美国三家农场的不同保护性耕作模式

去年五月份这个时节，笔者正在美国的伊利诺伊州、爱荷华州、谌萨斯州等粮食主产区进行农业机械化与保护性耕作技术考察。

当我同美国爱荷华州华人协会执行主席、美国十方技术公司的商务总裁燕晓哲先生，驾车从伊利诺伊州出发，穿过密西西比河，沿着有美国"母亲之路"之称的66号公路，在美国中部地区，沿途望着一望无际连片的田块时，春播生产已经全部结束。

伊利诺伊州秸秆覆盖田间

早播的玉米苗己进入三叶期，大豆已拱土，大部分田块看到裸漏的仅仅是播种带的耕作，而田面上仍然还都被黄色的秸秆覆盖着，看不到一块田有秸秆焚烧的痕迹，使我真切感受到美国的保护性耕作发展普及程度。

美国第2大粮食产区爱荷华州

同我国东北区域黑土带经度纬度地理位置基本相似的美国爱荷华州，是我这次美国之行保护性耕作考察的重点。 

该州处于美洲的世界三大著名黑土平原上，温带半湿润气候、草原化草甸植被下发育的土壤，是美国的大农业区、粮食主产区，在美国10大农产品州列第二位（第一为加州），素有“美国粮仓”之称。可耕地面积比较大，达1240万公顷 ，仅略少于我国耕地面积最大的黑龙江省。主要农产品是玉米、大豆， 玉米产量在美国50个州中居第一位，大豆和燕麦产量全国第2位。

更为值得借鉴学习的是，爱荷华州是美国保护性耕作发展水平最高的粮食产区，在玉米、大豆生产中采用保护性耕作方式的面积已接近90%，总的应用面积在美国仅少于伊利诺伊州。

据爱荷华州立大学农学教授曼雷顿教授介绍：”在美国 35.4百万顷籽粒玉米种植面积中，保护性耕作面积已占70%，秸秆覆盖免少耕播种保护性耕作技术己成为美国的主流耕作播种制度，秸秆覆盖耕作制度已经常态化，带动了农业可持续性的发展"。 

他说，美国爱荷华州玉米生产的土地耕作和培肥地力主要集中在收获后进行，为春季及时高质量播种和玉米生长发育创造了良好条件，播种后到收获前基本上不进行田间管理。免耕、少耕约占40%，条带与深松整地耕作占50%。玉米田以采用耙片深松复式整地机作业为主，土壤工作部件主要是耙片；同时，为了土壤结构的健康，对于机具作业后土壤团粒结构破坏，不适宜玉米生长，易风蚀、水蚀的翻地、旋耕包括旋耕灭茬的机械作业方式，基本没有采用的，在本州的农场几乎看不到灭茬机、翻地犁、旋耕机等农机具。

3家农场的保护性耕作模式

在对爱荷华州三家农场进行考察中，笔者看到了美国玉米、大豆一季作物种植区，各农场从当地不同的实际情况出发，分别采取非常具有代表性的几种玉米秸秆处理方式，美国称之为不同秸秆覆盖管理方式的机械化保护性耕作模式。

杜克农场：覆盖耕作

看到的第一种模式是，名字为杜克农场的秸秆覆盖耕作保护性耕作技术模式。在美国称这种秸秆处理方式为保护性耕作中的覆盖耕作。

杜克家族农场距离爱荷华州府所在地得梅因市约30公里，父子三人经营着 6千多英亩耕地，是美国农场平均规模十倍以上的大农场。主要种植玉米和大豆，每年三分之一种植大豆、三分之二播种玉米，交替轮作。

据农场主介绍，他们的保护性耕作作业方式主要是，秋季玉米机械收获后秸秆拋撒留在田间，当年秋季和春季对秸秆不再进行任何处理，实现全量覆盖还田，第二年春季直接用约翰迪尔40行免耕播种机，由350马力履带式拖拉机牵引，直接进行免耕播种，即秸秆全覆盖免耕播种保护性耕作模式。

杜克农场秸秆全覆盖地块

杜克农场迪尔300马力拖拉机配套40行免耕播种机

而种植玉米的地块的保护性耕作主要模式是，一般在秋季玉米机械收获后秸秆拋撤留在田间，同时在秋季使用深松联合整地进行深松作业，同时疏松表层土壤，把大部分秸秆耙混在18厘米左右的耕层中，作业后仍然有50%以上的秸秆残茬覆盖地上，主要用农药或中耕来控制杂草和病虫害。每年采用深松联合整地机作业的的地块约占耕地的三分之二。 这种耕作就是保护性耕作中的覆盖耕作。

杜克农场秸秆覆盖免耕播种出苗情况

杜克农场深松联合整地机

当我问农场主，为什么不把一部分秸秆卖给回收秸秆的，一英亩地多收入几十美元呢？他说"我不要那几十美元，为了我们的子孙，我地里的秸秆还留着养地呢"，″我们采用这种耕作方式己有20多年了，土壤有机质稳定提升了，农机作业环节也少了，生产筒单，成本降下来了"。

使用20年的深松机

cornwell农场：条带耕作

第二种是cornwells农场通过条耕处理秸秆与苗带耕作的秸秆覆盖条耕保护性耕作模式。在美国称这种作业方式为保护性耕作中的条带耕作。

这是一个具有一百五十多年历史的家族成员继承的种植农场；经营耕地面积接近2000英亩，主要也是种植玉米、大豆。

条耕作业后的地块

一走进这家农场看到的在院里停放的第一台农业机械就是6行条状耕作机，也简称条耕机。75岁的农场主告诉我们，他的农场采用保护性耕作方式，已有十几年的时间了，开始时完全采用不进行任何土壤耕作，直接进行免耕播种机播种。

笔者与75岁的cornwell农场老农场主合影

6行带施肥的条耕机

“由于我们农场靠近密西西比河流域，耕地属于低洼地多一些，玉米秸秆全面覆盖地表面，土壤温度在播种前后期回升比较慢，苗前期长的也比较缓慢。大约在十年前我们通过采用条带耕作技术，购进使用条耕机，在秋季对当年宽行第二年计划播种带进行处理耕作，为明年播种创造了良好的条件，前期土壤温度低，影响出苗的问题都得到了比较好的解决。”农场主告诉我们。

笔者与农场主查看出苗情况

为了使我更全面了解条耕保护性耕作模式，在美国十方公司和爱荷华州立大学农学院副院长的亲自安排下，在该大学的农学院农场专门为我一个人调来了300多马力迪尔大拖拉机配套12行条耕机，进行田间现场条耕作业演示，给我更加直观实际的了解和感受。美国同行这种真诚、认真、开放的技术交流态度和精神使我深受感动。

爱荷华州立大学农场12行带施肥的条耕机

据了解，美国农业工程师协会定义条耕为保护性耕作的一种新形式。

通过在秋季或春季作业，整理出无秸秆的种床，并同时施肥。条耕作业方式下，不超过1/3的土壤扰动，整个生长期玉米行间有秸秆覆盖。通过条带的部分耕作，达到的优势是，降低土壤水分，较快地提高播种带土壤温度；减少土壤压实，增加土壤孔隙度；抑制农田杂草，丰富土壤生物；减少表土流失，降低碳排放，改善耕层结构，保蓄养分，提高土壤肥力。就是说，通过条耕，既保持了地表面有较大面积的秸秆覆盖量，又解决了播种质量和出苗生长的问题，实现多赢。
条带耕作这种秸秆处理和耕地方式，己成为美国保护性耕作一种主要模式，形成配套的条耕机系列产品，成为农场重要的整地机具。cornwell农场拥有保护性耕作机具主要是一台可以同时施肥的6行条耕机、一台八个深松铲的深松机、两台满胜牌免耕播种机。

12行满胜免耕播种机

在三年前中国农业大学等高校己将这种机具引进我国进行试验研究，中国科学院长春地理所在今年也推出了两行条耕机，进行试验，但目前尚没有条耕机在我国保护性耕作生产实际中推广应用。

金伯利农场：多种秸秆处理方式

考察的第三种是金伯利农场多种秸秆处理方式同时采用的保护性耕作技术模式。

金伯利农场公司位于爱荷华州麦克斯威尔市，是始建于1850年的家族农场，1978年正式注册为金伯利农场有限公司。经营耕地3500英亩（2 1246亩），其中2000英亩（1 2141亩）是租种别人的耕地。每年植种玉米和大豆面积作业根据芝加哥农产品期货价格走势，决定各播种面积，大体面积占三分之二左右。

接待我们的农场主瑞克.金伯利，是该农场第五代经营管理者。他从七十年代开始从事农场工作，至今已有四十多年。瑞克在农业耕作制度、大型农业机械使用管理、现代农场市场化经营方面都具有先进的理念和丰富的实践经验；特别是在发展以保护性耕作为核心的可持续农业方面进行了卓有成效的有益探索实践，成效显著。

2012年2月16日，时任中华人民共和国国家副主席习近平，专门到金伯利农场进行参观考察。瑞克先生曾荣登美国大豆杂志年度封面人物，被称为“一个好的企业家，才能在农场中成功 ”。

按照美国保护性耕作的界定，在金伯利农场我们兴奋地看到了除了条耕方式外，其它四种秸秆不同管理方式的保护性耕作技术模式。

一是免耕也称为零耕作的保护性耕作模式，在前茬为大豆的地块，到第二年播种前除了施液体肥，不进行任何对土壤的耕、整地机械作业，而在播种时直接使用免耕播种机播种作业，每年这种方式占播种面积的五分之一左右。

金伯利农场秸秆覆盖免耕出苗地块

二是覆盖耕作。在秋季在秸秆全部覆盖在田面的情况下，使用深松联合整地机作业，进行覆盖耕作，在深松土壤过程中，把一部分秸秆耙混合在18厘米以上的耕层土壤里，同时一部分还仍保留覆盖在田面。第二年直接免耕播种。

金佰利农场28行免耕播种机

三是部分秸秆打捆离田处理模式。对于部分租赁耕地种植的玉米，采取了把一公顷地大约三分之一的秸秆由打捆机打捆离田，卖能美国杜邦农化公司在得梅因市的秸秆乙醇加工企业，一公顷有一百多美元的收入。

采取部分秸秆离田的处理方式，并不是因为秸秆多影响下步生产环节，增加经济收入是主要目的。据农场主瑞克介绍，他与那家企业合同约定，秸秆打捆和运出田间都由对方负责完成，大型打捆机、运输装卸车辆都是秸秆收购企业的，农场不需要装备这些农机，并且租用他们农场土地存放储备秸秆，农场又有一笔收入。玉米秸秆提取乙醇技术在美国已经比较成熟，只是作为战略技术储备，等待石油期货价格达60美元以上才能达到加工产品的赢亏平衡点。

杜邦工厂秸秆储存堆放场

四是播种覆盖作物模式。金伯利农场有200英亩玉米是采用这种形式，不但秸秆全部覆盖还田不进行任何处理，而且在秋季9月份左右、玉米收割前，由飞机播种覆盖物。覆盖作物是一种叫黑麦草（Ryegrass）的一年生作物，在冬季和春季播种前覆盖田农场。黑麦草不是牧草，而是保护性耕作体系的覆盖作物。

金伯利农场播种覆盖物地块

与金伯利农场主瑞克查看播种覆盖物地块苗情

爱荷华州立大学土壤肥料试验室一位女主任在交流时谈到，金伯利农场采用的在保护性耕作技术体系中增加种植覆盖作物，是美国政府支持推广的新技术。试验表明它起到了更好地抵抗土壤侵蚀、疏松土壤、增加土壤有机质（同时降低大气CO2含量）、固氮，提高种植作物产量等作用。覆盖作物不用犁耕翻埋，而是用带楞的压滚镇压，由于楞条压伤叶片，覆盖作物将逐渐死亡，成为种植作物理想的覆盖物。与此相配套的覆盖作物品种选育和播种与压滚农机具都已有相应的产品。覆盖作物已成为美国提高保护性耕作系统效果的重要组成部分。

它山之石，可以攻玉。美国粮食主产区以玉米秸秆覆盖还田为主的秸秆综合利用方式与秸秆不同管理处理方式的机械化保护性耕作模式，在当前我国农业全面吹响推行绿色生产方式、发展生态农业的号角，农业部推出秸秆处理行动计划中，对我们是非常好的启迪与借鉴。