保護性農業

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保護性農業(Conservation agriculture)

　　保護性農業是指以最小的對土壤的結構、成分和天然的生物多樣性的破壞，實現土壤的最小侵蝕與退化和最小的水污染而採取的土壤管理實踐。其中，直播法和最小翻耕體制是保護性農業的兩個最基本的土壤管理措施。具體來說就是，在每個農季收穫後，不要將作物殘留物(如秸稈、黃苗、根莖)回收貯存、燒毀或將生物質翻耕埋起來，而是將其作為土壤覆蓋物留在原地。在下一農季開始時，完全不用耕地，將種子直接播入土壤。

　　保護性農業是基於實現農業可持續發展前提下出現的新的農業耕作制度和技術體系，它的主要目標是通過對可利用的土地、水和生物資源，結合外部投入進行綜合管理，以保護、改善並有效利用自然資源，從而實現經濟、生態、社會意義上的可持續的農業生產。

　　傳統的耕作方式通過土地耕翻，摧毀雜草、鬆動表土，以促進水分滲透和作物生長。長期連續不斷的耕翻和對土地的過度開發對農業持續發展和環境的負面影響逐漸暴露出來。為解決這一問題，保護性農業應運而生。保護性農業從發展初期的免耕、少耕為主，也稱為保護性耕作，經過多年的試驗和推廣、完善，逐步發展成為保護性農業全面綜合技術體系。

　　保護性農業認為，優良的農田生態環境包括肥沃的土壤、活躍的土壤生物、穩定的土壤孔系，以及由此帶來的充裕的水、氣供應。因此，以覆蓋、輪作、免耕為基本原則，輔之以能源的合理投入、痔蟲草害的綜合防治等共同形成了保護性農業區別於其他農業耕作體系的特質。覆蓋的主要目的是減少對土表的破壞，通過長期、持續的土壤覆蓋，既可以使土壤避免風吹雨淋等造成的土壤板結與流失，也可通過持續的秸稈及其殘茬的投入，在地表形成有機質豐富的疏鬆土壤；免耕可以保持土層與土壤孔繫結構的穩定性，保護土壤生物的正常活動。而輪作則在控制病蟲害的同時，通過作物根系在不同土層的活動，實現對不同土層的生物耕作與營養利用。同時通過控制化學投入物的過度使用和病蟲害綜合治理，形成了保護性農業強大的競爭力與生命力。

　　與傳統的耕作方法相比，保護性農業可提高農作物單產，勞動力成本大幅下降，勞動力需求在一年中的分配也更加平均。農資成本有所降低，重體力勞動大大降低。也正是基於這種優勢，很多國際組織或國際公約，如聯合國糧農組織、世界銀行、亞洲開發銀行、《可持續發展公約》、《聯合國生物多樣性公約》等，都在多年前就開始通過項目等多種形式積極推廣保護性農業，並取得了巨大的成功。豳 滕希群

　　1、可持續性發展優勢

　　過去我們種田有一個口號，叫做“精耕細作”，其中就包括對土壤的管理。它的意思是，在平整土地的時候，土壤要整得很細，而且越細越好。可是，這樣做的直接效果是土壤直接裸露在陽光下，土壤中昆蟲和蠕蟲動物被凍死了，肥力必須年年補充才能維持。而且，這種做法導致了表層土壤和亞表層土壤的分離，土壤整理得越細就越是容易被水沖走；伴隨著雨水的沖刷，表層土壤的營養也就越加容易損失。此外，出於土壤的亞表層或“硬土層”被壓實，又嚴重減低了水在這些土層的滲透速度。2001年，聯合國糧農組織的土壤科學家指出，“直到最近，很少有人報道過有關平整土地制度給農業造成的負面影響。這種負面影響直到70年代才開始顯露出來”。

　　顯然，如果推行免耕、直播、生物質覆蓋等措施，這樣的土壤退化就可以避免，或減少到最低程度。事實上，被遮蓋起來的土壤要比裸露在陽光下的土壤更加鬆軟和更加有肥力，因而更有利於植物的生長。這是大家在日常生活中經常可以觀察得到的。因此，單就保護土壤而言，保護性農業更加有利於農業的可持續發展。

　　2、生態優勢

　　傳統農業經常導致對環境的嚴重破壞。這些破壞因素包括：

　　(1)把莊稼收穫後的殘留物燒掉，會造成空氣污染。

　　(2)為了控制雜草和準備苗床而進行土壤翻耕，使得土壤的表層和亞表層相互分離，表層土壤容易被水沖走。沖走後的表層土壤流入河道容易形成河道淤積。

　　(3)由於土壤受到侵蝕，土壤的有機質逐步喪失，使得土壤肥力無法滿足作物生長的基本要求，為了補充肥力的不足，每年都要大量施用化學肥料，從而加速了土壤的退化和環境的污染。

　　(4)由於每年的翻耕和讓土壤裸露過冬，使得不少昆蟲和蠕蟲大量死亡，加上農藥化肥的大量施用，從而嚴重破壞了生物的多樣性。

　　保護性農業，在年復一年的耕作過程中做到儘可能少地改變原來土壤的結構、組成成分和生物多樣性。它通過生物質遮蓋法和免耕法，保持著土壤的肥力和土壤本身免受雨水沖刷，從而能夠有效地防止土壤的退化。以上列舉的傳統農業對環境的破壞作用。在保護性農業中就可以避免或降低到最小。

　　3、增產優勢

　　保護性農業更有吸引力的優勢是增彥優勢。農民之所以喜歡保護性農業，是因為它在減輕農民的勞動強度的前提下，為農民提供了保存、改進和更有效利用自然資源的手段。保護性農業的增產優勢主要來自以下幾個方面：

　　(1)減少投入

　　傳統農業需要翻耕和平整土地的農業機械。除購置這些機械之外，還需要大量的保養維護費用。當然，使用這些機械還需要更多的投入。按照美國農民的勞動效率測算，推行保護性農業的免耕／直播措施，每公頃土地每年可以減少3～5個勞動工日和60～80升燃料油。農業生產能源的減少，除了農業本身的經濟效益和環境效益之外，更重要的是從總體上減少了能源消耗。它相當於為國家凈增了能源產量或減少了能源進口。據美國農業科學家測算，推行保護性農業，農業的能源消耗與農業產出比，將由傳統農業的15％～50％增加到25％～100％。歐洲從事保護性農業的科學家認為，保護性農業與傳統農業相比，每公頃在西歐可以節約投入97歐元的機械維護和使用費，在南歐的農業條件下也可以節約60歐元。由於傳統農業容易導致土壤侵蝕和退化，為了防止這樣的退化，農民還需要更多的投入來進行治理。以美國為例，農民每年每公頃要投入相當於85．5歐元的費用來治理土壤侵蝕。現在，美國推行保護性農業的面積是1975萬公頃，僅此一項農業措施就節約農業投入16．88625億歐元。

　　(2)增產效果

　　保護性農業的增產效果來自以下一些方面：

　　①保護性農業防止了土壤侵蝕，有效地保證了有種有收。這一保種保收的增產效果與傳統農業相比，增產效果在9％～34％。

　　②保護性農業增加了土壤的透水性，不會因為表層土壤過於疏鬆和亞表層土壤過於結實而易於蒸發。由於保護性農業增加了土壤的保水效果，它對旱季作物的增產效果自然是不言而喻的。這一效果導致增產的效果約為傳統農業的25％。

　　⑧保護性農業因為防止了土壤侵蝕，節約了國家用於治理土壤侵蝕的費用。包括溝河疏通、興修和加固水庫、治理污染、抗洪救災等費用在內，在美國，這筆費用約占農業總投入的40％。可見，保護性農業的巨集觀經濟效果是不可估量的。

　　④肥料的節約在保護性農業中也是十分明顯的。傳統農業不能有效地保持土壤的肥力。加上土壤侵蝕，使得土壤肥力的損失相當大。保護性農業通過生物質遮蓋、免耕、直播等措施防止了土壤侵蝕。這就意味著同等條件下保護性農業實現了肥料的節約和天然有機肥料的更加有效。它對於提高農作物的產量和質量都是很有意義的。

　　保護性農業可以追溯到7O多年前襲擊北美大地的“黑風暴”(也叫沙塵暴)。20世紀初，隨著加利福尼亞發現黃金，美國拉開了西部大開發的序幕。機械化翻耕土地，加快了土地開發，獲得了幾十年不錯的收成。但由於植被破壞，導致了一場震驚世界的災難。1935年5月一場“黑風暴”，從土地植被嚴重破壞的美國西部颳起，連續3天，橫掃美國2／3國土，把3億多噸土壤捲進大西洋。僅這一年美國就毀掉300萬公頃耕地，冬小麥減產510萬噸。經過磨難，美國人終於明白是錯誤的耕種方式招來的後果。土壤學家、農學家、農機專家共同努力，總結研究開發出了以少耕、免耕為主要內容的保 性耕作法。試驗表明，這種方法可以明顯減少風蝕，增加雨水積累，從而大大緩解傳統耕作對生態環境破壞的壓力。通過數十年的努力，保護性耕作和植樹、種草措施一起，有效地遏制了沙塵暴的再度猖獗。同時發現，保護性耕作可以減少徑流、減少蒸發，有效地增加土壤貯水量，提高作物產量。前蘇聯20世紀50年代始用無壁犁深松或淺松代替傳統鏵式犁耕翻，地表保留80％左右的根茬及植物殘體，在茬地上直接播種，增產效果達12％～59％。加拿大政府為保證免耕法的實施，制定了廢除鏵式犁的法律。澳大利亞經試驗研究，已廣泛採用秸稈覆蓋免耕法，達到了保水、保土、增產的目的。以色列、印度等國也都開展了相當規模的試驗研究。

　　20世紀70年代以來，保護性耕作技術推廣面積不斷擴大，內容不斷豐富，體系逐步完善，形成了保護性農業的豐富內涵。據有關資料，目前保護性農業已經在全世界數十個國家9000多萬公頃土地上應用，其中，美國已達2400萬公頃，包括大豆1280萬公頃、玉米900萬公頃，還有小麥和棉花等。

　　目前我國大多數地區仍處於傳統的耕作模式下，作業環節多，作業次數多，破壞了土壤的生理機構；大量使用無機肥，使有機質減少；地下水下沉，地表水蒸發，土壤板結嚴重；農藥、農膜的大量不合理、不規範使用，形成白色污染，造成土壤的污染也比較嚴重。上世紀9O年代初，我國科技工作者在國家有關部門的支持下，開展了機械化保護性耕作試驗研究。進入新世紀，保護性耕作技術列入國家農業跨越計劃和成果轉化項目。從2002年開始，中央財政設立專項資金，加大技術的試驗推廣力度。截至2004年底，北方13省(區、市)已建成國家級項目縣94個，省級項目縣209個，實施保護性耕作874萬畝。在國家和省級示範縣的帶動下，各地發展保護性耕作的積極性明顯提高，示範力度明顯加大，發展保護性耕作技術的大氣候逐步形成。但總的來看，我國保護性農業的發展還處於保護性耕作這一基礎性層面，完備的技術體系尚未建立，推廣範圍和規模都比較小。

　　1。保護性農業可以保持土壤水分、提高水分有效性，增加土壤有機質和養分含量，提高農作物產量。秸稈覆蓋，可降低雨滴對錶土的直接衝擊，將大量降雨保持並滲透到深層土壤中，減少地表徑流；小麥播種至小麥拔節期、玉米苗期，作物對地表的覆蓋較少，秸稈覆蓋可以切斷蒸發錶面與下層土壤毛管聯繫，有效抑制土壤蒸發；秸稈緩慢分解有利於有機質積累。免耕使土壤中蚯蚓等生物增加，大量蚯蚓活動留下的孔道、腐爛根系孔道，有利於雨水下滲，提高了水分有效利用率。

　　2。保護性農業可以減少地面徑流，保護土壤，有利於防止土壤水蝕、風蝕，促進農業可持續發展。秸稈覆蓋在土壤錶面形成一個防護層，它既能保證土壤有必要的疏鬆，又幾乎不破壞土壤表層，從而使土壤流失相對減少。通過免耕或少耕，利用根茬固土、秸稈擋土，有效的減少揚沙和土粒運移，使地表濕潤、增加團粒結構，從而減少土壤風蝕。同時，通過合理施肥，促進水肥相互作用，以肥保水，以水運肥，提高水肥效果。輪作可以延長作物生育期，增加作物生長積溫。

　　3。保護性農業有利於保護和改善生態環境。保護性耕作減少了農田揚塵，大面積實施可以有效抑制“沙塵暴”。此外，由於秸稈還田，還有效避免了焚燒秸稈造成的大氣污染。目前，除少量農作物秸稈利用外，大部分被遺棄腐爛或焚燒，既造成了資源浪費，又污染了環境。發展保護性農業，可將大量秸稈覆蓋地表，使秸稈就地還田，促進農業生產的良性迴圈。秸稈不需要焚燒，即可播種，滿足了農業生產需求，保護了農業生產和農民生活環境。

　　4。發展保護性農業可以節本增效，增加農民收入。據農業部資料，推廣以免耕播種為核心的保護性農業，一年可減少作業工序2～5道，降低作業成本20％左右，而且具有明顯的增產增收作用。農業部建立的10個監測點的14種作物產量數據中，有13種表現出了增產效果。其中，玉米增產4．1％，小麥增產7．3％，小雜糧增產11．2％，大豆增產32％。在一年兩熟區，保護性耕作節本增產帶來的綜合經濟效益平均為101元／畝，一年一熟區為43．5元／畝。如果再進一步完善保護性農業技術體系，全面推廣保護性農業的各項技術措施，投入品的節約、勞動力投入的減少，以及秸稈覆蓋長期效果的顯現將使保護性農業的效果更加突出。

　　據糧農組織出版的《世界農業：走向2015／2030年》所闡述的專家觀點，未來10～20年中保護性農業將會有一個大發展，並對農業可持續發展產生積極的促進作用。我國發展保護性農業已勢在必然。

　　首先，發展保護性農業符合科學發展觀的要求，是構建和諧社會的需要。實現人與自然和諧發展是社會主義和諧社會的一個基本特征。保護性農業在發展生產的同時，改善了生態環境，實現了人與自然和諧相處、和諧發展，是構建社會主義和諧社會的重要體現。

　　其次，發展保護性農業有利於農業可持續發展。保護性耕作技術依靠作物殘茬覆蓋，保護土壤，減少水土流失和地表水分蒸發，增加土壤有機質，不僅是提高糧食產量、增加農民收入的有效途徑，而且是提高農業綜合生產能力、促進農業可持續發展的重要措施。

　　第三。發展保護性農業是發展迴圈經濟、保護生態環境的重要措旌。保護性農業可以使農作物秸稈得到迴圈利用，不僅對抑制沙塵暴有明顯作用，而且可以避免秸稈焚燒，減少大氣污染，保護生態環境。從這個意義上講，保護性農業填補了農區生態環境建設的空白，豐富了可持續發展的內涵。

　　第四。發展保護性農業是農民增收、農業增效的要求。保護性農業不僅可以減少投入，減少勞動力的需求，降低生產成本，而且可以提高糧食產量，促進農民增收，是建設現代農業的一個很好的切入點。

　　第五。發展保護性農業代表了我國農業發展的必然趨勢。從目前我國農業發展的現實情況看，由於農業生產不斷追求高產，大量投入化肥、農藥，土壤過度耕作，勞動力需求大，生產成本不斷增加，居高不下，農業生產比較效益降低，嚴重影響到農民生產的積極性。我國不到世界10％的耕地，氮肥使用量卻占世界的近30％。農產品化肥農藥殘留嚴重，人類感染惡性疾病的種類和比例越來越多，秸稈焚燒污染大氣環境。過度耕翻使土壤表層形成細小的粉塵，在沒有覆蓋的條件下極易被大風揚起，形成“沙塵暴”。裸露的地表水土流失嚴重。隨著經濟的發展以及小城鎮建設，每年有大量勞動力轉移到二、三產業，農業生產勞動力緊缺。保護性農業可將複雜的農業生產環節簡單化，提高勞動效率，降低作業強度，降低生產成本，提高農業生產效益。

　　發展保護性農業，必須採取綜合措施，突破觀念、技術、政策、體制、法制等方面的制約，建立長效機制。

　　首先，要提高認識。加大對保護性農業的直傳力度。保護性農業是對傳統耕作制度的根本變革，讓農民徹底轉變觀念，在思想上由不認識到認識，在行動上由不自覺到自覺，必須進行廣泛深入的宣傳和科學耐心的引導。通過宣傳和培訓，引導農民轉變觀念，促進保護性農業的推廣應用。同時，應調動各級地方政府、相關企業及社會力量，參與保護性農業的發展。

　　其次，要加強引導和扶持。編製科學的規劃，制定有效的扶持政策，是發展保護性農業的基礎性工作。要把發展保護性農業作為我國農業發展“十一五”規劃的重大戰略任務和廣大旱作區農業可持續發展的重要措施來抓，並將其列為水土保持、防沙治沙等規劃的重要內容。儘快組織編製和實施《保護性農業發展專題規劃》。保護性農業是農業耕作制度和技術的重大變革，需要各級政府在財政、信貸等方面對保護性農業技術的研究開發、示範區建設和培訓等給予一定的扶持。同時要註重整合與保護性農業有關的項目資源，科學規劃，合理安排，形成合力，發揮項目的整體效益。

　　第三，建立發展保護性農業的技術支撐體系。加強關鍵技術的研究開發、產業化示範和先進適用技術的推廣應用，積極探索和完善中國特色的保護性農業技術體系。耕作技術的改變必然要求農業生產中其他技術措施相應變化。實行保護性農業就必鬚髮展與其配套的相應技術，形成綜合農業技術體系，根據作物輪作制度形成相互銜接的，不同作物的，包括秸稈覆蓋、深層耕作、免耕施肥播種以及雜草與病蟲控制、播前表土作業等內容的保護性農業技術體系，以及與保護性農業相配套的技術，如能夠替代秸稈做燃料的新型農村能源技術，適合於乾旱區土壤、栽培制度的保護性耕作關鍵機具等。

　　第四，認真組織開展保護性農業試點。要制定切實可行的推廣措施，堅持點面結合，逐步推進。目前我國不少地區保護性農業的推廣已經具備了一定基礎，在此基礎上，借鑒國外的成熟技術，結合我國國情，加大對不同類型區保護性農業技術體系的研究開發，不斷拓展應用區域和作物，從一年一熟地區拓展到一年兩熟地區，從農田延伸到農牧交錯區，從小麥玉米主要糧食作物擴大到各種旱區作物。積極擴大示範區建設規模，探索有效的推廣機制，不斷擴大保護性農業應用面積。

　　第五，加強國際交流和合作。在一些發達國家，保護性農業已經有了較長的發展歷史，技術較為成熟，他們的做法和經驗值得我們借鑒。要加強國際間的交流與合作，通過合作研究開發、舉辦專題培訓班、召開技術研討會、交換有關信息資料等形式，促進我國保護性農業的全面發展。

　　1、除草問題

　　保護性農業是普遍具有投入少產出多，省工省料的一項農業增產措施。對於土地和人力節約來說是“雙贏”的。但這並不意味著，保護性農業是沒有問題的。在雜草嚴重侵害的地方，保護性農業可能需要施用除草劑。在從傳統農業向保護性農業過渡期間，因生物平衡改變，某些土壤引起的有害生物或病原菌可能造成新的問題。但是一旦保護性農業的環境穩定下來，保護性農業往往比傳統農業更加容易管理而且產量更高。在保護性農業中，還沒有發現不可剋服的有害生物的問題。

　　2、保護性農業與有機農業的關係

　　儘管保護性農業以維護農業生產的自然過程為基礎，但保護性農業並不禁止使用農用化工品的投入。例如，除草劑就是保護性農業的一個重要組成部分。在過渡階段至農作物與雜草群取得新的平衡為止，尤其如此。同樣，鑒於土壤使用期在該系統中的重要性，農業化學品，包括化肥得到非常仔細地施用，也是可以的。一般而言，從事保護性農業的農民比從事傳統農業的農民施用的化工產品(主要是除草劑)要少得多。而且還會越來越少，直至最後取消。

　　3、病蟲害綜合治理

　　首先，採用保護性農業措施和實行合理的作物輪作，並不會增加比傳統農業更多的病蟲害問題。但是，病蟲害綜合治理仍然適合於保護性農業，而且實際操作必須按同樣的原理進行。與病蟲害綜合治理一樣，保護性農業也強調生物過程。並且，保護性農業將病蟲害綜合治理的方法從作物及病蟲害治理擴大到整個土地治理。

　　4、保護性農業的適用範圍

　　保護性農業不僅可以用來種植穀類作物和豆類，而且可以種植其他作物，如甘蔗、蔬菜、馬鈴薯、甜菜和木薯，也可以種植水果和葡萄等多年生作物。水生植物當然不能實現生物質遮蓋，種植水稻也不能免耕。但是，對水稻田採取生物質遮蓋過冬措施是可以做得到的。就已經推廣的情況看，保護性農業措施，只在極度缺水和有機物產量偏低的乾旱地區未能取得成功。因為，在這些地方沒有足夠的生物質將土壤遮蓋起來，也缺乏足夠的水份將遮蓋物漚成土壤所需要的養分。