美國三家農場的不同保護性耕作模式

去年五月份這個時節(jié)，筆者正在美國的伊利諾伊州、愛荷華州、諶薩斯州等糧食主產區(qū)進行農業(yè)機械化與保護性耕作技術考察。

當我同美國愛荷華州華人協(xié)會執(zhí)行主席、美國十方技術公司的商務總裁燕曉哲先生，駕車從伊利諾伊州出發(fā)，穿過密西西比河，沿著有美國"母親之路"之稱的66號公路，在美國中部地區(qū)，沿途望著一望無際連片的田塊時，春播生產已經全部結束。

伊利諾伊州秸稈覆蓋田間

早播的玉米苗己進入三葉期，大豆已拱土，大部分田塊看到裸漏的僅僅是播種帶的耕作，而田面上仍然還都被黃色的秸稈覆蓋著，看不到一塊田有秸稈焚燒的痕跡，使我真切感受到美國的保護性耕作發(fā)展普及程度。

美國第2大糧食產區(qū)愛荷華州

同我國東北區(qū)域黑土帶經度緯度地理位置基本相似的美國愛荷華州，是我這次美國之行保護性耕作考察的重點。 

該州處于美洲的世界三大著名黑土平原上，溫帶半濕潤氣候、草原化草甸植被下發(fā)育的土壤，是美國的大農業(yè)區(qū)、糧食主產區(qū)，在美國10大農產品州列第二位（第一為加州），素有“美國糧倉”之稱。可耕地面積比較大，達1240萬公頃 ，僅略少于我國耕地面積最大的黑龍江省。主要農產品是玉米、大豆， 玉米產量在美國50個州中居第一位，大豆和燕麥產量全國第2位。

更為值得借鑒學習的是，愛荷華州是美國保護性耕作發(fā)展水平最高的糧食產區(qū)，在玉米、大豆生產中采用保護性耕作方式的面積已接近90%，總的應用面積在美國僅少于伊利諾伊州。

據愛荷華州立大學農學教授曼雷頓教授介紹：”在美國 35.4百萬頃籽粒玉米種植面積中，保護性耕作面積已占70%，秸稈覆蓋免少耕播種保護性耕作技術己成為美國的主流耕作播種制度，秸稈覆蓋耕作制度已經常態(tài)化，帶動了農業(yè)可持續(xù)性的發(fā)展"。 

他說，美國愛荷華州玉米生產的土地耕作和培肥地力主要集中在收獲后進行，為春季及時高質量播種和玉米生長發(fā)育創(chuàng)造了良好條件，播種后到收獲前基本上不進行田間管理。免耕、少耕約占40%，條帶與深松整地耕作占50%。玉米田以采用耙片深松復式整地機作業(yè)為主，土壤工作部件主要是耙片；同時，為了土壤結構的健康，對于機具作業(yè)后土壤團粒結構破壞，不適宜玉米生長，易風蝕、水蝕的翻地、旋耕包括旋耕滅茬的機械作業(yè)方式，基本沒有采用的，在本州的農場幾乎看不到滅茬機、翻地犁、旋耕機等農機具。

3家農場的保護性耕作模式

在對愛荷華州三家農場進行考察中，筆者看到了美國玉米、大豆一季作物種植區(qū)，各農場從當地不同的實際情況出發(fā)，分別采取非常具有代表性的幾種玉米秸稈處理方式，美國稱之為不同秸稈覆蓋管理方式的機械化保護性耕作模式。

杜克農場：覆蓋耕作

看到的第一種模式是，名字為杜克農場的秸稈覆蓋耕作保護性耕作技術模式。在美國稱這種秸稈處理方式為保護性耕作中的覆蓋耕作。

杜克家族農場距離愛荷華州府所在地得梅因市約30公里，父子三人經營著 6千多英畝耕地，是美國農場平均規(guī)模十倍以上的大農場。主要種植玉米和大豆，每年三分之一種植大豆、三分之二播種玉米，交替輪作。

據農場主介紹，他們的保護性耕作作業(yè)方式主要是，秋季玉米機械收獲后秸稈拋撒留在田間，當年秋季和春季對秸稈不再進行任何處理，實現全量覆蓋還田，第二年春季直接用約翰迪爾40行免耕播種機，由350馬力履帶式拖拉機牽引，直接進行免耕播種，即秸稈全覆蓋免耕播種保護性耕作模式。

杜克農場秸稈全覆蓋地塊

杜克農場迪爾300馬力拖拉機配套40行免耕播種機

而種植玉米的地塊的保護性耕作主要模式是，一般在秋季玉米機械收獲后秸稈拋撤留在田間，同時在秋季使用深松聯(lián)合整地進行深松作業(yè)，同時疏松表層土壤，把大部分秸稈耙混在18厘米左右的耕層中，作業(yè)后仍然有50%以上的秸稈殘茬覆蓋地上，主要用農藥或中耕來控制雜草和病蟲害。每年采用深松聯(lián)合整地機作業(yè)的的地塊約占耕地的三分之二。 這種耕作就是保護性耕作中的覆蓋耕作。

杜克農場秸稈覆蓋免耕播種出苗情況

杜克農場深松聯(lián)合整地機

當我問農場主，為什么不把一部分秸稈賣給回收秸稈的，一英畝地多收入幾十美元呢？他說"我不要那幾十美元，為了我們的子孫，我地里的秸稈還留著養(yǎng)地呢"，″我們采用這種耕作方式己有20多年了，土壤有機質穩(wěn)定提升了，農機作業(yè)環(huán)節(jié)也少了，生產筒單，成本降下來了"。

使用20年的深松機

cornwell農場：條帶耕作

第二種是cornwells農場通過條耕處理秸稈與苗帶耕作的秸稈覆蓋條耕保護性耕作模式。在美國稱這種作業(yè)方式為保護性耕作中的條帶耕作。

這是一個具有一百五十多年歷史的家族成員繼承的種植農場；經營耕地面積接近2000英畝，主要也是種植玉米、大豆。

條耕作業(yè)后的地塊

一走進這家農場看到的在院里停放的第一臺農業(yè)機械就是6行條狀耕作機，也簡稱條耕機。75歲的農場主告訴我們，他的農場采用保護性耕作方式，已有十幾年的時間了，開始時完全采用不進行任何土壤耕作，直接進行免耕播種機播種。

筆者與75歲的cornwell農場老農場主合影

6行帶施肥的條耕機

“由于我們農場靠近密西西比河流域，耕地屬于低洼地多一些，玉米秸稈全面覆蓋地表面，土壤溫度在播種前后期回升比較慢，苗前期長的也比較緩慢。大約在十年前我們通過采用條帶耕作技術，購進使用條耕機，在秋季對當年寬行第二年計劃播種帶進行處理耕作，為明年播種創(chuàng)造了良好的條件，前期土壤溫度低，影響出苗的問題都得到了比較好的解決。”農場主告訴我們。

筆者與農場主查看出苗情況

為了使我更全面了解條耕保護性耕作模式，在美國十方公司和愛荷華州立大學農學院副院長的親自安排下，在該大學的農學院農場專門為我一個人調來了300多馬力迪爾大拖拉機配套12行條耕機，進行田間現場條耕作業(yè)演示，給我更加直觀實際的了解和感受。美國同行這種真誠、認真、開放的技術交流態(tài)度和精神使我深受感動。

愛荷華州立大學農場12行帶施肥的條耕機

據了解，美國農業(yè)工程師協(xié)會定義條耕為保護性耕作的一種新形式。

通過在秋季或春季作業(yè)，整理出無秸稈的種床，并同時施肥。條耕作業(yè)方式下，不超過1/3的土壤擾動，整個生長期玉米行間有秸稈覆蓋。通過條帶的部分耕作，達到的優(yōu)勢是，降低土壤水分，較快地提高播種帶土壤溫度；減少土壤壓實，增加土壤孔隙度；抑制農田雜草，豐富土壤生物；減少表土流失，降低碳排放，改善耕層結構，保蓄養(yǎng)分，提高土壤肥力。就是說，通過條耕，既保持了地表面有較大面積的秸稈覆蓋量，又解決了播種質量和出苗生長的問題，實現多贏。
條帶耕作這種秸稈處理和耕地方式，己成為美國保護性耕作一種主要模式，形成配套的條耕機系列產品，成為農場重要的整地機具。cornwell農場擁有保護性耕作機具主要是一臺可以同時施肥的6行條耕機、一臺八個深松鏟的深松機、兩臺滿勝牌免耕播種機。

12行滿勝免耕播種機

在三年前中國農業(yè)大學等高校己將這種機具引進我國進行試驗研究，中國科學院長春地理所在今年也推出了兩行條耕機，進行試驗，但目前尚沒有條耕機在我國保護性耕作生產實際中推廣應用。

金伯利農場：多種秸稈處理方式

考察的第三種是金伯利農場多種秸稈處理方式同時采用的保護性耕作技術模式。

金伯利農場公司位于愛荷華州麥克斯威爾市，是始建于1850年的家族農場，1978年正式注冊為金伯利農場有限公司。經營耕地3500英畝（2 1246畝），其中2000英畝（1 2141畝）是租種別人的耕地。每年植種玉米和大豆面積作業(yè)根據芝加哥農產品期貨價格走勢，決定各播種面積，大體面積占三分之二左右。

接待我們的農場主瑞克.金伯利，是該農場第五代經營管理者。他從七十年代開始從事農場工作，至今已有四十多年。瑞克在農業(yè)耕作制度、大型農業(yè)機械使用管理、現代農場市場化經營方面都具有先進的理念和豐富的實踐經驗；特別是在發(fā)展以保護性耕作為核心的可持續(xù)農業(yè)方面進行了卓有成效的有益探索實踐，成效顯著。

2012年2月16日，時任中華人民共和國國家副主席習近平，專門到金伯利農場進行參觀考察。瑞克先生曾榮登美國大豆雜志年度封面人物，被稱為“一個好的企業(yè)家，才能在農場中成功 ”。

按照美國保護性耕作的界定，在金伯利農場我們興奮地看到了除了條耕方式外，其它四種秸稈不同管理方式的保護性耕作技術模式。

一是免耕也稱為零耕作的保護性耕作模式，在前茬為大豆的地塊，到第二年播種前除了施液體肥，不進行任何對土壤的耕、整地機械作業(yè)，而在播種時直接使用免耕播種機播種作業(yè)，每年這種方式占播種面積的五分之一左右。

金伯利農場秸稈覆蓋免耕出苗地塊

二是覆蓋耕作。在秋季在秸稈全部覆蓋在田面的情況下，使用深松聯(lián)合整地機作業(yè)，進行覆蓋耕作，在深松土壤過程中，把一部分秸稈耙混合在18厘米以上的耕層土壤里，同時一部分還仍保留覆蓋在田面。第二年直接免耕播種。

金佰利農場28行免耕播種機

三是部分秸稈打捆離田處理模式。對于部分租賃耕地種植的玉米，采取了把一公頃地大約三分之一的秸稈由打捆機打捆離田，賣能美國杜邦農化公司在得梅因市的秸稈乙醇加工企業(yè)，一公頃有一百多美元的收入。

采取部分秸稈離田的處理方式，并不是因為秸稈多影響下步生產環(huán)節(jié)，增加經濟收入是主要目的。據農場主瑞克介紹，他與那家企業(yè)合同約定，秸稈打捆和運出田間都由對方負責完成，大型打捆機、運輸裝卸車輛都是秸稈收購企業(yè)的，農場不需要裝備這些農機，并且租用他們農場土地存放儲備秸稈，農場又有一筆收入。玉米秸稈提取乙醇技術在美國已經比較成熟，只是作為戰(zhàn)略技術儲備，等待石油期貨價格達60美元以上才能達到加工產品的贏虧平衡點。

杜邦工廠秸稈儲存堆放場

四是播種覆蓋作物模式。金伯利農場有200英畝玉米是采用這種形式，不但秸稈全部覆蓋還田不進行任何處理，而且在秋季9月份左右、玉米收割前，由飛機播種覆蓋物。覆蓋作物是一種叫黑麥草（Ryegrass）的一年生作物，在冬季和春季播種前覆蓋田農場。黑麥草不是牧草，而是保護性耕作體系的覆蓋作物。

金伯利農場播種覆蓋物地塊

與金伯利農場主瑞克查看播種覆蓋物地塊苗情

愛荷華州立大學土壤肥料試驗室一位女主任在交流時談到，金伯利農場采用的在保護性耕作技術體系中增加種植覆蓋作物，是美國政府支持推廣的新技術。試驗表明它起到了更好地抵抗土壤侵蝕、疏松土壤、增加土壤有機質（同時降低大氣CO2含量）、固氮，提高種植作物產量等作用。覆蓋作物不用犁耕翻埋，而是用帶楞的壓滾鎮(zhèn)壓，由于楞條壓傷葉片，覆蓋作物將逐漸死亡，成為種植作物理想的覆蓋物。與此相配套的覆蓋作物品種選育和播種與壓滾農機具都已有相應的產品。覆蓋作物已成為美國提高保護性耕作系統(tǒng)效果的重要組成部分。

它山之石，可以攻玉。美國糧食主產區(qū)以玉米秸稈覆蓋還田為主的秸稈綜合利用方式與秸稈不同管理處理方式的機械化保護性耕作模式，在當前我國農業(yè)全面吹響推行綠色生產方式、發(fā)展生態(tài)農業(yè)的號角，農業(yè)部推出秸稈處理行動計劃中，對我們是非常好的啟迪與借鑒。