黄土高原水土保持保护性耕作措施探讨
黄土高原是我国北方重要的旱作农区，同时也是我国水土流失最为严重的地区。传统耕作方式对耕层土壤翻动次数过多，致使耕地质量下降、生产成本增加，并导致水土流失加剧、生态环境进一步恶化。该区是我国北方重要的旱作农业区域，也是我国人口、资源、环境矛盾最集中，治理难度最大的区域之一。该地区可作为农业利用的水资源量贫乏，大风天气较多，使当地气候异常干燥，土壤墒情日益变差，春旱严重，播种困难，加之黄土质地疏松，抗蚀能力差，水土流失严重，生态环境恶化，致使作物产量低下。黄土高原降雨集中，地表径流大，水土流失严重，降水年内分布不均、年际变化率大等特点，使得这一地区干旱发生的频率极高［1］。
保护性耕作是相对与传统翻耕的一种新型耕作技术。国外通常以秸秆残茬覆盖度为标准，指的是在一季作物收获之后农田土壤表面留茬覆盖不少于30%的耕作方式为保护性耕作，而秸秆残茬覆盖度在15%-30%的耕作方式称为少耕。我国的科研工作者通过自己的科学研究也提出了通过少耕、免耕、地表微地形改造技术及地表覆盖、合理种植等各种综合配套措施，从而达到减少农田土壤侵蚀，保护农田生态环境，最终达到生态效益、经济效益及社会效益协调发展的可持续农业技术。 保护性耕作技术不仅仅是一项土壤处理技术，它还是一项以保土保水保肥为核心，以改善环境质量、提高农业生产能力为主要目的，这项技术正逐步走向规范化和标准化。
1保护性耕作对土壤蓄水保墒效果的影响
水分是制约旱作农业区作物产量提高的主要限制因素之一，有限水分资源的高效利用是该地区农业生产面临的主要问题。同时也是水土流失最严重的地区，黄土高原质地疏松，抗侵蚀能力差，降雨量少而比较集中，这是造成该地区水土流失严重和土地生产力水平低下的主要原因。传统农业采用的精耕细作更加剧了该地区水土流失和生产力水平的降低［2］［3］。
旱地农田水分平衡中，降水是土壤水分的主要来源，而蒸发、蒸腾、则是土壤水分的支出项。旱地农业蓄水与保墒密切联系，因此，应尽可能蓄住天然降水，使其转化为土壤水保持在土壤中，并减少它的蒸发散失，在旱地农业中，保住土壤水分与蓄水同等重要。保护性耕作最显著的作用是水土保持作用，它创造了良好的田间环境，促进降雨入渗，并减少了蒸发而增加了水分储存量，提高了水分利用效率。
2保护性耕作对土壤物理特性的影响
2.1对土壤容重的影响
土壤容重是指单位体积原状土样的干土质量，可作为土壤熟化程度的指标之一。土壤松紧度土壤容重小，说明土壤疏松多孔；反之，土壤紧实板结。干旱缺水和水土流失是困扰黄土高原旱地农业生产的两大难题，而表土的容重及其入渗性能与土壤水分变化和水土流失关系密切。容重是土壤的重要物理性质，它影响到土壤的孔隙度与孔隙大小分布以及土壤的穿透阻力，进而影响土壤水分的入渗。国内外的许多研究表明，实施了免耕、覆盖和留茬等保护性耕作措施后均能减少水土流失，增加土壤入渗率［4］［5］［6］。
2.2土壤团粒结构特性的影响
土壤团聚体即土壤结构，是鉴定土壤肥力的指标之一。有良好团粒结构的土壤不仅有高度的孔隙性和持水性，而且有良好的透水性。所以，有良好的团粒结构的土壤在作物生长期间能很好的调节植物对水分、养分、空气和温度的需要，从而促进作物获得高产［7］。传统的耕作法是用机械办法来改变土壤的构造状况，少耕、免耕则是依靠生物的作用来达到改变土壤结构状况，通过植物根系的穿插和土壤生物的活动创造结构和孔隙
2.3对土壤温度的影响
免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施对光辐射吸收转化和热量传导均有影响，一方面，覆盖在地表形成一层土壤与大气热交换的障碍层，阻止太阳直接辐射，减少土壤热量向大气散失，同时，有效地反射长波辐射；另一方面，免耕形成的土壤结构容重低，不利于热量向土壤中传导。
3保护性耕作对土壤肥力效应的影响
土壤有机质是土壤具有生物学性质和结构的基本物质，是植物所需的各种无机和有机养料的源泉，同时也是土壤微生物生命活动的源泉。目前对不同耕作模式土壤有机质、氮、磷、钾的变化规律已有不少研究。保护性耕作中覆盖在地表的作物秸秆不但可以有效地改善土壤性状，而且随秸秆的分解而逐渐提高了土壤中的 N、P、K和有机质的含量［8］［9］。免耕较耕作处理，0-l0cm表土层土壤速效磷和速效钾的含量，分别高29.7%和4.7%。是因为免耕处理下土壤有机质含量显著高于常规耕作处理，而有机质分解产生的中间产物(有机酸)及其最终产物(CO2)都能增加土壤溶液的酸度，酸度的增加对某些固定磷的化合物具有一定的溶解力，并能削弱粘土矿物对钾的固定作用，从而增加了土壤中固定态磷钾的有效度［10］。
4保护性耕作对农田生物学特性的影响
保护性耕作技术通过作物的根系、微生物的活动改变了作物生长的耕层环境，调节协调土壤水、气、热状况，为作物的良好生长提供较好的条件，最终对作物生长发育的影响。在免耕实施的前期保护性耕作的作物产量低于传统耕作，但是随着处理年限的增加，处理间的差异减小，产量基本相当，逐渐的免耕措施的产量高于翻耕。前期保护性耕作产量低下的原因是土壤有机质、含氮量低，随着免耕措施的实施，土壤有机质及其养分的积累，使作物产量高于翻耕。
通过少耕、免耕、地表微地形改造技术及地表覆盖、合理种植等保护性耕作措施，土壤蓄水保墒效果、土壤物理特性、土壤肥力、土壤微环境特性以及农田生物学特性均产生一定的影响，探索切实可行的黄土高原区保护性耕作技术实施模式，为黄土高原保护性耕作技术体系的建立以及选择合理的耕作方式提供理论依据。
参考文献
1. 王立祥，王龙昌.2009.中国旱区农业.江苏：江苏科学技术出版社：57～59
2. Castro Filho C，Henklain J C，Vieira M J，Casão Jr.a R. 1991. Tillage methods and soil and water conservation in southern Brazil. Soil&Tillage Research，20(2-4):271～283
3. 李玲玲，黄高宝，张仁陟，晋小军.2005.免耕秸秆覆盖对旱作农田土壤水分的影响.水土保持学报，(5):94～96
4.吴发启，赵西宁，崔卫芳.2003.坡耕地耕作管理措施对降雨入渗的影响. 水土保持学报，17(3):115～117
5.刘建忠，师江澜，雷金银，高国雄，吴发启.2006.毛乌素沙地南缘不同免耕农田土壤理化性质及玉米产量差异分析.干旱地区农业研究，24(6):29～34
6.张雯，侯立白，张斌，王国骄，蒋文春，贾燕.2006.辽西易旱区不同耕作方式对土壤物理性能的影响. 干旱区资源与环境，20(3):149～153
7. 林大义.2004.土壤学实验指导.北京：中国林业出版社：70～72.
8. 冯跃华，邹应斌，王淑红，敖和军.2004.免耕对土壤理化性状和直播稻生长及产量形成的影响.作物研究，(3):137～140
9. 胡国强，陈正龙，周铭成.2004.麦茬少免耕直播稻生育特性及栽培策略研究.江苏农业科学，(1):19～21
10. 高明，李阳兵，魏朝富，谢德体.2005.稻田长期垄作免耕对土壤肥力性状的影响研究.水土保持学报，19(3):29～33
