多年来，中科院东北地理所研究员张晓平和他的团队在推广保护性耕作技术的道路上不遗余力。在他们看来，保护性耕作技术能够减少雾霾，保护并修复土壤，控制水土流失，是解决中国目前环境问题的一个有效手段。值得庆幸的是，他们的呼声正日渐得到社会各界的重视。
保护性耕作好处多多优势明显 关键在设备国产化
雾霾肆虐，东北也不能“幸免”。
中科院“大气灰霾追因与控制”专项研究组发布的监测结果显示，机动车、采暖、餐饮排放和秸秆焚烧对强霾污染的贡献最大。已有的研究表明，吉林省雾霾事件与秸秆焚烧密不可分。
“与传统的耕作方法相比，保护性耕作的核心技术就是秸秆还田。要防治雾霾，保护性耕作技术是减少秸秆焚烧的有效途径。”中科院东北地理所研究员张晓平表示。
多年来，张晓平和他的团队在推广保护性耕作技术的道路上不遗余力。值得庆幸的是，他们的呼声正日渐得到社会各界的重视。
传统耕作急需改变
吉林省是产粮大省，耕地面积近400万公顷，其主要作物为玉米。2013年玉米产量为500多亿斤，秸秆量在600亿斤左右。近年来，吉林的玉米单产和总量在逐年上升，秸秆的生物量也在逐年提高。
尽管近年来秸秆发电，做生物燃料、建材制品等产业发展迅速，但由于受制于高成本，一直没有大范围展开。目前，吉林大约有30%～50%的秸秆，即近200亿~300亿斤的秸秆没有得到有效的利用。
那么，这么多秸秆最终都去了哪里呢?大部分被直接烧了。
在张晓平看来，根源还是在于传统的、粗放的耕作方式——其长期以来造成农田土壤水土流失严重、土地生产力下降、沙尘暴和雾霾天气频率和强度增加、生态环境恶化。“一方面使土壤退化，在很大程度上严重制约了吉林省农业的可持续发展，另一方面严重破坏了吉林省的生态环境。”
“从长远来看，要发展现代农业，应优先推广保护性耕作技术。”张晓平说。
保护性耕作优势明显
张晓平介绍，保护性耕作是北美科学家发明的一种新型耕作方法，是以保护和持续利用农田土壤为目标的耕作技术体系，它有别于传统的耕作方法，主要包括免耕播种、施肥、化学除草、秸秆还田以及秸秆处理等技术。与传统的耕作方法相比，保护性耕作的核心技术就是秸秆还田。
秸秆还田具有明显的保水固土效果，可减少风蚀和水蚀，同时还可增加有机质含量和土壤肥力，提高粮食产量，以达到保护和持续利用土地资源的目的。由于保护性耕作的先进性，这项技术被联合国粮农组织称之为“耕作革命”。
据张晓平介绍，保护性耕作技术投入低，节省劳动时间和强度，同常规耕作技术相比，具有明显的经济效益优势。如果全省400万公顷耕地的一半实行保护性耕作，仅减少耕作次数一项改革，就可为吉林省的农业生产节约机耕费用6亿元(按每公顷节约1500元计算)，实现低碳清洁农业生产。
“免耕就是保护性耕作的一种。”张晓平说。免耕主要包括以下关键技术：秸秆100%还田条件下进行播种;采用联合作业播种机，在不拖移地表残留物的前提下开沟播种、覆土和镇压，施肥与播种同时进行，一次完成作业;化学除草和防虫。
张晓平强调，免耕播种机的使用，还有助于水土保持。大量的秸秆留存在地表，可以为蚯蚓等动物提供食物。蚯蚓的数量增加后，其在地表活动时形成的孔隙，有助于将雨水引入地下。此外，玉米本身的根系腐化后可形成更大的孔隙，也有助于土壤涵养更多水分。
“它完全改变了传统的耕作方式，不再进行中耕作业，减少土壤的扰动。这样既可减少作业次数，节省人力物力和燃料，减少废气的排放，又有利于土壤有机质的保存。”张晓平说。保护性耕作技术在美国、加拿大等国家已经是非常成熟的技术，推广面积已经达到耕地面积的40%左右，但在我国还是刚刚起步。
发力关键设备国产化
在多年农业科学研究的基础上，中科院东北地理所在黑土保护性耕作研究中积累了很多经验和教训。截至目前，该所黑土保护性耕作技术已在国内处于领先地位。
“免耕播种的核心设备是免耕播种机，从2001年起，我们开始在德惠黑土区进行长期的定位实验，已连续进行了13年，关键设备已实现了小型化和国产化。”张晓平介绍说。为了推广免耕播种机，他们将技术以无偿的方式提供给协作单位康达农机公司，生产出第一代免耕播种设备，并进行推广。目前该公司生产的这种免耕播种机，每年有两三千台的销量。
在研发免耕播种机的同时，张晓平团队还建立了一套适合吉林省黑土区的技术体系。2007年他们在梨树县梨树镇高家村建立黑土保护性耕作技术示范区，截至2013年在梨树县推广面积已经达到300公顷。
目前，张晓平团队的这套技术在吉林省梨树县、德惠市、九台市和大安市数十个乡镇进行大面积推广，农田秸秆覆盖度达到30%以上，肥料利用率提高5%，春季土壤含水量增加2%~8%，耕层土壤有机碳含量增加7%~30%，风蚀和水蚀强度减少了80%，黑土生态环境得到了明显改善，农机实现产值超亿元。
“在第一代免耕播种机问世，并不断在东北地区推广后，我们进行了设备的升级改造，致力于开发更高效、省力的第二代免耕播种机。”张晓平介绍说。在第一代产品基础上，经过他和团队近5年的生产实践，目前新一代免耕播种机已经问世。
“我们预计，保护性耕作会在不久的将来大面积取代传统的耕作方式，免耕播种机也将会全面取代已使用了数千年的老式三角铧犁播种机。当然，我们也希望地方政府进一步加大保护性耕作的示范区域，同时给予从事保护性耕作的农民一定的补贴，让这项技术能够更快地得到推广。”张晓平说。
