全 文 ：北美保护性耕作及对中国的意义 3
杨学明 3 3 　张晓平　方华军　梁爱珍　齐晓宁　王　洋
(中国科学院东北地理与农业生态研究所 ,长春 130012)
【摘要】　由土壤侵蚀、荒漠化及盐碱化导致的耕地地力退化 ,严重威胁着中国的农业生产和生态环境. 为
了阻止耕地地力的持续下降和生态环境进一步恶化 ,土壤管理方式必须由传统的耕作方式转向保护性耕
作. 纵观 20 世纪有关治理耕地水土流失的技术方法 ,没有哪一项技术可与由美国提出并加以完善的保护
性耕作相比. 美洲的农业实践证明 ,保护性耕作可以控制土壤侵蚀 ,减少劳动量 ,节省时间和能源 ,改善土
壤耕性 ,增加土壤有机质 ,改善水和大气质量 ,增加土壤生物多样性. 通过回顾保护性耕作的发展历史和应
用现状 ,强调了该耕作技术在保持水土和改善土壤性状上的价值和采用保护性措施时应该注意的关键问
题 ,如保护性耕作农机具、化学除草和转变观念等 ,同时总结了农民在采用保护性耕作时应该采取的具体
步骤. 总之 ,面对中国耕地土壤水土流失严重和地力持续下降以及生态环境恶化的严酷现实 ,保护性耕作
应该在中国加以推广采用.
关键词 　保护性耕作措施 　免耕 　土壤侵蚀 　中国
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 02 - 0335 - 06 　中图分类号 　X157. 4 　文献标识码 　A
Conservation tillage systems in North America and their signif icance for China. YAN G Xueming , ZHAN G Xi2
aoping , FAN G Huajun , L IAN G Aizhen , Q I Xiaoning , WAN G Yang( Northeast Institute of Geography and A2
gricultural Ecology , Chinese Academy of Sciences , Changchun 130012 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,
15 (2) :335～340.
Soil degradation through erosion and desertification reduces soil productivity , and is a serious problem in agricul2
tural production of China. To avert our arable land from further degradation , soil management must be shifted
from degrading tillage to conservation practices. Over viewing the technology used in the 20th century for con2
trolling soil degradation from erosion , conservation tillage developed in the United States and adopted in South
America and Africa is one of the most successful measures to overcome soil degradation problems. This paper re2
viewed the historical development and the current situation of conservation tillage systems used in North and
South America , with special reference to their effects on soil erosion control and soil quality. The increasing
adoption of conservation tillage systems in North and South America and Africa followed an enhanced awareness
of the increasing risk of soil erosion and the high cost of fuel associated with conventional tillage. Many crucial
points for successfully adopting conservation tillage systems were emphasized , such as equipment/ tool develop2
ment and chemical weed control. Adopting conservation tillage could provide China with low2priced means of re2
ducing soil degradation and improving soil and water quality.
Key words 　Conservation tillage , No2tillage , Soil erosion , China.3 国家自然科学基金项目 (40271108) 、中国科学院国外杰出人才支
持项目和长春市科技攻关资助项目 (C08 K9) .3 3 通讯联系人.
2003 - 01 - 07 收稿 ,2003 - 04 - 23 接受.
1 　引 　　言
中国人民从来没有像今天这样为成功地解决 13 亿人民
的温饱而自豪 ,同时中国也从来没有像今天这样忧虑由于土
壤侵蚀、荒漠化和盐碱化而引起的耕地地力严重退化和生态
环境恶化. 有人认为 , 中国生态环境已经开始全面退
化[12 ,19 ,26 ] . 持续的过度耕垦等不科学的人为活动加剧了土
壤侵蚀、荒漠化和盐碱化进程 ,使中国耕地地力处于持续下
降之中. 耕地地力下降是当今中国持续发展的严重威胁. 可
喜的是 ,这一问题已引起有关方面的重视 [12 ,13 ,19～21 ,26 ] .
　　经过 50 多年的开发自然和保护自然的艰苦奋斗 ,共和
国开始了再造一个山川秀美的大西北的战斗. 在大西北开发
项目中 ,将不适合农业利用的坡耕地退耕、还林、还草 ,是改
善生态环境的关键措施之一. 然而 ,不可能将所有遭受土壤
侵蚀的耕地都退耕、还林、还草. 因此 ,迫切需要找出一个既
可有效控治耕地土壤侵蚀 ,改善生态环境 ,又能保证粮食生
产持续进行的具体措施.
　　土壤侵蚀是自然过程. 有些农业措施加速土壤有机质矿
化和破坏土壤结构 ,从而加剧土壤侵蚀进程. 中国传统的耕
作方式几乎不留任何作物秸秆于地表 ,甚至连根茬也要刨
出 ,加剧了土壤侵蚀. 长此以往 ,耕地土壤地力逐渐下降. 当
土壤侵蚀超过土壤承受能力时 ,最终会使土壤丧失农用价
值.回顾 20 世纪人类与土壤侵蚀搏斗的经验 ,没有哪一项技
术可与在美国兴起并在美洲得以广泛采用的保护性耕作相
比. 保护性耕作不仅保护土壤和水资源 ,保护生态环境 ,重建
土壤肥力 ,同时也为农民带来效益. 保护性耕作在南美洲和
应 用 生 态 学 报 　2004 年 2 月 　第 15 卷 　第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2004 ,15 (2)∶335～340
非洲得以成功推广的经验表明 ,这一技术可使耕地土壤和农
民双赢. 所以 ,本文的唯一目的是 ,通过回顾保护性耕作系统
的兴起原因、特点和推广应用历程 ,期望能为正在与耕地地
力下降和生态环境恶化做斗争的我国农民、科技人员和行政
管理人员提供参考.
2 　保护性耕作的发展历史
　　在 19 世纪后 20 年和 20 世纪前 30 年的 50 年间 ,美国
南部大平原大量草原被开垦为农田. 繁茂的植被和肥沃土地
展现给农民的是无尽的收获机会. 在没有任何不良预兆的情
况下 ,人们享受着丰收的喜悦 ,并努力尝试着将大平原的每
一寸土地都变成财富的源泉. 不幸的是 ,1931 年气候极其干
旱 ,黑风暴出现了. 威力强大的尘暴席卷成千上万吨黑土、横
扫美国南部大平原 ,使成千上万年才能形成的肥沃表土在风
暴中瞬间消失. 这种情形出乎任何人的意料之外. 可怕的局
面持续了近 10 年. 这 10 年是美国历史上最为干旱的 10 年.
75 %的本土严重干旱 ,1. 418 ×104 hm2 农田被毁 ,4 050 hm2
农田失去全部或大部表土 ,损失近百万头牲畜. 人们生活在
尘土的世界 ,食物中有土 ,水中有土 ,人和牲畜的胃中也有
土. 尘土引发的疟疾泛滥大平原 ,许多人死去 ,近 250 万人背
井离乡 ,留下的是饥饿的人们、倒闭的银行和商店、关门的教
堂和无人问津的学校.
　　虽然不能说过度垦荒引发了风暴 ,但非常清晰地表明 ,
过度垦荒使表土裸露 ,为土壤遭受风侵雨蚀提供了条件. 尘
暴出现前美国人认为 ,土壤是国家拥有的不可毁坏和用不完
的财产. 大风暴之后 ,美国人认识到他们对土地的破坏是人
类历史上前所未有的 ,因此全国都应该行动起来探索更好的
农业耕作方法. 此后 ,他们在降低耕作强度和增加地表作物
残留物覆盖方面进行了大量的研究试验. 随着高效除草剂和
免耕直播机械的出现和完善 ,20 世纪 60 年代后保护性耕作
技术在美国逐步成型 ,并被广泛采用. 根据保护性耕作信息
中心统计[5 ] ,到 2000 年全美国采用保护性耕作措施的农田
面积已达 4 415 ×104 hm2 ,占耕地总面积的 37 %. 除玉米和
大豆广泛采用保护性耕作技术外 ,保护性耕作技术在高粱、
小麦、棉花、烟草和蔬菜上也得到应用.
3 　保护性耕作的概念和类型
　　为了控制水土流失 ,任何能保证在播种后地表作物残留
物覆盖率不低于 30 %的耕作管理措施都称为保护性耕
作[4 ] . 在土壤风蚀严重地区 ,播种后风蚀严重期间 , 地表作
物秸秆残留量应不低于 1 120 kg·hm - 2 .
311 　免耕 (no2till , direct2drilling , zero2till)
　　收获后至播种前 ,不搅动土壤 , 利用前作残留物覆盖地
表 ,借以减轻风侵和水蚀 ,采用联合作业的免耕播种机播种.
播种机前部装有切刀 ,在不拖移地表残留物的前提下 ,开沟
播种、覆土和镇压 ,一次完成作业. 施肥可与播种同时进行或
分期进行. 应用广谱性除草剂于播种前后进行土壤处理或苗
期喷洒 ,消灭杂草.
312 　垄作 (ridge2till)
　　除播种前清理垄台儿 (不超过垄宽的 1/ 3) 外 ,收获后到
播种前不进行其它搅动土壤的作业. 播种在垄台上进行 ,一
般会将垄脊削平. 前作残留物保留于垄沟内. 机械除草或化
学除草并用. 机械除草的同时做垄.
313 　条耕 (strip2till , zone2till)
　　免耕和垄作间的过渡类型 ,土壤搅动 (松土和耙地) 一般
不超过垄宽的 1/ 3. 前作残留物多保留于搅动带之间. 在搅
动后的窄条中进行播种. 机械除草或化学除草并用 ,不做垄.
此类耕作一般旨在降低播种期间的土壤含水量和提高地温.
314 　幂作 (mulch2till)
　　全面搅动土壤一次或多次 ,如深松、浅松、耙地和中耕
等 ,但不进行翻地作业. 除草由机具或化学方法进行.
315 　其它耕作方式
　　地表作物秸秆残留覆盖率介于 15 %～30 % (或 560～
1 120 kg·hm - 2)的耕作方式称为少耕. 当地表作物秸秆残留
覆盖率低于 15 %(或低于 560 kg·hm - 2) 时 ,则为常规耕作.
常规耕作要搅翻土壤.
4 　保护性耕作的推广应用
　　虽然 CTIC[2 ]对保护性耕作的定义是明确的 ,但文献多
提到的是免耕. 当然 ,这与免耕多是保护性耕作中首选措施
有关. 防治土壤侵蚀是采用免耕的首要动因. 到目前为止 ,还
没有哪一项技术像免耕一样在有效防止耕地水土流失的同
时 ,又使粮食生产得以持续进行 [2 ] . 免耕不仅为北美洲的农
民和土壤带来了益处 ,对发展中国家的农业生产和改善生态
环境 ,也产生了其它技术不可比拟的影响 [6 ] .
　　在美国 ,从 1990～2000 年 ,免耕面积由 680 ×104 hm2 增
至 2 100 ×104 hm2 . 美国是世界上免耕面积最多的国家 ,其
次是巴西 (1 120 ×104 hm2) 、阿根廷 (730 ×104 hm2) 、加拿大
(410 ×104 hm2 ) 、澳大利亚 (100 ×104 hm2 ) 和巴拉圭 (79 ×
104 hm2) (表 1) [6 ] .
表 1 　免耕面积在世界的分布
Table 1 Total area under no2tillage in different countries ( hectares)
国家
Country
免耕面积
No2till area (hm2)
美国 U. S. A 21 120 000
巴西 Brazil 11 200 000
阿根廷 Argentina 7 270 000
加拿大 Canada 4 080 000
澳大利亚 Australia 1 000 000
巴拉圭 Paraguay 790 000
墨西哥 Mexico 500 000
玻利维亚 Bolivia 200 000
智利 Chile Uruguay 96 000
乌拉圭 China 50 000
其它国家 Others 1 000 000
合计 Total 45 533 000
　　在巴拉圭 ,1992 年免耕面积仅为 2 ×104 hm2 ,到 1999 猛
增到 79 ×104 hm2 . Derpsch[6 ]估计 ,有 95 %的免耕面积分布
在美洲 (北美洲为 51 % ,南美洲为 44 %) ,其它国家的免耕面
633 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
积之和不足世界免耕总面积的 5 %. 因此 ,世界范围内免耕
技术有极大的应用潜力 ,当然其中包括在中国的应用.
5 　保护性耕作的益处
511 　控制土壤侵蚀
　　土壤耕作是耕地遭受侵蚀的主要诱因之一 . 一般而言 ,
土壤侵蚀程度与土壤的机械作业频率和强度呈正相关. 因
此 ,少耕和免耕越来越多地被采用 ,以减弱土壤侵蚀的危害.
与常规耕作相比 ,保护性耕作可减少土壤侵蚀 90 %以上 (图
1) [10 ] . 在加拿大的安大略 ,夏季土壤流失量与免耕后的作物
残留物覆盖地表关系密切 ,但冬季不明显 [15 ] (表 2) . 免耕后
的作物残留物覆盖 ,可有效治理耕地水土流失.
图 1 　作物秸秆覆盖率与土壤侵蚀的关系
Fig. 1 Effect of residue cover on reducing soil erosion.
表 2 　耕作方式对地表径流量和土壤流失量的影响
Table 2 Effects of tillage on runoff and erosion from ( Guelph loam soil
on 8 % slope , Ontario , Canada)
处理
Treat2
ment
夏季 Summer
迳流量
Runoff
(cm)
侵蚀量
Erosion
(t·hm - 2)
冬季 Winter
迳流量
Runoff
(cm)
侵蚀量
Erosion
(t·hm - 2)
有秸秆覆盖 With residue mulch
免耕 No2till 1. 1 3. 1 3. 1 0. 2
翻耕 Plowed 2. 5 24. 6 8. 3 8. 2
无秸秆覆盖 No residue mulch
免耕 No2till 3. 7 38. 1 8. 3 7. 6
翻耕 Plowed 2. 5 40. 3 10. 6 21. 8
512 　减少劳动量 ,节省时间和能源
　　保护性耕作可减少田间作业次数和强度 ,因此节省时间
和能源投入. 以北美洲为例 ,一个 203 hm2 的农场 ,免耕可节
省 225 h 的工作时间 ,相当于节省 4 周的工作时间 (以每周
60 h 计) ,同时还可节省油耗 6 624 L (33 L·hm - 2) .
513 　经济效益
　　与传统耕作相比 , 虽然保护性耕作通常并不增加产量 ,
但通常也不降低产量. 在南安大略的一个长期定位实验田中
Drury(未发表数据) 发现 , 耕作方式对玉米产量影响不大
(图 2) . 综合分析产量 (降低少许) 、除草剂和农药消耗、劳力
和能耗 ,免耕总是给农民带来益处 [3 ] (表 3) .
514 　改善土壤耕性
　　长期采用免耕 , 有利于土壤结构发育 ,从而增加土壤抵
抗侵蚀的能力和有益于作物根系生长. 在粉砂粘壤土上 ,10
年免耕 ,使土壤水稳性结构的数量较常规耕作下的土壤增加
20 %以上[25 ] . 土壤结构的改变也有助于减弱土壤压实. 当
然 ,减少机械作业次数也有助于减弱土壤压实. 因此 ,与常规
耕作相比 ,免耕有助于改善土壤耕性.
图 2 　不同耕作方式下玉米的累计产量 (1984～1996 ,Drury 未发表
数据)
Fig. 2 Accumulative corn grain yield under different tillage management
from 1984～1996 (Drury , unpublished data) .
CT :常规耕作 Till , N T : 免耕 No2till , RT : 垄作 Ridge2till. 下同 The
same below.
表 3 　免耕效益( 304 hm2 玉米大豆轮作)
Table 3 Prof it by tillage , a farm ( 304 hm2) in Indiana ( Corn2soybean)
土壤
Soil type
盈利 Profit (US ＄·hm - 2)
秋翻
Fall MP
春翻
Spring MP
免耕
N T
粘壤土 Clay loam 59 56 63
粉壤土 Silty loam 46 47 51
壤土 Loam 28 30 42
515 　增加土壤有机质含量
　　最新研究表明 ,耕翻土壤促进土壤有机碳以 CO2 形式
向大气释放. 作物残留物和土壤有机质在土壤表层的累积是
保护性耕作 (特别是免耕) 最典型的特点之一 (图 3) [7 ] . 保护
性耕作不仅促使有机质在土体中再分布 ,也有助于在土壤贮
存较常规耕作更多的有机质 (表 4) .
表 4 　免耕对土壤有机质储量的影响(约 10 年免耕)
Table 4 Tillage effects on soil organic C storage (～10 yr)
(OCnt - OCct) / OCct 来源 Source
7 %～30 % [ 17 ]
5 %～ 14 % [ 1 ]
10 %～ 50 % [ 27 ]
OCnt :免耕土壤有机质储量 No2tillage soil organic C storage ;OCct :常
规耕作土壤有机质储量 Till soil organic C storage.
516 　保持土壤水分和增加水分有效性
　　地表秸秆覆盖有助于防止土壤水分蒸发 ,同时也可降低
地表径流、增加水分渗透. 因此 ,土壤储水量随地表残留物覆
盖量增加而增加 [22 ] . 加大的水分渗透率和降低了的土壤水
分蒸发量使得植物水分利用率提高 (图 4) [8 ,9 ,23 ] .
517 　改善水和大气质量
　　地表作物残留物有助于截留和保存植物养分 (特别是 P
素)及农药和除草剂 ,减少这些物质随径流进入地下水的机
会.事实上 ,地表秸秆可明显地降低地表径流中的除草剂含
量 ;同时 ,富含有机质的免耕土壤中 ,活跃的微生物活动可加
快土壤中农药和除草剂的降解 ,从而保护地下水和地表水质
量.作物残留物覆盖地表 ,可阻止风蚀 ,降低空气尘土含量 ,
从而改善空气质量. 降低能源消耗和加强土壤固碳 ,也有益
于缓冲大气温室效应.
7332 期 　　　　　　　　　　　　　　　杨学明等 :北美保护性耕作及对中国的意义 　　　　　　　　
图 3 　耕作强度对剖面中土壤有机质含量的影响
Fig. 3 Soil organic carbon concentrations in soil profile as affected by
tillage intensity , Ohio , US.
图 4 　耕作方式对土壤蓄水、蒸发和水分利用率的相对影响
Fig. 4 Tillage effects on water storage , evaporation , and using efficiency
(9 , 10 , 24) .
518 　增加生物多样性
　　作物残留物覆盖层 ,既为多种生物群系提供了生存空
间 ,也为它们提供了食物和能量来源. 不论是多水年 (1997)
或是干旱年 (1999) ,免耕都会增加蚯蚓的数量 (图 5) . 大量
的蚯蚓有助于改善土壤结构和土壤通透性能. 土壤中的蚯蚓
数量可视为土壤质量的一个有效指标.
图 5 　免耕对土壤中蚯蚓数量的影响 (Drury 未发表数据 ,1997 为多
水年 ,1999 为干旱年)
Fig. 5 Tillage effects on numbers of earthworms ( Fox and Drury , un2
published data) .
6 　为什么中国需要保护性耕作
　　虽然中国人民已与水土流失、荒漠化和盐碱化等严重威
胁耕地地力和生态环境的灾害做了近 50 年不懈的斗争 ,但
耕地地力退化和生态环境恶化 ,仍然相当普遍 ,有些地区还
有加剧的趋势. 当今 ,约有 370 ×104 km2 的土地 (国土总面
积的 40 %)正在遭受不同程度的水土流失破坏 [16 ,18 ] . 在遭受
侵蚀的土地中 ,风侵和水侵约各占一半. 共有约 4. 500 ×107
hm2 的农田遭受土壤侵蚀之害 ,占农田总面积的 34. 4 %[24 ] .
与建国初期相比 ,受侵蚀的农田非但没有减少 ,反而增加
20 %～30 %[16 ,18 ] . 眼下 ,种草、植树等工程措施是控制自然
土壤水土流失普遍采用的方法. 对侵蚀严重的坡耕地 ,提倡
实施退耕还林或退耕还草. 然而 ,还没有一个能有效的控制
水土流失的方法. 可以肯定的是 ,决不是所有遭受侵蚀的农
田都可还林、种草. 耕地严重的侵蚀现状要求我们提出有效
的控制方法.
　　除某些自然条件有助于侵蚀发生外 ,不科学的人为活动
和政府的方针政策也加剧了侵蚀. 在中国农民和农村地方政
府的思想观念中 ,传统的耕作方式意味着高产. 然而 ,传统的
耕作方式破坏土壤结构、损耗土壤有机质 ,使土壤更容易受
风侵水蚀. 长此以往会使土壤肥力下降 ,例如土壤结构恶化 ,
土壤蓄水量和养分含量降低 ,有效土层变薄和土壤耕性变
坏.从本质上讲 ,传统的耕作方式不利于农业生产的持续发
展 ,所以有必要重新评价中国农民 ,包括行政管理人员、政策
和法律制定者、科技工作者头脑中传统的耕作方式. 回顾 20
世纪控制农田水土流失的技术 ,保护性耕作应该是中国首选
的措施之一.
7 　保护性耕作的实践经验
　　除北美洲 ,保护性耕作在南美洲和非洲也得到广泛应
用[6 ,11 ] . GTZ[11 ]在总结保护性耕作在上述地区应用的经验
时指出 ,在这些地区免耕可以对土壤提供最有效的保护 ,所
以在有条件用作物残留物覆盖地表的地方 ,应积极采用这一
耕作方式. 世界各地应用保护性耕作的经验证明 ,自然条件
不是限制采用保护性耕作技术的主要因素 ,而社会经济状况
可能会制约保护性耕作的应用 ,如某些地区需要作物秸秆作
为饲料或者燃料 ,土地拥有权不清 ,不够发达的基础条件 (市
场、信用、技术推广等)或单一的作物品种. 不过 ,这些因素可
能并不会真正阻碍保护性耕作技术的推广应用 ,生产力落后
的非洲的成功采用表明了这一点 [14 ] .
　　南美许多国家成功地实施免耕的经验为中国树立了很
好的榜样. Derpsch[6 ]认为 ,下列诸因素对免耕在南美诸国的
快速推广起了积极的促进作用 :1) 科研、技术推广和农民实
践累积了丰富的有关保护性耕作的知识 ;2)大规模采用覆盖
作物控制杂草 (降低对除草剂的依赖) ,生物防治病虫害 ;3)
对免耕协调一致的正面舆论 ;4) 专一推广介绍免耕技术 ;5)
鼓励农民和农民间的直接交流 ;6)及时出版农民和农业科技
推广人员需要的信息资料 ;7)免耕为农民带来了可观的经济
效益 ;8)免耕提高了拉美农产品在国际市场中的竞争能力.
　　在中国推广保护性耕作措施时 ,上述各项都值得有关方
面借鉴. 不过 ,鉴于中国幅原辽阔 ,自然和社会条件变化多
样 ,在借鉴推广保护性耕作的进程中 ,应同时将条耕、垄作、
幂作和其它措施介绍给农民 ,开发适合中国具体国情和生态
环境条件的保护性耕作措施.
8 　影响中国成功采用保护性耕作措施的可能因素
811 　转变观念
　　保护性耕作完全不同于常规耕作 . 为了能成功地采用保
833 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
护性耕作技术 ,中国农民、管理人员和科技工作者必须抛弃
头脑中的传统观念. 频繁的深松、深翻和清除 (或焚烧) 残留
物的管理方式不是我们期待的持续农业. 仍旧持有保守观念
的人是不可能成功地实施保护性耕作的. 拉美推广免耕的经
历 , 证明了这一点[6 ] . 他们的经验表明 ,转变观念不仅是农
民的事 ,同时也是行政管理和科学研究和科技推广人员的
事 ,所以改换播种机之前先要改变观念.
812 　适当的农机具
　　有效的农机具、农药和除草剂是北美洲保护性耕作得以
成功的保证. 对于拉美和非洲诸国 ,采用免耕时自己设计制
造农机具与从北美进口的农机具同等重要 ,或者可能更为重
要. 因为当时的高额关税使进口几乎不太可能. 对中国而言 ,
“入关”可能会降低关税 ,但美洲适用于大农场的保护性耕作
机具 , 不太可能适合我国以家庭为基础的小规模农业生产.
作为农业大国 ,农业机具也不可能仅依赖进口. 所以 ,在保护
性农机具的研制和开发上 ,我们应学习拉美和非洲的经验.
保护性耕作的核心农机具是免耕直播机. 直播机应既能播种
宽行作物 (玉米、大豆、高粱等) ,也可播种窄行作物 (小麦、大
麦、燕麦和绿肥等) . 不能制造或购置这样的多功能播种机 ,
将损害农民的未来利益 ,因为种植绿肥和轮作是保证保护性
耕作成功的关键. 在中国 ,也应该开发畜力和人力牵引操作
的保护性耕作机具.
813 　有效的除草剂
　　在南美洲采用免耕的初期 ,由于没有有效的除草剂可供
使用 ,而使农民困难重重. 当时 ,只有靠人工除草来维持免耕
下的庄稼[6 ] . 随着除草剂种类的增加 ,除草剂的性状说明书
和使用指南显得极为重要. 仅靠制造商提供的产品说明书 ,
不足以为农民提供有效和有说服力的信息指导. 在中国 ,由
农业科研机构和技术推广部门提供的农药和除草剂的说明
指南 ,对农民将更有价值.
814 　除草剂的使用技术
　　基于保护生态环境的考虑 ,北美农民 (任何人)必须先从
政府有关部门考取相应执照后 ,才可在自家土地上施用农药
或除草剂. 为达到预期效果 ,施用农药和除草剂要进行复杂
的计算. 计算涉及应用面积、喷射压力和速度、拖拉机运行速
度、器容积和用药量等因素. 这样的计算不仅对农民相当困
难 ,就是对农业技术人员也是如此. 在中国 ,应为农民提供完
整可靠的农药或除草剂使用说明书 ,否则即使使用最好的产
品 ,也可能是施而无效.
815 　土壤准备
　　在采用免耕前 ,如果土壤呈酸性或贫脊 P、K养分 ,建议
要一次性施足石灰或磷钾肥 ,并将其耕翻混合于耕层中 ,因
为采用免耕后不能再进行这样的作业. 不过 ,对渗透性较好
的土壤 ,石灰也可以表层施用. 在这种条件下 ,农民可逐年少
量施用石灰. 通常 ,排水不良和质地粘重的土壤不适于免耕 ,
垄作和带耕更适合上述类型的土壤. 为了保证出苗率 ,在实
施免耕及其它保护性耕作前 ,需要平整地表. 所以 ,对常规耕
作下形成的地表起伏或由于侵蚀留下的冲沟等应该在实施
免耕前予以平整.
816 　轮作和覆盖作物
　　轮作和覆盖作物是成功推广免耕的不可缺少的措施. 在
美洲 ,采用轮作和覆盖作物技术的农民 ,得到了最大的经济
回报. 种植覆盖作物 ,不仅不会增加成本 ,反而增加产出. 单
一作物连作的保护性耕作不是完美的耕作方式 ,病虫害和杂
草会逐渐加重 ,经济效益则逐渐降低. 在中国 ,要对轮作和覆
盖作物在保护性耕作条件下对病虫害和投入产出的影响进
行综合研究.
817 　政府参与
　　在中国 ,政府参与对成功推广保护性耕作至关重要. 在
美国 ,有关水土保持的项目都是由农业部下属的资源保护局
(原土壤保护局)配合地方土壤和水保护行政区承担. 在推广
保护性耕作措施中 ,他们对农民采取自愿和诱导并存的政
策. 诱导包括提供无偿技术服务、资金支持、教育培训和农业
贷款等. 这一政策开始于 1985 年 ,并于 1990 年做了修订. 美
国 1985 年食品安全条例要求 ,所有耕种有严重侵蚀土壤的
农民 ,必须在 1990 年做出保护性耕作计划 ,并与 1995 年全
面实施. 没有制定保护性计划的农民 ,没有资格享受和参加
国家有关辅助农民的项目 ,如价格保障、农产品储存设施贷
款、灾害补偿及其它任何有助于治理侵蚀严重土壤的贷款.
1985 年 ,美国在遭受侵蚀的农田中 ,遭受轻度、中度和重度
侵蚀的农田的比例分别为 19. 4 %、15. 8 %和 64. 8 %. 到 1995
年 ,遭受轻度和中度侵蚀的农田比重分别增加到 49. 9 %和
33. 7 % ,而重度侵蚀农田的比例由 10 年前的64. 8 %降低到
16. 4 %. 在中国 ,政府应在方针和政策上对农民进行保护性
耕作给予更多的支持.
9 　中国采用保护性耕作时应注意的事项
　　学习保护性耕作的有关知识 ,特别是有关直接播种和杂
草防治的知识 ;测试土壤 ,决定是否有必要施用石灰或磷钾
肥 ;有必要平整地表时 ,不要在粘质、易涝田上实施免耕 ,可
代之以条耕和垄作 ;对过于紧实和有明显犁底层的土壤最好
在实施免耕前进行一次深松 ;作物残留物覆盖地表尽可能多
些 ;确保有免耕播种机和有效除草剂可供使用 (买、租、借) ;
不要一次将所有拥有的土地都投入保护性耕作 ,要分期扩
展 ,积累经验 ;有效地利用绿肥覆盖和合理的作物轮作 ;做好
准备 ,要不断学习与保护性耕作有关的新知识.
参考文献
1 　Angers DA , et al . 1997. Impact of tillage practices on organic car2
bon and nitrogen storage in cool , humid soils in eastern Canada.
Soil Till Res ,41 :191～201
2 　Baker CJ , et al . 1996. No2tillage Seeding , Science and Practice.
Wallingford , Oxon , U K:CAB International.
3 　Casady WW , Massey RE. 2000. Costs and returns. In : Conserva2
tion tillage Systems and Management (2nd edition) . Ames , Iowa :
MWPS245. Iowa State University.
4 　Conservation Tillage Information Center , Indiana. 2000. What is
conservation tillage ? http :/ / www. ctic. purdue. edu/ Core4/ CT/
Definitions. html.
5 　Conservation Tillage Information Center , Indiana. 2001. 1990～
9332 期 　　　　　　　　　　　　　　　杨学明等 :北美保护性耕作及对中国的意义 　　　　　　　　
2000 conservation tillage trends. http :/ / www. ctic. purdue. edu/
Core4/ CT/ CTSurvey/ NationalData. html.
6 　Derpsch R. 1999. Frontiers of conservation tillage and advances in
conservation practice. Paper Presented at the 10th ISCO Confer2
ence , 24～28. May 1999 , West Lafayette Institute , USA.
7 　Dick WA. 1983. Organic carbon , nitrogen , and phosphorus con2
centrations and p H in soil profiles as affected tillage intensity. Soil
Sci Soc A m J ,47 :102～107
8 　Drury CF , et al . 1999. Red clover , tillage influence on soil temper2
ature , water content , and corn emergence. A gron J ,91 :101～108
9 　Du B(杜 　兵) , et al . 2000. Field experiments of surface manage2
ment under conservation tillage. J China A gric U niv (中国农业大
学学报) ,5 :65～67 (in Chinese)
10 　Extension Service of Iowa State University. 1991. Concervation
tillage : Effects on soil erosion. Agronomy 721. Iowa State Universi2
ty.
11 　GTZ. Conserving Natural Resources and Enhancing Food Security
by Adopting No2tillage. 1998. An Assessment of the Potential for
Soil2conserving Production Systems in Various Agro2ecological
Zones of Africa. GTZ Eschborn , Tropical Ecology Support Pro2
gram , T ; B publication number : T ; B F25/ e.
12 　He BC. 1991. China on the Edge : The Crisis of Ecology and Devel2
opment . San Francisco : China Book and Periodicals , Inc.
13 　Huang GK ,Rozelle S. 1995. Environmental stress and grain yields
in China. A m J A gric Econ , 77 :853～864
14 　Kaumbutho PG , et al . 1999. Overview of conservation tillage prac2
tises in East and Southern Africa. In : Kaumbutho PG , Simalenga
TE eds. Conservation Tillage with Animal Traction. A Resource
Book of Animal Traction Network for Eastern and Southern Africa
(ATNESA) . Zimbabwe : Harare.
15 　Ketcheson J . 1977. Conservation tillage in eastern Canada. J Soil
W ater Cons ,32 :57～60
16 　Li PS , et al . 1999. Discussion on effect of land ownership on rural
ecological environment . R ural Ecol Envi ron ,15 :59～62
17 　Paustian K , et al . 1995. Management impacts on carbon storage
and gas fluxes (CO2 , CH4) in mid2latitude cropland. In : Lal R ed.
Advances in Soil Science. Boca Raton , FL :Lewis Publication.
18 　Peng H2S(彭珂珊) ,et al . 1993. Problems challenging chinese land
and conservation strategies. Ecol Econ (生态经济) , (5) :18～22
(in Chinese)
19 　Smil V. 1984. The Bad Earth : Environmental Degradation in Chi2
na. M. E. Sharpe , Incorporation , New York.
20 　Sustainable Agricultural Working Group ( SAWG) . 1998b. Chal2
lenge and Opportunity for Sustainable Agricultural in China. Bei2
jing : China Environmental Science Press.
21 　Sustainable Agricultural Working Group ( SAWG) . 1998a. Land
Use and Sustainable Development in Loess Plateau , Northwest
China. Beijing : China Environmental Science Press.
22 　Unger PW. 1984. Tillage and residue effects on wheat , sorghum ,
and sunflower grown in rotation. Soil Sci Soc A m J ,48 :885～891
23 　Unger PW ,Parker JJ . 1976. Evaporation reduction from soil with
wheat , sorghum , and cotton residues. Soil Sci Soc A m J ,40 :938
～942
24 　Yang RZ. 1994. Soil erosion from arable land and control policy in
China. Sci Soil Cons ,14 :32～36
25 　Yang XM , Wander MM. 1998. Temporal changes in dry aggregate
size and stability : Tillage and crop effects on a silty loam mollisoil in
Illinois. Soil Till Res , 49 :173～183
26 　Yang XM , Wander MM. 1999. Tillage effects on soil organic car2
bon distribution and estimation of C storage in a silty loam soil in
Illinois. Soil Till Res , 52 :1～9
27 　Yang XM , Kay BD. 2001. Impacts of tillage practices on total ,
loose2 and occluded2particulate , and heavy organic carbon fractions
in soils within a field in southern Ontario . Can J Soil Sci , 81 :149
～156
28 　Zhao Q2G(赵其国) . 1991. Land degradation and its control. L and
Sci China (中国土地科学) , 21 :22～25 (in Chinese)
作者简介 　杨学明 ,男 ,1957 年生 , 博士 ,研究员 ,博士生导
师 ,中国科学院“国外杰出人才”入选者 ,主要从事土壤生物
化学和管理的研究 , 发表论文 40 多篇. E2mail : xuemingy @
hotmail. com
043 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷