外文翻译-在中国北方玉米和小麦的耕种采用深翻土方法保持土壤的可耕种性 (2)

1 在中国北方用深 松 土方法 耕种玉米和小麦 保持土壤的可耕种性 摘要 反复的 机器运作 能够对 土地的紧束状态 造成影响 ，频繁的耕种会影响土地的水分使用效率，因此农作物会因为土壤透气性 能 差，较少的水分渗透和 较少的 营养物质的渗透而减产。在中国北方 ， 深耕土的耕种模式可以有效地疏松土壤 ，保证土地可持续性的 耕种 。 这种 耕种方式是在免耕 模式出现后的很长一段时间 才出现的。但是 却有 少 量 的 研究 在深翻土地间隔时间 方面 。在这方面进行了很多试验 ，进行 比较来得到更为合理的耕种间隔 ，以保证土壤可持续性 耕种。 在十年的时间里，通过 对 土壤的体积密度，水分 储量， 粮食 产量和 农作物 水分的使用率来比较 了三种传统的耕种模式中 深翻土和免耕的耕种方式 的优缺点 。 已经通过专门的联合收割机和联合播种机的渠道 对它们的产量和能力 进行了预算。和免耕机在黄土高坡的粘土地上的使用结果相比较，深 翻 土的播种方式在降低土壤密度方面只有 但是却没有更好的保持 土壤水分 ，粮食的产量，和水源的利用。除了土壤密度方面，深耕土播种和免耕播种相比于传统的耕种方式都能够有效地利用水分，保证粮食的产量。 尤其是 在四年免耕 播种 后进行一次深 翻土 耕种 ，相比于传统的耕种模式， 能减少 62%的机械投入使用量，提供49%的玉米产量提升， 209%的小麦产量提升。 而每年都进行深翻土耕种 减少机械的使用率是 25%， 提供 23%的玉米产量提升， 135%的小麦产量提升。 如果把深 翻 土 作业和 耕种结合在一起，那么 产量和 能耗各自提升 5%和 20%。以上我们可以得到一个结论：如果每年都进行深耕土 耕种 的话是不经济的。 而 四年免耕 播种后的 一年 进行一次 深 翻土的耕种方式能够使土壤疏松而且经济。对土壤最小的翻搅和最大的覆盖是 保证 农作物 水分吸收和粮食产量的关键因素。 在中国的北方， 提高粮食产量 ， 降低 能源损耗 的播种要求 能够有效地促进播种机和深耕设备的结合。更深一 步的研究要求在保证耕地，土壤质量，粮食产量的前提下设计出一种更为合理的机械。 1 可持续性 的耕地 方式 能够有效地保持水分的储量，改良土壤的结构，从而避免土壤的退化和腐蚀，它并不是要求较少的耕种也不是较多的秸秆残留物的覆盖。 持续性耕地能够有效地保证粮食产量和 减少 水土流失，减少暴风雨等自然灾害，加快全球可持续发展农业的节奏。在 资的情况下，中国农业大学和澳大利亚一所大学于 1991 年在陕 西省对可持续耕地进行了研究。最近十年的研究结果表明，在中国北方 粮食产量提高 了大约 10%，而且有 20%的能耗降低， 有 两位学者指出相比于传统耕地 模式 ，可持续耕地 方式 能够增加 11%的水分吸收率， 52%的概率防止水的变质，在梯形农田中有超过 80%的概率防止土壤的浪费，可持续性耕地给粮食产量和土壤改良的益处已经被多位学者提出。 在长期的免耕播种过程中，免耕可以引起土壤硬化。希尔研究了土壤硬化的一个重要因素 土壤强度。 长期的免耕过程中，相比于传统的耕种模式，在土壤 表层以下 的 处，免耕播种有 2 5 倍的穿透 土壤的能力。土壤的硬化直接影响农作物的生长，降低产量。但是，深翻 土的耕种方式却能够减少这些不利因素，它可以疏松土壤 ， 增加 通气性。在 1999和 2003 年都有两位学者提出了深翻 土的方式对可持续性耕地的好处，降低土壤硬度，增加土壤的通气性，增加土壤对水分的利用效率，从而增加农作物的产量。 在 1990 年， 李德学者 综合评价了在 深的土壤中的 5 种深耕模式 带来的效果 。两年的试验后，各项数据表明所 有的模式都会带来长久的益处。另一位学者也确定了相比于没有采用深翻 耕种模式的地区，深耕土的模式有着举足轻重的地位。高和李也曾经提出了深耕土的方式能有效地降低土 2 壤的密度，提高土壤对水分的利用效率。 还有一些学者证明深翻 土 耕种模式能够确保农作物增产。 为了解决土壤硬度，提高粮食的产量， 中国的科学家努力研究各种深 翻 工作模式 的特点 。例 如 ，李和高在干旱地区比较了传统，免耕和深翻土三种耕种模式。王研究了深翻土模式对小麦和玉米产量的影响，郭研究了不同的深翻机械，孔研究了不同深翻机械的结构性能，技术性能和在不同地面的适应能力。这些研究结果都肯定和促进了深耕机械的发展。 但是这些试验带来了较大的能量损耗，降低了经济收益，给技术发展带来了负面的影响， 尽管在中国仅有一小部分试验被进行，但是它却被广泛的推广开来。 研究也表明 在播种之前的深翻土也对播种和种子的发芽产生着负面的影响 。 这些问题曾经困扰我们很长一段时间。自从 1993 年 ， 农业部的一项可持续耕地示范计划就在中国的北方 展开， 进行了有关保持可持续性耕地的实验。这个长期的实验研究了传统模式和深翻模式的影响， 主要研究多久进行一次深翻土最能保证产量和水分的使用效率。 2. 材料和方法 在陕西的黄土高坡和河北的淮北平原上进行的试验都是为了研究三种模式的影响。 以前在黄土高坡上的研究结果被很简明的报道过 ， 并且对可持续耕地进行了笼统得概括，中国农业大学曾发表了一篇有关华北平原的 研究数据的论文，上面也记录了各项研究的结果并且系统的分析了 它们之间的联系。 点 守杨村位于海拔以上 1100米的半湿润地区。每年的平均气温是 20 140的霜冻天。每年夏天的降雨量有 450 580毫米，在这里的黄土地里每年只能长一种玉米。根 3 据美国农业部的土壤结构分类系统， 这种土是肥土，联合国教科文组织也证实了土里富含矿物质。 临汾也是半干旱地区，每年的平均温度是 随 180天的霜冻，每年的降雨量是 555毫米，有一种小麦生长在这黄土地里。 这种土 也 被美国农业部誉为富含矿物质的肥土，而联合国教科文组织也证实了 这一点 。黄土高坡的地质在能 够考虑的深度 ， 除了一小部分 分布 不协调以外其余的都是纯质的多孔的。 验设计 从 1993到 2000年，在守杨和临汾进行了试验，比较了传统耕种，免耕和深翻土耕种的三种模式。传统耕种是地表没有任何残留物。深耕模式是在秋后直接进行的一次深翻。免耕模式能最大限度的从断茬地表翻土。免耕模式也包括在 断茬地表进行耕种。在 1992年，中国农业大学进行的比较性试验中使用了深耕铲。这套机械是由破块机构，测土装置和深耕铲组成。前端的破块机构在深耕过程中能够有效地搅碎农作物残渣，以减少深耕铲尖头受到的冲击。带有两个对称 尾翼的 深耕铲能够在很大的程度上疏松土壤从而降低土壤密度。在守杨进行试验的玉米品种是颜丹 14和金丹 42，在临汾进行试验的小麦品种是金曼 47和临汾 225。 研究者在土壤密度，水分储量，粮食产量和水分的利用效率方面对深耕模式的影响进行了评定。因为 要得到土壤密度，土壤潮湿度和土壤类型的数据显示，所以每年在秋收过 后，要对土壤进行采样，放在特制的钢管里，计算土壤密度和水分储量。 1防堵盘 4. 土壤限深装置 土壤的样品被取出放在密封的塑料包装的 袋子里，并被锁在铝盒子里。通过在 半自动的烘烤箱中以 105度的高温烘烤 12毫米厚的土壤切片 48小时，土壤的密度和储水能力就会被 测量出来 。 它的计算公式是 +T+水分使用效率的计算公式是 。成本花费是根据当地的市场条件和农业投资水平来计算的。 计学分析 平均值，标准偏差和标准误差在每一步的测量中都被计算， 一个很重要的价值时，年度比较多就意味着价值是用最低有效数字的方法解释的。 自从 1992年开始到 2000年， 在守杨和临汾进行的长期的计划项目中，土壤容重一直是测量土壤结构变化好坏，土壤 储水能力强弱的关键因素。 在刚开始试验的时候，无论用何种耕种模式，在守杨的土壤容重都是 g/而在临汾土壤容重稍高能达到 g/1给出了自 1993年到 2000在土下 30厘米深的土壤容重值。 表一： 三种耕种模式在 30厘米深的土壤容 重 从 1993到 2000年 ， 在守杨的玉米试验田里 ，三种覆膜耕种方式 传统耕种，深 翻土耕种和免耕方式的土壤容重分别是 996年，传统耕种和深松耕种后的土壤容重并没有什么太大的差异，但是免耕模式下的土壤容重在整个试验过程中都是最高的，尤其是在 1998， 1999， 2000整个试验的最后三年里，试验的结果表明，免耕模式长期的运输作业对土壤容重产生了很大的影响， 尽管传统模式和深松模式在长期的耕种过程中都对土壤产生了影响，但是在后面的阶段中它们却最低程度的增加土壤的容重 。 表二： 三种不同耕种模式在 30厘米深的水份储备情况 5 从 1993到 2000年在临汾进行的小麦试验中，传统耕种，深松耕种和免耕模式后的土壤容重分别是： 统耕种和免耕模式分别对应了最低和最高的土壤容重。在试验的这段时间里像传统和深松这两种耕种模式下的土壤容重一般是保持不变的，稳定性超过 7年。而免耕模式下的土壤容重也会长期保持不变，但是它却保持了一个较高的水平。 因此， 相比于免耕耕种模式， 在玉米和小麦的试验中 深翻 耕种能够 通过降低土壤容重的方式有效地减少土壤的紧束状况 。 份 储量 表二给出了从 1992到 2000年在守杨和临汾进行的试验中，三种耕种模式的水份储量报告。在试验的初期，传统耕种，深 翻覆膜和免耕覆膜 对土壤水份的储量没有太大的影响。 从报告中我们可以看到：从 1992到 2000年， 9年的时间里 ， 相比于传统的耕种方式，深翻 覆膜和免耕覆膜能够有效地减少土壤水分的遗失。 在守杨，试验的大部分时间里免耕覆膜方式的土壤水气 流 失比传统模式高 5%，而这个差值在 8年中有 5年 是 很明显的 。深松覆膜方式的水份 流 失也比传统方式高 5%， 这个差值在 8年中有 6年是很明显的。 在一半的试验时间里。传统耕种和覆 膜耕种最大的不同 是 在 1994年，土壤水分的遗失相差 10% 在临汾的小麦试验中，覆膜耕种模式的水份保有量在一半的试验时间里比传统的耕种模式高 5%，而这个差值在 8年中有 5年是很明显的。但是覆膜模式和传统耕种模式最大的不同是在 1996和 1995两年，最大的差值达到 16因此土壤被翻动的 越厉害，土壤保持水份的能力就越低。 在传统的耕种模式下，相比于覆膜耕种方式，前者耕种者必须等待更多的雨水去灌溉土壤，而后者由于水份蒸发量很少，因此不必等待更多的雨水。 作物产量 在两个试验基地的 玉米和小麦的产量，在三种不同的耕种方式下，随着外界条件的变动也随之不断的变动。总之，从 1993到 2000年的试验中，深翻土 覆膜方式和免耕覆膜方式下的玉米和小麦的产量较之传统耕种方式有轻微的增长，但是在大部分的时间里却没有太大的差距。 结果显示，在长达 8年的试验过程中，较之传统的耕种方式， 深松覆膜耕种和免耕覆膜方式粮食产量有 10增长。但是小麦的产量在深松覆膜和免耕覆膜两种方式下的产量一直保持良好态势。相反，玉米的产量在三种耕种模式下却近似相同，因为它们有不同的根系和生长性能。 份使用效率 表 四给出了在守杨和临汾的试验天地里的水份的使用效率的数据。从表四中可以看到在守杨，免耕覆膜耕种方式和 深松土覆膜耕种方式在土壤水分使用效率上的差异是很小的，几乎相同。而且 这两种覆膜耕种方式在水分的使用效率上，都比传统的耕种方式要高，而且在8年试验中有 5年，这两种耕种模式的水分使用效率差异都是很明显的。 因为有农作物的断茬或者是农作物的桔梗残留物盖在地表， 免耕覆膜方式能够有效地减少水分的蒸发，但是每年的深松土覆膜耕种模式却很不规则的对土壤进行翻动，从而加速了土壤中的水汽蒸发到大气中去。在守杨的试验中免耕覆膜耕种方 式在水分利用和节水方面明 6 显比深松土耕种方式要强的多，从 1993到 2000年免耕覆膜耕种方式比深松耕种高了 试验大部分时间里，正像期待中的一样，传统的耕种方式没有更好的利用水份，没有对农作物的产量产生好的影响。 表四给出了在水分使用方面，三种耕种方式的水份使用率的具体数据。 济效益 在守杨和临汾进行的试验能够很好的说明在中国的北方，传统耕种模式，深松覆膜耕种模式和免耕覆膜耕种模式对农作物经济效益的影响。表 5给出了在农业研究和农业机械运作方面投入资金的数据。其中农业研究的费用主要用在：种 子，耕种，管理的农药，税收和工人费用等方面，机械投入资金的方面则包括：燃料，油耗，工人工资，机器保养和日常维修费用，机器折旧费和管理费等。而产出则是靠农作物产量 并且转换成美元的样式。 表三：三种耕种模式下的平均产量 经济效益的分析结果表明 ： 每年进行一次深松土耕种方式和四年免耕耕种 后 进行一次深松土耕种模式比传统的耕种模式有更好的 优先 权。 能够有效的减少 田间管理（机械投入）投入费用，其中，四年的免耕耕种后加上一年的深松耕种能够减少 费用投入，而四年的深松土耕种模式能够减少 25%的费用投入。玉米的产 量也能随之增长，与此同时农民的利润也能随之增长，而且分别增长 49%和 21%。 在小麦的产量利润方面，免耕耕种方式和深松土耕种方式带来的经济收益是相似的。传统耕种模式，深松覆膜耕种方式和四年免耕耕种方式加上一年的深松土耕种方式，得到的利润分别是 2.5 167.8 S$ 219.9 械管理投入的费用也同步减少或者增加，深松土耕种方式降低 50，四年免耕方式后进行一次深松土耕种方式则能减少26%，与此同时，相比于传统的耕种方式得到的收益分别增加了 14%和 5%。 表四：三种耕种模式下水分的使用效率 7 表五： 三种耕种模式下的经济收益分析 表六：三种耕种模式下水分使用效率以及玉米和小麦产量 从表三和表四的数据显示：从 1993到 2000年在临汾和守杨的实践表明，相比于深翻 耕 8 种方式和传统的耕种方式，免耕耕种方式能够更好的充分利用水资源，并且稳步提升农作物的产量。这一重要的结论 可以归功于先进的田间播种机械和良好的水分保持能力。 在许多年的免耕耕种后进行一次深松土耕种方式可以有效地疏松土壤，消除土壤间的紧束 感。但是，由于在刚使用免耕耕种的前几年里 ，免耕机械对土壤紧压的影响很小，所以就没有必要每年 都 对土壤进行一次深 翻 土。在我们的结论中从 1993年到 1996年，深松土耕种方式和免耕耕种方式的土壤容重分别是在守杨 在临汾 些实验数值 表明在实验的前 4年里，深松土耕种方式和免耕耕种方式对土壤容重的影响没有太大的区别。 而 从 1997到 2000年 ， 免耕耕种方式下的土壤容重和其余两种耕种方式下的土壤容重 却 有了明显的分歧，主要是因为长期的机械作业对土壤挤压累积的原因，在守杨免耕耕种方式下，的土壤容重在 间，而在临 汾土壤容重也增加到 比之下，每年一次的深松土耕种方式，能够最小程度的减少土壤容重，因为它能够一边耕种，一边深松土壤疏松土壤， 但是这种耕种方式却不能有效地恢复土壤容重。 从 1992到 2000年的实验过程中，相比于免耕模式的耕种方式，每年采取一次的深松土耕种方式给土壤带来的益处实际上很少。在小麦试验田里对深松土覆膜耕种方式和免耕覆膜耕种方式进行了比较，从比较的结果中我们可以看到，深松土覆膜耕种方式在提高土壤水分方面在 8年的时间里有 5年没有什么太大的益处，其中有益处的几年中只有 1993年 意义稍微大一些。在守杨的玉米试验田地中，相比于免耕覆膜的耕种方式， 在水分保持方面， 深松土覆膜耕种方式并没有 对土壤 提高多少，其中意义最大的一年也是在 1993年。 研究的结果表明深松土覆膜耕种方式只在第一年对土壤在水分保持方面 的 提高有所帮助。而在 美国西海岸进行的一个三年的深松土覆膜耕种试验也得出了这样的一个结果 ，它的研究 数据 表明：在三年的试验过程中，每年进行一次深松土覆膜耕种对土壤在水分存储和水分保持方面没有太大的影响。 在长时间的免耕覆膜耕种方式后进行每年一次的深松土耕种方式，在前几年里， 也 不会给土壤带来太大的 影响。 2002和 2003年在河北省的华北平原上进行的试验也得出了相类似的结论：深松土覆膜耕种方式没有明显的提高玉米和小麦的产量，也没有提高土壤对水分的储存能力和对水分的使用效率，在传统耕种模式下，玉米和小麦的产量以及土壤对水分的使用效率都比覆膜耕种模式下要低很多。 但是从 1997 年开始， 相比于深松土覆膜耕种模式， 由于长期的免耕机械耕种对土壤挤压累积的结果，免耕耕种模式限制了农作物根部的生长，和 氮水化合物在植物体内的运输 ，直接影响农作物的生长，从而对玉米和小麦的产量以及土壤对水分的使用效率没有太大的益处。 所以在 4松土覆膜耕种方式 ， 相比于每年都进行 深翻土 更能够有效地降低土壤容重，提高产量， 更有利于提高可持续性耕种的效率。 这些研究结果表明：在相同的外部条件下（相同的土壤容重、适宜的土壤水分储量、农作物产量和相同的水分利用效率 ） ，传统的耕种方式和深松土的耕种方式都能有效的减少土壤的紧压情况。尤其是在连续几年的免耕耕种方式或者是少耕耕种方式后，效果会更加的明 9 显。但是每年一次的深松土耕种方式降低了土壤中的水分储量，农作物的产量和水分的使用效率，然而相比之下，在前四年的免耕耕种方式 下，却不存在这许多的 问题。因此一种新的耕种方式产生了：四年的免耕耕种后进行一次深松土的作业方式。这种新的耕种方式能够有效地解决由于长期的传统耕种方式和长期的免耕和少耕作业方式造成的土壤水分流失和土壤中水分使用效率过低的问题。尤其值得注意的是农民的经济回报是很充实的。就目前的实验状况来看，在中国的北方，进行可持续性耕地 的计划， 前景一片大好，而且单从经济性的角度来分析的话，免耕耕种方式也会被越来越广泛的接受，尤其是免耕覆膜和四年免耕后进行一次深松土的耕种方式。 理想中的深松