，同时可截留风中携带的土粒；风速的障碍物，同时可截留风中携带的土粒；（4 4）有较好的防除杂草体系）有较好的防除杂草体系）有较好的防除杂草体系）有较好的防除杂草体系 垄垄垄垄作作作作耕耕耕耕法法法法的的的的除除除除草草草草体体体体系系系系是是是是先先先先发发发发治治治治草草草草，将将将将除除除除草草草草措

38、措措措施施施施安安安安排排排排在在在在封封封封垄垄垄垄前前前前及及及及秋秋秋秋后后后后，减减减减少少少少封封封封垄垄垄垄后后后后的的的的杂杂杂杂草草草草生生生生长长长长和和和和结结结结实。实。实。实。垄作耕法垄作耕法 （5 5）耕种结合耕管结合）耕种结合耕管结合）耕种结合耕管结合）耕种结合耕管结合 ；（6 6）肥沃土集中，垄作将肥沃土集中于垄台，肥沃土集中，垄作将肥沃土集中于垄台，肥沃土集中，垄作将肥沃土集中于垄台，肥沃土集中，垄作将肥沃土集中于垄台，加厚了肥沃的耕层。垄体高出地面，便于气体交加厚了肥沃的耕层。垄体高出地面，便于气体交加厚了肥沃的耕层。垄体高出地面，便于气体交加厚了肥沃的耕层。

39、垄体高出地面，便于气体交换。换。换。换。（7 7）垄作耕法主要农具是大犁，它可以一具垄作耕法主要农具是大犁，它可以一具垄作耕法主要农具是大犁，它可以一具垄作耕法主要农具是大犁，它可以一具多用，可进行播种、深耕和中耕。多用，可进行播种、深耕和中耕。多用，可进行播种、深耕和中耕。多用，可进行播种、深耕和中耕。垄作耕法垄作耕法缺点：缺点：缺点：缺点：（1 1）有垄作耕法受农具限制，耕作层浅（）有垄作耕法受农具限制，耕作层浅（）有垄作耕法受农具限制，耕作层浅（）有垄作耕法受农具限制，耕作层浅（10-10-1212厘米），封闭波状犁底层；厘米），封闭波状犁底层；厘米），封闭波状犁底层；厘米），封闭波状犁

40、底层；（2 2）大犁耕地作业效率低）大犁耕地作业效率低）大犁耕地作业效率低）大犁耕地作业效率低 ；（3 3）宜苗期生长，不适宜后期生长。）宜苗期生长，不适宜后期生长。）宜苗期生长，不适宜后期生长。）宜苗期生长，不适宜后期生长。Fall strip tillageStrip tillage equipment根据对土壤的影响程度可以将保护性耕作技术划分为3种类型 以改变微地形为主：包括等高耕作、沟垄种以改变微地形为主：包括等高耕作、沟垄种植、垄作区田、坑田等；植、垄作区田、坑田等；以增加地面覆盖为主：包括等高带状间作、等以增加地面覆盖为主：包括等高带状间作、等高带状间轮作、覆盖耕作（包括留茬或残

41、茬覆盖、高带状间轮作、覆盖耕作（包括留茬或残茬覆盖、秸秆覆盖、砂田、地膜覆盖等）等；秸秆覆盖、砂田、地膜覆盖等）等；以改变土壤物理性状为主：包括少耕（含少耕以改变土壤物理性状为主：包括少耕（含少耕深松、少耕覆盖）、深松、少耕覆盖）、免耕等。免耕等。保土作用保护性耕作减少了土壤的翻动，加上秸秆覆盖作用，可以有效地控制土壤侵蚀，减少水土流失。众多研究表明,免耕可大大减少土壤侵蚀甚至为零。Blevins长期试验结果表明,与传统翻耕相比，免耕土壤侵蚀量减少94.15%；由于地表覆盖秸秆或作物残茬，增加了地表的粗糙度，阻挡了雨水在地表的流动,增加了雨水向土体的入渗，从我国北方多点试验示范结果看,保护性耕

42、作可以减少地表径流50%60%,减少土壤流失80%左右，减少田间大风扬尘50%60%。培肥作用培肥作用保护性耕作减少了对土壤的扰动，可以保持和改善土壤结构。据朱文珊等研究表明，免耕土壤土壤孔隙分布较合理,在全生育期内都能保持稳定的土壤孔隙度且土壤同一孔隙孔径变化小，连续性强，有利于土壤上下层的水流运动和气体交换。免耕可以显著改善了土壤化学性状，土壤有机碳显著提高，同时可提高土壤表层的N、P和K 含量,但下层土壤差别不大,免耕还可增加土壤生物和微生物数量和活性，Edwards和Hendrix等人认为土壤中微动物特别是蚯蚓的数量和活性增加,蚯蚓在土体中的翻动可改善土壤结构,蚯蚓的残体可增加土壤有机

43、质含量.节水作用节水作用由于地表秸秆可以减少太阳对土壤的照射,降低土壤表层温度，秸秆覆盖又阻挡水汽的上升,因此免耕条件下的土壤水分蒸发大大减少，据多年结果表明，免耕比传统耕作增加土壤蓄水量10%，减少土壤蒸发约40%，耗水量减少15%，水分利用效率提高10%；李立科研究表明，采用小麦秸秆全程覆盖耕作技术，可以使自然降水的蓄水率由传统耕作法的25%35%,提高到50%65%,每亩地增加60120mm 水分 增产作用增产作用合理、适宜的保护性耕作措施可以提高作物产量，据中国农业大学保护性耕作研究中心的研究结果，保护性耕作能使玉米增产4.1%，小麦增产7.3%，小杂粮增产11.2，大豆增产32%。张

44、海林等研究在华北平原夏作一季免耕夏玉米产量比传统耕作提高10以上；顾克礼等人在江苏稻麦两熟区的研究表明，超高茬麦田套稻产量由于无需秧田，比常规稻作增加种植面积10%15，复种指数提高一成以上，通过合理的水肥运筹，具有较大的增产潜力；杨光立等在湖南双季稻区对稻草免耕覆盖还田栽培晚稻的研究表明，每公顷比无草翻耕增产稻谷948kg，增产14.8，比稻草翻耕田增产582kg.增效作用增效作用以北美洲为例,一个203hm2的农场,免耕可节省225小时工作时间,相当于节省4 周工作时间(以每周60h计),可节省油耗6624升。据李洪文研究认为保护性耕作节本增收总效益在一年一熟地区为225元/hm2以上，一

45、年两熟地区达945元/hm2以上；杨光立等研究认为免耕覆盖每公顷可节省1215个工，明显的降低了劳动强度。另外，保护性耕作由于有大量秸秆还田，增加了土壤有机质，可以减少化肥的使用，既降低了生产成本，又减少了因大量使用化肥所带来的潜在环境威胁，秸秆还田还避免了焚烧所带来的环境污染问题。R.Lal最近在Science上指出，免耕可以减少温室气体的排放，有利于生态环境的改善。保护耕作的理论依据（1）生物耕作（2）土壤自调作用（3）减少了机械作业的副作用常规耕作与保护性耕作的比较常规耕作的优缺点优点：（1）创造适宜的一定深度的耕层 （2）控制杂草，防治病虫害 （3）根茬肥料的翻埋缺点：（1）风蚀、水蚀

46、严重 （2）水分损失 （3）不利于有机质的积累 （4）破坏土壤耕层构造 （5）能耗与成本增加保护耕作的优点（1）减少风蚀水蚀 Reduces soil erosion（2）保墒 Traps soil moisture to improve water availability（3）利于有机质的积累 Increases organic matter（4）改善耕层结构 Improves soil tilth（5）农耗时间少 Saves time（6）节约成本 Reduces labor，fuel 1.地温下降。免耕的土壤温度较翻耕的土壤要低，特别是早春季节，土壤升温慢，对作物的生长不利；2.长期土

47、壤变紧实。土壤容重一般较高，在一些土壤质地粘重、排水较差的土壤上，免耕的效果往往较差；3.表层富化下层贫化；4.免耕必须有一定的地面覆盖，加大了机械作业的困难。5.免耕的土壤上杂草、害虫发生加剧，这也加重了少免耕对除草、杀虫剂的依赖性。与传统耕作相比较，免耕的每公顷除草剂用量增加43%。6.适宜的农机具特别是适合我国国情的小型的农机具。保护耕作的缺点六、水田土壤耕作水稻对耕层土壤的要求1.一定深度而松软的耕层2.保持一定的水层3.地面平整南方以秋耕、冬耕、春耕、夏耕和插秧后土壤耕作；北方主要以翻耕法为主，秋季耕翻晒垡，不耙耱冬季冻融，散碎土垡，次年春干耙两次或一次，诱发杂草，然后水耙一、二次，

48、平整地面，保持水层，插秧前纵横35遍耙。插秧后视田间杂草情况中耕。（一）水稻土的剖面特点（一）水稻土的剖面特点 由由由由于于于于各各各各地地地地水水水水稻稻稻稻土土土土都都都都是是是是在在在在淹淹淹淹水水水水条条条条件件件件下下下下发发发发育育育育的的的的，虽虽虽虽然然然然原原原原土土土土类类类类各各各各式式式式各各各各样样样样，淹淹淹淹水水水水时时时时期期期期有有有有长长长长有有有有短短短短，但但但但其其其其剖剖剖剖面面面面构造有本质上的共同点。构造有本质上的共同点。构造有本质上的共同点。构造有本质上的共同点。耕作层（淹育层）耕作层（淹育层）耕作层（淹育层）耕作层（淹育层）犁底层犁底层犁底层

49、犁底层心土层（渗育层）心土层（渗育层）心土层（渗育层）心土层（渗育层）1.1.耕作层（淹育层）耕作层（淹育层）耕作层（淹育层）耕作层（淹育层）由由由由于于于于这这这这一一一一土土土土层层层层上上上上有有有有水水水水层层层层和和和和经经经经常常常常受受受受农农农农业业业业技技技技术术术术措措措措施施施施的的的的影影影影响响响响，耕耕耕耕层层层层结结结结构构构构中中中中液液液液相相相相占占占占比比比比例例例例较较较较大大大大，而而而而气气气气相相相相在在在在0-50-5厘厘厘厘米米米米土土土土层层层层尚尚尚尚有有有有一一一一定定定定的的的的比比比比例例例例，5-155-15厘厘厘厘米米米米以以以以

50、下下下下比比比比例例例例较较较较小小小小。再再再再落落落落干干干干一一一一周周周周后后后后，气气气气相相相相显显显显然然然然增增增增加加加加。因因因因此此此此，水水水水稻稻稻稻生生生生育育育育期期期期耕层的氧化还原电势变幅较大。耕层的氧化还原电势变幅较大。耕层的氧化还原电势变幅较大。耕层的氧化还原电势变幅较大。2.2.犁底层犁底层犁底层犁底层 水稻土的犁底层和旱田的犁底层一样，具有难水稻土的犁底层和旱田的犁底层一样，具有难水稻土的犁底层和旱田的犁底层一样，具有难水稻土的犁底层和旱田的犁底层一样，具有难以透气、透水作用。以透气、透水作用。以透气、透水作用。以透气、透水作用。在地势较高、土壤质地不