保护性耕作对西北半干旱黄土高原旱地农田生态系统土壤质量,作物生产力和温室气体排放的影响
保护性耕作
我国少耕、免耕的农艺试验研究开始早、成果 丰富: 1)60年代黑龙江国营农场免耕种植小麦试验, 江苏的稻茬地免耕播种小麦研究; 2)80年代陕西省农科院“旱地小麦高留茬少耕 全程覆盖技术”，山西农科院“旱地玉米免耕 整秆半覆盖技术”，河北省农科院“一年两熟 地区少免耕栽培技术”等。 通过多年的实验与验证，已进入推广阶段
3 节能
能耗大的原因：传统机械化作业工序多、能耗 大;农业机械利用率低、浪费大；大部分机器 性能差、油耗高；作业地块小、不平整，机耕 道路差。 保护性耕作减少作业工序，特别是耕作与运输， 显著减少燃油消耗。根据北方地区测算，可减 少田间作业油耗25-35%。
4 保护环境
农民为了抢农时赶季节，就地焚烧秸秆，造成 环境污染，严重时影响交通运输，实施保护性 耕作，减少秸秆焚烧以及由此产生的CO2和 N2O，减少了温室气体的排放.
河北农民焚烧 麦秸
飞机不能正常飞行
保护性耕作的不足
地表温度降低 多数研究表明，早春地温回升较慢 播种质量不易保证 小型播种机的播种精度量不高 保护性耕作杂草与病虫害控制较困难 病害和害虫的发生提高15﹪-25﹪
保护性耕作的关键机具
1 免耕施肥播种机 免耕施肥播种机除要有传统播种机的开沟、播种、施 肥(少量)、覆土、镇压功能外,一般还必须有清草排堵、 破茬入土、种肥分施和地面仿形功能,以满足免耕覆盖 地的特殊要求。 a.清草排堵功能 b.破茬入土功能 c.种、肥分施功能 d.地面仿形功能
条带粉碎小麦 免耕播种机
条带粉碎小麦免耕 播种机播后出苗驱
哈尔滨农机化研究所 的水稻免耕插秧机
免耕插秧的水稻苗
美国的Great Plain, Case,
中国农机院现代农装公司的 2BMG-24免耕施肥播种机
保护性耕作
【原创】保护性耕作技术讲义作者: 来源:橙子的博客时间:2011-6-20前言保护性耕作是农业部的重点技术推广项目, 保护性耕作的措施主要是用作物的秸秆和残茬覆盖农田，秸秆、残茬腐烂还田后，可改善土壤的理化性质，增加土壤有机质，培肥地力，降低农业对化肥的依赖；保护性耕作还可固土护田，可使农田扬尘降低；保护性耕作通过田间地表覆盖和深松，可以增加天然降水入渗，大幅度减少地表径流和土壤水分的无效蒸发，增强农田抗旱能力；保护性耕作实行免耕少耕，可大大简化生产工艺、降低作业成本；提高生产率，节省劳力，有利于农村劳动力的转移，多方促进农民增收。
保护性耕作是农业可持续发展的需要，是改善我区城乡居民生活环境的需要。
我区从2003年开始与固原市农机化推广服务中心紧密配合，先后在开城镇、彭堡镇、清河镇、中河乡累计实施冬小麦保护性耕作试验示范面积5000余亩，通过多年试验示范已探讨出适合当地农艺要求的一年一作冬小麦保护性耕作技术模式，即：留高茬+免耕施肥播种技术和留高茬+机械深松+免耕施肥播种。
2006年被区农业厅确定为宁夏唯一的农业部2007年保护性耕作项目新建县。
按项目要求2007年我区冬小麦保护性耕作实施面积（耕地面积）达到1万亩，2008年达到3万亩，2009年达到6万亩以上。
为搞好保护性耕作技术的示范推广,方便乡镇农机管理、推广、农机驾驶员等有关人员了解掌握技术内容,以搞好示范推广工作的组织和实施,提高保护性耕作技术示范推广工作质量,结合生产实际，汇集和吸收了外省大量有关科研成果和经验资料，自己编写了《保护性耕作技术讲义》作为项目实施的主要技术培训教材。
由于时间仓促，加之个人知识面和工作经验所限，不妥之处难免，诚请项目区的广大农民提出宝贵意见，批评指正。
二〇〇八年七月第一章概述一、保护性耕作的目的及意义二、保护性耕作是农业耕作技术的一场革命三、保护性耕作技术的起源四、保护性耕作在国外的发展概况五、具有中国特色的保护性耕作技术发展现状六、宁夏实施保护性耕作技术基本情况七、保护性耕作技术在我区的试验情况第二章、保护性耕作基本知识一、什么叫保护性耕作？二、保护性耕作与传统耕作方式有何区别？三、国外保护性耕作是如何产生和发展的？四、为什么要研究和应用保护性耕作？五、保护性耕作有什么好处？六、保护性耕作为什么能够增产？七、为什么土壤应该少翻耕？八、小麦免耕播种会不会减产？九、机械化保护性耕作有哪些好处？第三章保护性耕作技术的效益及增产增收机理一、保护性耕作技术的效益二、保护性耕作原理三、保护性耕作的增产机理四、保护性耕作的生态环境保护机理第四章保护性耕作的技术内容一、免耕或少耕播种施肥技术二、秸秆残茬覆盖技术三、杂草、病虫害控制和防治四、深松及少耕技术第五章原州区保护性耕作技术的工艺技术体系一、保护性耕作机械化技术工艺体系制定的原则二、保护性耕作技术工艺体系的主要内容三、保护性耕作技术工艺体系第六章保护性耕作技术配套机具一、免耕覆盖播种机二、深松机三、浅松机第七章保护性耕作技术操作要点一、秸秆及残茬处理二、休闲期除草三、深松作业四、表土处理五、免耕施肥播种六、杂草、病虫害控制和防治技术第八章、常用除草剂介绍、使用方法及注意事项1、2，4－滴丁酯2、2甲4氯3、百草敌4、克芜踪（百草枯）5. 10%草甘膦水剂第一章概述一、保护性耕作的目的及意义农业可持续发展是当今世界农业发展的重大课题，保护性耕作是实现农业可持续发展的主要措施之一，是传统农业的一场革命。
玉米(小麦)保护性耕作技术的必要性及好处
玉米（小麦）保护性耕作技术的必要性及好处【摘要】玉米（小麦）保护性耕作技术在现代农业中起着重要作用。
本文从减少土壤侵蚀、提高土壤质量、增加作物产量、节约水资源、减少化肥和农药使用等方面探讨了该技术的必要性和好处。
保护性耕作技术可以有效减少土壤侵蚀，提高土壤质量，从而增加作物产量。
该技术可以节约水资源的使用，并减少化肥和农药的使用，有利于环境保护和可持续农业发展。
玉米（小麦）保护性耕作技术的重要性不言而喻，在未来发展中应更加重视和推广该技术，以实现农业的可持续发展和生态环境的改善。
推广和应用这项技术，不仅有助于提高农产品质量和产量，还能够促进农业生态环境的协调发展，为农业可持续发展注入新的动力。
【关键词】玉米（小麦）、保护性耕作技术、土壤侵蚀、土壤质量、作物产量、水资源、化肥、农药、重要性、发展趋势、推广、应用。
1. 引言1.1 玉米（小麦）保护性耕作技术的必要性玉米（小麦）保护性耕作技术的必要性在当今农业发展中显得尤为重要。
随着人口的增长和城市化进程的加快，农田面积逐渐减少，土地资源变得更加宝贵。
传统的耕作方式往往会导致土壤的退化和生态环境的破坏，急需引入更加环保和可持续的耕作技术。
保护性耕作技术能够有效地减少土壤侵蚀的发生，保护土壤结构和肥力，从而提高土壤质量。
这对于农作物的生长和发育至关重要，可以增加作物的产量。
保护性耕作技术还能够节约水资源的利用，并减少化肥和农药的使用，降低农业生产过程中对环境造成的污染。
在当前全球气候变化的大背景下，采用玉米（小麦）保护性耕作技术已经成为一种必然的选择。
只有通过保护性耕作技术的应用，才能更好地保护土地资源，实现农业的可持续发展。
玉米（小麦）保护性耕作技术的必要性不言而喻，它不仅能够提升农田的生产力，还能够保护环境，为农业可持续发展奠定坚实基础。
1.2 玉米（小麦）保护性耕作技术的好处1. 提高土壤质量保护性耕作技术能够减少土壤的侵蚀和破坏，保持土壤结构的完整性，有利于土壤中微生物的活动和有机质的积累，从而提高土壤的肥力和水分保持能力。
保护性耕作对土壤健康的影响
保护性耕作对土壤健康的影响保护性耕作是一种旨在减少土壤侵蚀、提高土壤质量和保护农业生态环境的耕作方式。
在现代农业发展的进程中，它对土壤健康有着多方面极为重要的影响。
一、土壤结构的改善传统的耕作方式往往伴随着深耕、翻耕等操作，这些操作在一定程度上会破坏土壤的原有结构。
而保护性耕作采用少耕或者免耕的策略。
少耕意味着减少了对土壤的翻动频率和深度，土壤中的团聚体结构能够得到较好的保存。
土壤团聚体是土壤结构的基本单元，就像是一个个微小的房子，里面住着各种土壤微生物和养分。
保护性耕作下，这些团聚体不会被轻易打散，它们之间的孔隙得以维持，这为土壤通气性提供了良好的条件。
土壤中的空气能够自由地流通，就像我们人类需要呼吸新鲜空气一样，土壤中的植物根系、微生物也需要充足的氧气来进行正常的生理活动。
免耕则更进一步，它几乎不翻动土壤。
在免耕的土地上，地表会留存大量的作物残茬。
这些残茬就像一层天然的保护膜覆盖在土壤表面。
随着时间的推移，残茬会逐渐分解，其中的有机物会混入土壤表层，增加土壤的有机质含量。
有机质在土壤中起着类似“胶水”的作用，它能将土壤颗粒粘结在一起，使土壤结构更加稳定。
这种稳定的土壤结构能够更好地抵抗雨水的冲刷和风力的侵蚀，减少土壤流失的风险。
二、土壤肥力的提升土壤肥力是农业生产的关键因素。
保护性耕作在提升土壤肥力方面有着显著的作用。
前面提到的作物残茬覆盖在土壤表面，残茬在分解过程中会释放出大量的养分。
例如，作物残茬中含有氮、磷、钾等植物生长必需的营养元素，这些养分经过微生物的分解转化后，能够被土壤吸收并储存起来，为后续种植的作物提供源源不断的营养供应。
保护性耕作有利于土壤微生物的生长繁殖。
土壤微生物是土壤肥力的“幕后功臣”。
在少耕或免耕的土壤环境中，微生物的生存空间没有被大规模破坏。
这些微生物种类繁多，功能各异。
一些微生物能够分解土壤中的有机物质，将其转化为植物可以吸收利用的无机养分；还有一些微生物能够与植物根系形成共生关系，帮助植物吸收更多的养分。
发展保护性耕作促进农业可持续发展
发展保护性耕作促进农业可持续发展
保护性耕作是指利用地面覆盖物、间作和轮作等措施，在保护土壤和水资源的前提下，提高农业生产效率并保持或改善土壤质量的一种耕作技术。
保护性耕作既能够提高农业生
产效益，又能够保护环境，实现农业可持续发展。
因此，发展保护性耕作是促进农业可持
续发展的重要举措。
保护性耕作有利于保持和改善土壤质量。
保护性耕作可以减少土壤侵蚀、土壤流失和
土壤的水分蒸发。
通过保护性耕作措施，如耕地覆盖、轮作和间作等，能够提供土壤保水
保肥的条件，有利于土壤质量的持续保持和改善。
保护性耕作有利于提高农业生产效率和产品质量。
通过保护性耕作措施，如增加有机
物和微生物的数量，可以使土壤更加肥沃，提高农作物生长的营养水平和质量。
同时，保
护性耕作措施还可以减少对化肥的使用，降低农业生产成本。
保护性耕作有利于保护生态环境。
保护性耕作可以减少土壤和水资源的污染，促进生
态环境的改善。
通过覆盖和维护植被，可以减少土壤侵蚀和水土流失，防止农药和化肥等
化学物质对土壤和水体造成污染，保护生态环境和生态系统的健康。
保护性耕作技术
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②防堵技术 采用圆盘滚动式开沟装置防堵 秸秆粉碎和加大开沟器间距防堵 非动力式防堵技术 动力驱动式防堵技术
③种肥分施技术 防止烧种，必须种、肥分施，且要求种、肥间隔一定的距离。 种、肥分施有两种: 侧位分施：一般为侧深施，即化肥施在种子侧下方。 垂直分施：化肥施在种子正下方。
④覆土镇压技术
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D、冬小麦全程微型聚水两元覆盖技术
关键技术：
a、夏闲期备耕 地块选择 深翻整地 起垄覆膜 筑埂盖草 b、播前准备 品种选择 种子处理 播前整地 土壤处理
c、规格播种 播种时期 种植密度 精细播种 d、田间管理 压好地膜 补苗疏苗 保护地膜 中耕除草 追施肥料 病虫防治 清除残膜
机械化工艺流程：
一、保护性耕作的概念及发展
1、保护性耕作的基本概念 国外定义：用大量秸秆残茬覆盖地表，将耕作减少
到只要能保证种子发芽即可、主要用农药来控制杂草和 病虫害的耕作技术。
2002年我国农业部定义：保护性耕作是对农田实行 免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作(减少到种子能够出 苗即可)，并用作物秸秆覆盖地表，减少土壤风蚀、水 蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。
1)由以研制少免耕机具为主向农艺、农机结 合并突出农艺措施的方向发展；
2)保护性耕作技术由在生态脆弱的半干旱区 应用为主向更广大农区应用发展；
3)保护性耕作技术由不规范逐步向规范化、 标准化方向发展；
4)由单纯的土壤耕作技术向综合性保护性农 作制、保护性农业发展。
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二、保护性耕作技术体系
对新采用保护性耕作的地块，可能有犁底层存在，应先进 行一次深松，深度30~35厘米以打破犁底层。
深松是在地表有残茬(秸秆)覆盖的情况下进行的，要求深 松机有较强的防堵性能；或是用秸秆粉碎深松机，一次同时完 成残茬(秸秆)粉碎和深松耕作两项作业，并使地面平整和秸秆 均匀覆盖地面。
北方保护性耕作技术的作用与推广
北方保护性耕作技术的作用与推广北方保护性耕作技术是一种重要的农业生产方式，它能够有效地改善土壤质量、保护环境、增加作物产量，是我国北方地区农业生产的重要手段之一。
随着社会经济的发展和人们对于环境保护意识的提高，保护性耕作技术的推广已经成为当前的热点话题。
本文将从保护性耕作技术的概念、作用和推广现状等方面进行阐述，以期能够使读者更加深入地了解这一重要的农业生产方式。
一、保护性耕作技术的概念保护性耕作技术(Conservation Tillage)是指在作物生长季节内，保持土壤表层覆盖物，减少或避免常规翻耕，以减少土壤侵蚀、改善土壤质量、保持水土资源，维持生态平衡的一种农业生产方式。
这种耕作方式不仅保护了土壤，还能够减少农业污染和土壤水分散失，降低机械能耗，提高作物产量和品质，是一种环保、高效的农业生产方式。
保护性耕作技术主要包括深耕、精耕、覆盖以及轮作等方式，以达到减少土壤翻耕次数、保持土壤结构、减少水土流失、改善土壤肥力等效果。
在北方地区，气候状况复杂，水土流失等环境问题严重，因此保护性耕作技术的推广对于改善土壤质量、保护环境，具有重大的意义。
1.改善土壤质量保护性耕作技术是一种能够有效改善土壤质量的耕作方式。
在保护性耕作技术下，减少翻耕次数、保持覆盖物、增加有机质等措施可以有效地减少土壤的压实和侵蚀，改良土壤结构，提高土壤保水保肥能力，减少出苗失苗现象，从而提高作物产量和品质。
2.保护水土资源保护性耕作技术通过减少或避免翻耕，保持土壤覆盖物，降低土壤侵蚀速度，减少水土流失，保持水土资源，保护农田生态环境。
特别是在北方地区，干旱和沙化土壤的问题比较严重，采用保护性耕作技术可以有效地减少水土流失，改善土壤环境，保护水土资源。
3.减少农药、化肥使用在保护性耕作技术下，农作物生长过程中需要的养分和水分能够得到更好的保护和利用，减少土壤养分的散失，大大减少了农药、化肥的使用，保护了生态环境，减少了对环境的污染。
保护性耕作技术研究与推广-张钟毓
3、现状
1999年，保护性耕作全球推广面积为0.45亿公顷，2003年增长至 0.72亿公顷。到2008年，则以每年600万公顷的增长速度增加到1.11亿公 顷。其中南美洲国家推广最快，目前已有超过70%的耕地面积采用保护性 耕作。
世界各地超过1.1亿公顷的保护性耕作推广面积表明，保护性耕作体 系适合所有的气候、土壤和作物条件。
2）生态效益 ● 休闲期土壤贮水量增加14%-17%，水分利用效率提高
15%-19% ● 提高土壤肥力，土壤有机质年提高0.03%-0.05%
3）经济效益 ● 提高小麦、玉米产量13%-17% ● 减少作业工序，降低作业成本10-20% ● 增加农民收入20-30%
二、国外保护性耕作的起源与发展
1、起源
► 扩大保护性耕作的应用区域和作物种类 ► 重视非化学除草技术的研究，如机械除草、覆 盖压制除草、轮作控制杂草、生物除草、臭氧除草等， 建立杂草综合防控技术体系 ► 保护性耕作机具向专业化、复式化、大型化、 产业化、智能化的方向发展
三、我国保护性耕作发展 1、发展意义
我国是世界上主要的干旱国家之一。干旱、半干旱及半湿 润偏旱地区的面积占国土面积的52.5%，主要分布在北方的15 个省、市、自治区，旱作农业面积约3300万公顷。干旱少雨 与水土流失严重一直是困绕北方旱地农业发展的两大问题。
中国和印度是研究应用保护性耕 亚 20世纪 作较早而且应用面积较大的国家； 洲 70年代 巴基斯坦、朝鲜等也已开始试验
研究保护性耕作耕作
印度主要在恒河 流域试验推广保 护性耕作；
保护性耕作所 需的配套机具 以及技术模式
注：来源于网络资料
4、发展趋势
► 免耕应用面积逐年扩大，少耕法快速向免耕法过 渡
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保护性耕作对西北半干旱黄土高原旱地农田生态系统土壤质量，作物生产力和温室气体排放的影响
保护性耕作对西北半干旱黄土高原旱地农田生态系统土壤质量，作物生产力和温室气体排放的影响
引言：
西北半干旱黄土高原地区是我国重要的粮食生产基地，但其自然条件艰苦，土地脆弱，受到水土流失和沙尘暴等自然灾害的严重威胁。
为了改善土壤质量，提高作物生产力，并减少温室气体的排放，保护性耕作成为一项重要的措施。
本文将探讨保护性耕作对西北半干旱黄土高原旱地农田生态系统土壤质量、作物生产力和温室气体排放的影响。
一、保护性耕作的概念及基本原理
保护性耕作是一种以保护土壤为中心的耕作方式，其基本原理是通过保持地面覆盖（如农作物秸秆覆盖、植被覆盖、覆膜等），减少土壤侵蚀，并通过优化耕作措施（如梳理、翻耕、深翻等）促进土壤增施有机质和养分，提高土壤肥力。
二、保护性耕作对土壤质量的影响
1. 土壤保持能力增强：保护性耕作可有效减少水土流失，提高土壤保水保肥能力。
农作物秸秆覆盖可以防止雨滴直接打击土壤表面，减少土壤风蚀和水蚀，增加土壤颗粒稳定性。
2. 土壤有机质含量增加：保护性耕作可促进土壤有机质的积累。
覆盖物的分解和作物根系的降解释放出的有机质可以增加土壤含氮量，并通过提供养分和保持土壤肥力，改善土壤结构和透水性。
3. 土壤酶活性提高：保护性耕作有利于提高土壤酶活性，促进有机质的分解和养分的释放。
三、保护性耕作对作物生产力的影响
1. 增加作物生物量：保护性耕作可增加土壤肥力和养分利用
效率，提高作物生物量。
研究表明，与传统耕作相比，保护性耕作所产生的作物生物量要更高。
2. 提高作物产量：保护性耕作可提高作物产量。
通过增加土
壤肥力和改良土壤结构，作物的生长条件得到改善，产量也相应提高。
四、保护性耕作对温室气体排放的影响
1. 减少二氧化碳排放：保护性耕作有利于增加土壤有机碳的
储存，减少二氧化碳的释放。
由于覆盖物的分解和植物的根系贡献了更多的有机质，耕作层的土壤有机碳含量显著增加，从而减缓土壤有机质的氧化过程。
2. 控制甲烷排放：保护性耕作可减少甲烷的释放。
在水稻种
植中，传统耕作把水稻田淹没几厘米，利于甲烷的产生和释放，而保护性耕作一般采用直播水稻和干法犁田等耕作方式，有效减少甲烷的排放。
3. 减少氧化亚氮排放：保护性耕作可减少氧化亚氮的释放。
耕作品种选择和施肥管理可以减少氧化亚氮的排放，从而对温室气体的减排起到积极作用。
结论：
保护性耕作对西北半干旱黄土高原旱地农田生态系统具有显著的积极影响。
它能够有效改善土壤质量，提高作物生产力，并减少温室气体的排放。
因此，在这一地区的农田管理中，应大力推广和应用保护性耕作措施，以实现可持续农业的目标
综上所述，保护性耕作对于西北半干旱黄土高原旱地农田生态系统具有积极的影响。
通过增加土壤肥力和改良土壤结构，
保护性耕作可以提高作物生物量和产量。
此外，保护性耕作还能减少二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放，对于减缓气候变化具有积极作用。
因此，在西北半干旱黄土高原地区的农田管理中，应广泛推广和应用保护性耕作措施，以实现可持续农业发展的目标。