引言

保护性耕作是保护农田、提高土地综合生产能力、改善农业生态环境、提高可持续发展水平的必然选择。中国是一个耕地资源和农业水资源非常短缺的国家。提高单位土地面积产量是确保国家粮食安全的最有效措施之一，限制粮食单一生产的关键因素是耕地质量和农业水资源［1］。针对这一问题，对新疆昭苏垦区雨养农业实行保护性耕作技术模式，采取深松-免耕-秸秆覆盖等耕作措施，实行合理轮作。在不破环土壤耕层的前提下，通过增加降水渗透，抑制水分蒸发，依靠秸秆覆盖，最大限度地减少水分蒸发，科学合理地利用农业资源，有效解决昭苏垦区多年来农业干旱低产的问题。

1.问题分析

新疆生产建设兵团农4师77团位于昭苏盆地中部北部，耕地面积9530hm2，属于高寒半湿冷气候，年降雨量400～600mm，无霜期110mm～120d。干旱、冰雹、霜冻、雪害等主要灾害性天气已成为制约垦区旱作农业可持续发展的主要因素。传统的犁技术破坏了土壤结构，降低了土壤水分含量。暴露的耕地表土被强风吹起。由于常年过度放牧、破草造田，干旱和水土流失严重，整个农业生态环境恶化［2］。

22蓄水保湿耕作新模式

农业科技是保障国家粮食安全的基本支撑，是突破资源环境约束的必然选择。针对传统耕作技术存在的主要问题，优化组合了深松少耕、秸秆粉碎还田、化肥深施、免耕播种、精量播种、非化学除草等新型农业技术，总结了垦区旱作农业蓄水保湿耕作模式，提高了自然降水利用率和土壤质量。

2.1免耕播种蓄水保湿耕作模式

旱作雨养农业主要解决土壤保湿问题。保护性耕作技术的核心是在保证作物出苗率的同时，增加雨雪渗透，减少地表径流，控制秸秆覆盖率和覆盖率，提高保湿性［3］。油菜耕作技术模式：①当年10月前收获春小麦(留茬高度不低于20cm)→免耕播种机施肥→次年4月，油菜免耕播种→机械喷洒除草剂、杀虫剂和叶面肥(2)～3遍)→机械收获。②当年10月前收获春小麦(留茬高度不低于20cm)→机械深松→机械施肥→次年4月机械喷除草剂除草剂→次年4月免耕播种→机械喷洒除草剂、杀虫剂和叶面肥(2)～3遍)→机械收获。春小麦耕作技术模式:当年10月收获油菜(留茬高度不低于20cm)，机械秸秆粉碎回田→联合整地机耙地、梳草→免耕播种机施肥→次年4月免耕播种→喷洒除草剂、杀虫剂→机械收获。

2.2抗旱保湿效果分析

作为旱作农业区，土壤水分基本来自自然降雨和雪。根据长期气象观测记录，昭苏垦区年降雨量为4000～600mm，年蒸发量1200mm～1800mm，是总降雨量的2～3倍。因此，通过少耕深松、秸秆表面覆盖、蚯蚓通道、疏松土壤和腐烂的植物根系通道，保护耕作技术可以减少地表径流和水分蒸发，从而增加田间储水量和保湿性(见表1)、2)。表1显示，保护性耕作平均土壤含水率高于传统耕地11.2～12.8个百分点，土壤紧实度高达8.3个百分点。调查显示，随着保护性耕作技术实施寿命的延长，秸秆腐烂分解后，土壤含水量、蚯蚓数量和土壤有机质含量呈上升趋势。根据项目观测点，传统翻耕地没有蚯蚓，三年来保护性耕作分别增加到1～4条m

2．3.土壤质量改善

（1）安全有效的农田病虫害和草害防治可以缓解化学防治的环境压力。同时，秸秆粉碎还田。大量田间秸秆和自然落下的作物种子萌发生长后，可长期放牧（9月初至11月中旬）。部分秸秆、杂草、次生苗被牲畜过腹还田，有机质含量增加0.03%（见表3），有利于肥料地力［4］。

（2）少、免耕使落下的杂草种子留在土壤表面。鸟类和其他动物的捕食、病原体作用和萌芽消耗杂草种子的数量，草害发生率低［4-5］。

（3）轮作创造了不稳定的土壤环境，破坏了杂草的生活环境，使杂草无法形成优势种群［4］（见表4）。2007年6月，持续一周的高温干旱，77团50%的小麦地块发生严重的小麦叶枯病，发病率为70%。然而，由于气温低、湿度高、叶枯病晚、发病率5%，免耕小麦地错过了叶枯病的高峰期，减少和减少了农药的使用。

4结论

保护性耕作是世界上应用最广泛、效益最好的旱作农业耕作技术，是人类与自然协调发展的必然选择。保护性耕作可以更好地解决土地资源保护利用、农业生产与生态环境保护之间的矛盾。昭苏垦区作为国家粮食生产基地，应以保障国家粮食安全为首要任务，遵循农业科技法，提高土地产出率和资源利用率，以生产生态协调为基本要求，依托农业科技创新，确保旱作农业的可持续发展。

（1）昭苏垦区6月中下旬至7月是作物最大的需水需肥期。高温干旱天气使作物提前成熟，导致农产品质量和产量下降；实施少、无耕作的地块地温低、蒸发量小，能有效缓解旱情。如遇长期干旱（如2008年），抗旱能力可延长15年～20d，从而延长小麦开花和灌浆期，延长油菜开花期。小麦单产量可提高1200kghm2，油菜单产量可提高735kghm2。2009年雨水充沛，平均单产超过历史平均5%。

(2)由于实施少、免耕作业，无需秋翻、深松(几年一次)、整地，降低机械作业成本。2006年节省机械费111.30元。2007年节约246.00元2008年节约394.50元5年来，保护性耕作面积0.67万hm2，共节约成本510万元。

（3）由于秋翻少、无耕地少，秸秆100%还田，大量田间秸秆和自然落下的作物种子萌发生长，可长期放牧（9月初至11月中旬）。一些秸秆、杂草和次生幼苗通过牲畜过腹还田，培育了地力，促进了农牧业的协调发展。

（4）少、免耕可增加土壤水分保护，减少地表径流，防治水土流失，减少风蚀、水蚀、空气污染，抑制沙尘暴，增肥地力，稳定作物产量，增加农牧业工人收入，确保农业的可持续发展。