引言
壟作技術是在克服了傳統平作許多不利因素的基礎上發展的一種耕作方式，主要形式是通過人為地改變耕地表面形狀，來改善作物的生長環境，促使作物生長發育良好。因壟作具有增溫和管理方便等優點，在多個國家和多種作物上得到廣泛采用。相對于傳統翻耕來說，保護性耕作是一種新型的耕作技術，主要是通過使用大量的秸稈以及殘茬覆蓋耕地表面，將耕作盡量減少到只需要保證種子能夠發芽的范圍即可，具有增產增收、保水保土、節約水資源、培肥地力及促進可持續發展的作用。聯合應用壟作技術與保護性耕作技術能夠更好地結合兩者優勢，并且能夠一定程度上消除兩種技術的缺陷。
1 壟作技術
1． 1 壟作技術特點
壟作栽培實行開溝起壟，通過改變田間的微地形，擴大田間受光面積，增加太陽能的吸收效率，接受太陽光照射以及與空氣進行熱交換的面積增加 30%以上，達到提高土壤溫度、有助于微生物活動旺盛的目的。作物超高產栽培一般需要保證一定的作物密度，但密度增加的同時會造成一些負面效應，如植株根系發育不良、易倒伏、授粉受精不良以及空稈率增加等，實施壟作栽培很大程度上可以有效地解決這些問題。
實行壟作技術過程中，由于作物處于高臺處，可有效減輕雨季發生澇災的危害，降水可以通過壟溝滲入地下貯存或者沿著壟溝排出，因而有利于調節土壤水分。同時，壟作可以防止水土的橫向流動，降低水蝕與風蝕危害。壟作技術中壟溝和壟臺交替分布有利于實現種地與養地的結合—作物主要吸收壟臺營養，壟溝休閑。收獲作物后，殘枝落葉集中于壟溝。
通過起壟耕作方式，有助于集中施用肥料，能夠加倍種植帶的耕層，使土壤肥力集中，更好促使作物生長與高產;能夠使生土層及犁底層暴露，通過日曬雨淋與秸稈還田，不斷提高土壤肥力。壟作技術將壟溝中泥土覆蓋于壟臺，能夠加厚適宜作物生長的熟土層，增加有效養分，增強了耕層的保肥性，并增加了根系的擴展范圍，提高根的吸水吸肥能力，更好地促進植株的結實和健壯。實行壟作技術還有利于田間管理，作物集中于壟臺，能夠給機械作業提供充足的空間，有利于實施機械中耕除草、施肥等作業，并且可以采用苗帶灑施除草劑等作業，減少化學品的使用。
1． 2 壟作模式比較
最初的壟作地區耕作方法主要有兩種方式:一是先將壟上的根茬連土翻到原來的壟溝里，將種子播到壟溝里的新土上，然后將原壟臺上的濕土翻蓋到種子上形成新壟;但本方式因為動土次數多，失墑嚴重，目前已逐漸消失。二是先刨掉原壟上的根茬，然后在原壟臺上播種。隨著機械化技術的不斷發展，傳統的壟作耕法已有較大發展。目前，壟作的主要模式也有兩種:一是用圓盤耙、鏵式犁等將原壟翻耕并耙平，春播時實行平播，利用中耕過程起新壟;二是秋季滅茬時同時起壟，第 2 年春天在壟上播種、施肥并鎮壓。
目前，按壟臺上種植作物行數，國內外采用的壟作模式主要可分成小壟單行作物、大壟多行作物兩類。一般情況下，大壟多行模式的壟臺要比小壟單行寬，因而前者對微地形的改變一般小于后者，在增溫方面不如后者，但前者容易實現寬窄行種植。
小壟單行便于實現除草、中耕培土等，一般應用于寬行作物，大壟在窄行作物中應用得比較多。與平作相比，小麥使用大壟栽培技術能夠節約用水 30% ～40% ，田間濕度能夠降低 10% ～ 20% ，透光率增加10% ～ 15% ，小麥葉病發生率下降 40% 左右，并且可顯著提高小麥抗倒伏能力，充分發揮邊行優勢。玉米采用大壟種植技術時，株高比小壟單行高 3． 4cm，莖粗增加 0． 15cm，倒伏率下降 5． 2% ，穗粗、穗長、穗粒數和百粒質量分別增加 0． 2cm、1． 4cm、62 粒、0． 4g。
由于大壟栽培技術增加了玉米的壟間距離，并且有利于改變玉米植株的田間分布方式，使兩行玉米植株之間距離可以實現有寬有窄，能夠增加田間通風透光，風速比小壟單行高出 5． 0% ～200% ，有利于植株進行光合作用和生長發育。同時，大壟多行模式比小壟單行模式減少了土壤水分蒸發面積，有利于保護土壤墑情，土壤含水量比小壟單行高 2． 5% ，起到了抗旱保墑的作用。另外，實行大壟多行模式更加適合機械下田作業，因為壟距可以根據拖拉機及其配套農機具的輪距作業條件進行相應調整，容易實現整地、施肥、播種、坐水、中耕、除草、追肥以及根茬還田等機械化作業，不需專門布置機械耕作的通道。
2 保護性耕作技術
2． 1 保護性耕作的特點
隨著機械化的發展、土地生產率和勞動生產率不斷提高，人類和自然的矛盾隨之加劇。通過旋耕及翻耕作業能夠清除殘茬雜草，有利于進行播種作業;但作業過程破壞了殘茬對地表的自我保護，導致土壤水蝕、風蝕加劇，又容易導致土壤中的蚯蚓與生物減少，慢慢失去土壤活性，營養恢復和自我保護能力喪失愈來愈多。正是針對上述情況，保護性耕作技術應運而生，以秸稈殘茬覆蓋量為主，耕作分為 3 類模式:播后地面覆蓋率小于 15% 的屬于傳統耕作，主要包括深松或翻耕加表土等耕作;播后地面覆蓋率在 15% ～30%的屬于少耕，主要是進行多次表土耕作;播后地面覆蓋率大于 30% ，進行免耕播種或播前僅僅實施一次表土作業，主要依靠除草劑進行除草的模式歸屬于保護性耕作。
保護性耕作相比于傳統耕作方式，具有顯著的經濟效益和社會效益優勢。保護性耕作可以提高作物產量，主要因素包括土壤肥力提高和土壤水分增加兩方面。保護性耕作與傳統翻耕相比，通過秸稈覆蓋使地面溫度降低、風速減小，從而減少水分蒸發，累計徑流量減少約 60% 。中國農業大學在臨汾建立了對比試驗區，測定結果表明:傳統耕作地在冬小麥休閑期內平均蒸發量約為 217． 6mm，占休閑期降雨量的79% ;保護性耕作地的平均蒸發量越 197． 9mm，能夠減少水分蒸發損失 19． 7mm 左右。保護性耕作實行秸稈覆蓋還田，直接增加了有機物質，有利于增加蚯蚓數量。實行保護性耕作技術，下地次數大為減少，取消了翻耕作業，能夠間接增加有機物質。裸露的農田是沙塵暴的沙源之一，保護性耕作有利于減少土壤流失、減少風蝕、抑制沙塵暴等。如果保證地表30% 的秸稈覆蓋量，可以減少風蝕 70% ～ 80% ，減少土壤流失 80% 左右。另外，保護性耕作通過減少作業工序，使作業成本降低，能夠使農民增加收入 20% ～30%。
2． 2 保護性耕作實施條件
保護性耕作的應用范圍很廣，在國內絕大部分地區都可以采用，氣溫和降雨不是絕對的限制條件。只要是風蝕水蝕、農業生產缺水存在的地區，實行保護性耕作就能夠起到減少土壤流失的作用，就能夠減少水分損失，從而提高作物產量。
保護性耕作要求的條件較高，如果不能滿足實施條件，也可能導致減產。除了土壤質地、氣溫等外在因素外，保護性耕作還需滿足土壤具有自我疏松能力及足夠的秸稈覆蓋量等條件。同時，保護性耕作技術實施過程中，機具的適應性是否過關非常關鍵，主要是免耕播種機是否可以在免耕覆蓋的情況下達到播種質量要求。另外，駕駛員和實施農戶的技術經驗、管理能力是否達到相關水平等也是順利實施保護性耕作的重要條件。
3 壟作保護性耕作技術
3． 1 壟作技術中亟待解決的問題
目前采用的壟作技術中，人、畜、機具下地次數多，土壤壓實較為嚴重，容易破壞土壤結構，而且作業成本較高。實施過程中，田地表面長時間處于裸露休閑狀態，土壤失墑、風蝕比較嚴重，從容導致土壤肥力下降、水土流失等。雖然壟作中土壤的貯水能力較強，但地溫的增加促使土壤蒸發量大于平作，經過一定時段后，壟作土壤的含水量一般都要低于平作，抗旱能力不如平作，干旱缺水成為制約該技術發展的瓶頸問題。因而，在實際應用中壟作技術必須注意在提高肥料利用率、降低土壤水分蒸發等方面加以完善。
3． 2 保護性耕作技術中存在的問題
對于小麥、玉米等春播作物，與傳統耕作相比，播種出苗階段的地溫一般降低 1 ～2℃，將會對作物出苗產生不利影響，特別是對于東北低溫地方，成為推廣保護性耕作最主要的限制因素。保護性耕作實施過程中，地表不平整、軟硬不均勻、秸稈覆蓋量多且分布不均等情況容易造成播種深度不一致，種子播種不均勻可能會出現缺苗斷壟等問題。另外，傳統翻耕能夠翻埋雜草，而保護性耕作缺失了該項控制雜草的手段，雜草控制較為困難。另外，雜草容易被秸稈遮蓋，藥液不易直接噴施到雜草上，導致殺草效果受到影響，化學除草劑的過多使用也會對生態環境產生不良影響。
3． 3 壟作保護性耕作模式
壟作技術需要采取降低土壤水分蒸發的各種有效措施，才能充分發揮壟作栽培的優勢。例如，可以選用適宜的品種，實行免耕、少耕等作業模式，或者通過秸稈覆蓋等措施。土壤低溫本就是春季種植的主要限制因素，而實行保護性耕作技術使春季地溫的回升延遲，低溫問題尤為突出，因而需要配備增溫的技術或措施，如帶狀種植技術、壟作技術等解決低溫等問題。
目前，壟作與免耕相結合在水稻栽培中已有較多研究。寒地水稻壟作栽培技術實行旱整平、壟體分層深施化肥，利用機械進行旱起壟，實施秸稈還田，突破了原有的栽培水稻模式，有利于降低用水量。其特點是引入了旱地作物的耕作栽培方法，進行旱平旱起壟、壟體夾肥、壟上雙行缽苗擺栽的高產栽培模式。
稻田壟作免耕可用于解決冷、深、毒、爛田的水稻坐蔸，提高稻田的土壤肥力，能夠增加水稻產量。國內外較深入地研究了壟作免耕技術條件下的稻田生態環境演變以及土壤內部物質轉變的過程。
一年一熟寒地旱作區保護性耕作技術體系要在原有壟作模式和作物早熟品種的基礎上，進一步開展免耕覆蓋的試驗研究。實行壟作模式能夠在播種時通過機械作業清除壟上的雜草，也可利用秸稈覆蓋抑制壟溝雜草的生長，減少了除草劑的使用。壟作保護性耕作技術是旱作地區解決傳統壟作保墑問題的行之有效的途徑，可有效解決壟作栽培的不足。同時，免耕覆蓋還能減少耗能 7% 左右，增加了農民收入，且具有防止水土流失、保持前茬作物及土壤生物活動遺留下的大量孔隙、冬季保溫夏季降溫、改善土壤養分狀況及土壤生物學性狀等的良好生態效果。壟作保護性耕作技術的增產機理及技術優點主要是保墑、增溫、改土、聚肥、防蝕、集流等，能夠有效解決高寒緩坡旱區地溫低、肥力薄、墑情差、水土流失等一系列問題，具有顯著的增產效益。
4 結語
壟作技術是現代化農業相對于傳統農業寶貴遺產的繼承。在相當長一段時期內，壟作都將是一個不可忽略的事實，而保護性耕作技術可以明顯減少風蝕、增加雨水積累等，從而緩解傳統耕作對生態環境破壞的壓力。壟作與保護性耕作相結合是一項重要技術，可以綜合兩種耕作制度的優點，解決各自在實施過程中容易出現的問題，因而在考慮農業可持續發展問題時，壟作保護性耕作技術是一項可以逐步推廣應用的農藝枝術。
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