赴美国机械化旱作节水农业技术考察报告_旱作节水农业考察报告
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赴美国机械化旱作节水农业技术考察报告
作者：信息中心
2000年5月16日至29日，由农业部组织的中美农业科技交流机械化旱作节水农业技术考察团一行5人赴美国马里兰、蒙大拿、科罗拉多、明尼苏达4个州进行了考察。先后参观了美国农业部马里兰州---贝尔茨维尔农业研究中心、蒙大拿州立大学、美国农业部科罗拉多州---科林斯堡农业研究服务中心、明尼苏达大学，实地考察了旱作农业试验项目基地、家庭农场、节水灌溉设施、旱作农业机具等，参观了一个室外研究中心和一个县推广服务中心，并与蒙大拿州农业局局长及有关专家进行了座谈、交流。这次交流考察，重点了解了美国旱作农业技术的运用情况、最新发展动态以及美国农业技术推广体系。现将有关情况报告如下：
一、美国旱作农业技术运用情况及发展趋势
美国对旱作农业技术的研究开始于二十世纪30年代。当时因过度开垦和耕作造成植被破坏，发生了震惊全国的黑色风暴，农业生产和环境协调发展问题开始引起社会和政府的高度重视。经过几十年的研究、试验，形成了目前适合美国国情的旱作农业技术。
旱作农业技术的核心是保护性耕作，即通过秸秆覆盖、免耕、少耕、休闲、轮作等技术，以增加土壤蓄水保水能力，减少土壤侵蚀，改善耕地质量，提高农业生产水平。它适应环境保护和发展生产的双重需求。现在美国的科学家和农民都认识到蓄积自然降水的重要性，如果当年土壤蓄积的天然降水量大，第二年就可能有好的收成。在美国，这种保护性耕作目前不仅在旱作农业区大力推广，而且正在通过研究试验向灌区农业发展。我们所到的蒙大拿州、科罗拉多州和明尼苏达州是小麦、玉米和大豆的主产区，3个州旱地面积约占本州耕地的75%以上，其中蒙大拿州大部分是旱作区，年降雨量只有250~300毫米，科罗拉多州年降雨量275~475毫米，明尼苏达州从北到南年降雨量分布为500~1000毫米。3个州都是从80年代开始大面积推广保护性耕作技术的，目前蒙大拿州70%~90%的耕地不同程度地采取了保护性耕作措施和技术，科罗拉多州和明尼苏达州分别有25%和50%的耕地实行了保护性耕作。
（一）保护性耕作的主要措施和运用情况
保护性耕作的核心是对土壤和水的管理。其目的一是要控制土壤水分的损失，二是要不断给土壤以水分和养分的补充。保护性耕作作为一个完整的技术模式主要包括以下几个方面：
一是秸秆覆盖。秸秆覆盖在保护性耕作中占有十分重要的地位，一些专家把30%以上的秸秆还田覆盖定义为保护性耕作。我们所考察的3个州除部分灌区有回收秸秆（做饲料等用途）外，基本上都实行秸秆还田。我们看到的联合收割机都带有秸秆粉碎装置，农民也都接受了这项技术。在科罗拉多州我们了解到，小麦秸秆2年能腐烂，玉米秸秆要3年才能腐烂。所以开始时农民抱怨秸秆残茬太多，后来通过提高拖拉机动力和研制免耕播种机予以解决。目前在美国秸秆还田、残茬处理和免耕播种从农机化技术上已不存在问题。
二是免耕和少耕。免耕一般是指不对土壤进行表面耕作，而少耕主要是对土壤进行表土耕作，以消除杂草，目的都是为了减少土壤水份蒸发。免耕和少耕的采用要针对不同的土壤、除草要求和降水情况来定。美国专家介绍，免耕的定义因没有统一标准，所以理解也不一样，有些地区把少耕也当作是免耕的一种方式。如用翼型铲浅层耕作，把秸秆留在表面，也有叫
免耕作业。所以免耕和少耕难以严格区别。在我们所考察的3个州，免耕、少耕技术运用非常普遍。在蒙大拿州10%~20%的耕地实行免耕，60%~70%的耕地实行少耕；科罗拉多州25%的耕地实行免耕，50%的耕地实行少耕；明尼苏达州85%的耕地实行了免耕或少耕。免耕的年限视土壤、气候和风蚀情况而定，一般4~5年耕作一次，长的10年甚至20年不耕，短的1~2年不耕。我们在蒙大拿州考察的一个家庭农场，其经营的土地除部分特殊品种作物实行每年耕作外，大部分耕地已经免耕9年，因长期使用除草剂开始失灵，今年才浅耕除草一遍。美国科学家介绍，免耕对土壤保水效果是非常明显的。在旱作区，免耕的效果好于少耕，少耕好于耕作。在科罗拉多州的国家项目试验基地，专家介绍，他们进行免耕和秸秆覆盖还田试验15年，每年可减少水份蒸发损失120毫米左右。
三是耕地休闲和轮作。休耕主要是政府为了实施保护性耕作而采取的措施。每年政府下达休耕计划，实行相应的政府补贴，在科罗拉多州休耕每英亩补贴30美元，接近种植粮食收入的一半。政府计划是指导性的，但因政府掌握着贷款、减产保险等调控手段，尽管有些农民因休耕减收不愿意，但一般都能按政府计划去做。科罗拉多州旱地休闲面积占50%，比例非常大。美国的休闲轮作制度仅仅是针对干旱地区的，接待我们的专家幽默地说：“如果全美国都实行休耕政策，美国人也就不用吃饭了”。休闲轮作主要是通过交替种植，使土壤休养生息，合理利用地力，使土壤养分、蓄水满足作物的生长。由于休闲使大量的土地空闲浪费，并不都受欢迎，为了达到农业生产和环境保护的双重目的，科研人员正在研究推广新的轮作方式，改变长期的小麦---休闲、玉米---休闲模式，发展小麦---玉米---大豆---休闲、小麦---玉米---休闲、玉米---三叶草休闲等新的休闲和轮作模式，使二年一休闲改为三年或四年一休闲。
四是配套机械技术及合理施肥、作物品种改良等措施。免耕覆盖作业机具设备的开发，一直是过去保护性耕作技术的一个研究重点。经过多年的研究改造，目前美国已经有一整套成熟的保护性耕作农业机械。我们这次在科罗拉多州和明尼苏达州参观了农业研究服务中心进行保护性耕作试验用的机具，这些机具都经过多年的生产运用，能较好地满足作业要求。
（二）当前美国旱作农业的研究和发展趋势
美国已经成功地在旱作农业区域推广了保护性耕作技术，但是随着农产品的需求变化，以及对水资源的利用和对环境保护的持续发展要求，旱作农业研究的内容也在不断地适应新的变化和要求。他们仍在致力于既有利于提高土地利用率，增加农民收入，又能做到保持水土，保护环境的旱作耕作体系的研究。
美国农业部国家项目负责人介绍说，对保护性耕作技术，未来10年预计重点仍在杂草控制、休闲、轮作、免耕、少耕、秸秆覆盖等方面，还要研究能够充分利用土壤水份的作物品种、不同作物和轮作制度下的保护性耕作及相关机具、不同作物秸秆覆盖技术及相关机具、不同土壤的水资源管理与种植制度等。
蒙大拿州立大学的研究工作相当出色，在世界上都具有竞争力。目前研究的重点是病虫害与土壤水分的关系，全球定位系统（GPS）应用以及提高土肥水的利用率的控制。研究中很重要的是轮作，减少休闲。轮作使农民降低生产成本，有效利用土壤和水土资源，种植适应市场要求的作物。
免耕体系中耕地有休闲的和不休闲的，不休闲的用作物轮作来改善土壤。科罗拉多州的研究人员近年来研究保护性耕作的轮作制度，在小麦---休闲轮作制度中加入其他的作物。例如，小麦---玉米---休闲、小麦---玉米---谷子---休闲、小麦---玉米---牧草---谷子。发展牧草意味着在这个地区要发展畜牧业，因为畜牧业前景看好。还深入研究相同气候、不同土壤条件下的不同作物轮作制度，以有效地管理和利用土壤水。
明尼苏达州立大学教授深入研究了不同作物对秸秆覆盖量的反应，从而研究秸秆覆盖还田情况下，不同轮作制度作物品种的搭配对产量的关系等。如秸秆覆盖影响地温的提高，由于玉米对温度要求较高，在一些地区秸秆覆盖后对玉米生长影响较大，而地温对大豆生长影响较小，而且大豆的秸秆残留也较少，因此他们在这些地区开展玉米---大豆轮作试验，效果较好。
美国保护性耕作的另一个发展趋势，是将保护性耕作从旱作区向降雨量相对较多的地区推进。由于免耕覆盖对地温的不利影响，所以降雨量相对较多和有灌溉条件的地区，农民更喜欢耕作以提高收成，现行的保护性耕作措施推广进展较慢。为此他们也力图通过科学的轮作制度加以解决，这样的试验正在进行。同时还研究通过一些机械化措施改善土壤条件，如通过改造免耕播种机，使播种后形成条拢，作物生长在拢上，把秸秆和杂草种子分到沟里，使作物周围秸秆和杂草都比较少，杂草种子分到沟里也便于除草。
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