耕作
耕作是农业中准备土壤的过程,它包括各种机械搅动,如挖掘、搅拌,以及翻覆,整地过程包括犁田、耙田、耖田及碌碡。使用手工工具进行人力耕作的方式包括铲、挖、掘、锄和耙。使用畜力或机械的耕作方式包括犁、耕、滚(用表土镇压器或其它磙)、耙和耘(用带牙的耕田机)。小规模的园艺及农艺,比如粮食自给或小企业生产,倾向于使用小规模方法,而大中型农业生产则倾向于使用大规模方法。
较深、较彻底的被归类为初耕;而较浅的,并且有时会选择部分区域进行耕作的,则为复耕。初耕,例如犁地,倾向于制造高低不平的地表,而复耕则倾向于制造较平整的地表,例如,很多作物要求良好的苗床。拓荒和旋耕往往将初耕和复耕结合在一起。
耕作的历史
耕作最初是靠人力进行的,有时还涉及到奴隶。也会使用有蹄类动物通过践踏的方式来犁地。后来发明了木制的犁。它可以靠人来拉动,或者靠骡、牛、象或类似的强壮动物。马通常并不合适,除了个别品种如克莱兹代尔马是被作为役畜来饲养的。钢制犁的出现使得美国中西部得以开垦农业,那里是艰苦的大草原,草和岩石都会造成麻烦。二十世纪刚一开始,拖拉机便进入农业生产领域,并最终使现代化大规模农业生产成为可能。
初耕和复耕
初耕通常在上次收割后进行,那时土壤还比较湿,足以犁地,而且容易牵引。某些土壤类型可以干犁。初耕的目的是获得合理的软土深度,纳入作物残留物,杀灭杂草,以及使土壤透气。复耕包含所有后续耕作,它是为了纳入化肥,将土壤降低至更好的耕层,平整表面,或控制杂草。[1]
少耕
少耕[注 1]会留下15~30%的作物残留物覆盖在土壤上,或者在严重侵蚀时期使用550~1100公斤/公顷(500~1000磅/英亩)的小谷物残留物。这可能需要使用凿子犁,土地耕耘机,或者其它工具。
集约耕作
集约耕作[注 1]留下少于15%的作物残留物作为覆盖物,或者少于550公斤/公顷(500磅/英亩)的小谷物残留物。这种耕作类型通常被称为常规耕作,但由于保护耕作现在比集约耕作应用得更广泛(美国),[2][3]所以把这种耕称作常规,实际上往往并不恰当。集约耕作往往涉及多种操作,使用的器具包括犁板、盘和/或凿犁。然后用耖、滚篮进行整理,刀具可用于准备苗床。还有许多变化。
保护耕作
保护耕作[注 1]留下至少30%的作物残留物在土壤表面,或者在严重土壤侵蚀时期,留下至少1,100公斤/公顷(1,000磅/英亩)的小谷物残留物在表面上。这会减缓水的运动,从而降低土壤侵蚀量。此外,保护耕作被发现对捕食性节肢动物有好处,这可以加强病虫害的控制。[4]保护耕作还有利于农民降低燃料消耗和土壤板结。通过减少农民穿过田地的次数,农民可以大幅度节省燃料和劳动。自1997年以来,在大多数年份中,保护耕作在美国耕地中的使用都超过了集约耕作或少耕。
然而,由于减少了黑暗的泥土曝露给春天温暖的阳光的机会,保护耕作延迟了温暖土壤的时间,因此也延迟了第二年春天种植玉米作物的时间。[5]
- 免耕——从不使用犁、盘等。目标是100%的地面覆盖。
- 条耕——耕作窄条,以便种植种子,留下行间的土壤不耕作。[6]
- 覆盖免耕
- 转耕——每两年耕耘一次土壤,或者更少(每隔一年或每三年,等等。)[6]
- 脊耕作
间耕
间耕是深耕的一种变化形式,它只耕作其中的一些窄条,而窄条之间的土壤则保持不耕作。这种耕作方式有助于减少土壤压实问题,并改善内部土壤排水。[7]间耕的设计目的是,只直接破碎栽培农作物的行正下方的窄条的土壤。免耕依赖于上年的作物残留来保护土壤,并帮助保持土壤的温暖和北方气候下的作物生长。相比之下,间耕借助约5英寸宽的窄条打破犁底层,同时帮助土壤变暖和准备苗床。[8]如果与使用覆盖作物相结合,间耕有助于减少有机物流失,抑制土壤恶化,改善土壤排水,增强土壤对水和养分的保持能力,并能让必要的土壤有机体得以生存。
在美国,它被成功地应用于中西部和西部地区的农场已超过40年,目前有超过36%的农田仍在使用。[9]目前仍在实践间耕的具体的州有宾夕法尼亚、康涅狄格、明尼苏达、印第安纳、威斯康星和伊利诺伊。
不幸的是,在美国北部玉米带各州所产生的结果并不一致;不过,深耕仍然存在吸引力。[10]在排水不畅的区域,深耕可以被用来替代安装更昂贵的瓦管排水。[11]
耕作的影响
正面影响
- 为顶层土壤松土和曝气,这有利于种植农作物。[12]
- 有助于将收割残留物、有机物(腐殖质)和营养物均匀地混合入土壤。[12]
- 机械地除掉杂草。[12]
- 在播种前干燥土壤(在潮湿气候中,耕作有助于保持土壤干燥)。[12]
- 秋季耕作,有助于暴露土壤碎屑,度过冬季的上冻和解冻,这有利于为春种形成较平整的地表。[12]
负面影响
- 播种前使得土壤干燥。[12]
- 土壤失去了很多养分,象氮和肥料,以及它的储水能力。[12][注 2]
- 降低土壤的水渗透率(导致更多的径流和侵蚀[12][13],由于土壤吸收水分的速度较之前慢)。[注 3]
- 导致土壤颗粒的粘结力下降,从而诱发侵蚀。
- 化学成分流失。[12][注 3]
- 减少了土壤中的有机物。[12][注 4]
- 减少了微生物、蚯蚓、蚂蚁等。[14]
- 破坏了土壤的聚集。[12][14]
- 压实土壤。[12][14][注 2][注 3]
- 富营养化(养分流入水体)。[注 3]
- 留下来的残余物会吸引蛞蝓、切根虫、粘虫和其它害虫。[15]
- 作物疾病可以潜伏在表面残留物中。[15]
综合意见
- 器具的类型会造成很大差异,虽然其它因素也会有影响。[16]
- 在绝对黑暗中耕作(夜耕)可以使之后杂草的发芽率降低一半。对于打破某些杂草种子的休眠来说,光是必需的。因此,耕种时暴露在阳光下的种子越少,发芽的就越少。这将有助于在除草时减少对除草剂的需求。[17]
- 当使用某些耕作器具(圆盘犁和錾式犁)提高速度是,会导致更密集的耕作(即土壤表面的残留物更少)。
- 增加盘的角度会导致残留物被埋得更深。增加它们的凹度会使它们更给力。
- 錾式犁可以带长钉或扫帚。长钉更给力。
- 可以用残留物百分比来比较耕作系统的优劣,因为作物残留物的量能反映由于侵蚀造成的土壤流失。[16][18]
定义
初耕的作用是松土并混入肥料和/或种植物料,耕完后土壤质地很粗糙。
复耕会使土壤更精细,有时候还会形成垄,及备好苗床。它还能在整个生长季,直至作物成熟期间控制杂草,除非除草已经被少耕或免耕方法所替代,如除草剂。
- 苗床的准备可以使用耖(其中包括许多种类)、穴播机、锄、铲、旋耕机、深耕犁、成垄耕机(ridge- or bed-forming tiller)、磙或耕耘机。
- 除草是通过耕作来实现的,通常使用耕耘机或锄。它们翻动作物周围的几厘米表层土壤,但尽量减少对作物本身的影响。耕耘能除杂草,其机制有二:除根及掩埋它们的叶子(切断它们的光合作用),或者两者的结合。除草既能防止杂草与农作物争夺水和阳光,又能防止杂草成熟、播种,从而降低日后杂草的入侵。
替代耕作
现代农业科学已经极大地减少了耕作的使用。农作物在多年没有任何耕作的情况下也可以正常生长,新的技术包括使用除草剂来控制杂草,改良作物品种来适应压实的土壤,以及发明新的机器来播种或熏蒸土壤而并不真正地挖掘土壤。这种做法叫做免耕农业,它可以降低成本,同时通过减少土壤侵蚀和柴油的使用来减少对环境的改变。
林地的场地准备
场地准备是为播种或种植作准备,而在场地应用的任何处理方法。其目的是通过选择方法,来促进场地的再生。场地准备可以被设计,以单独或以任意组合来实现:通过减少或重新安排动线来改进通路,以及改善不利的林地、土壤、植被、或其它生物因素。场地准备的目的是改善一项或多项约束,否则它们可能会阻碍管理目标。McKinnon et al. (2002)准备了一份有价值的书单,其内容涵盖了土壤温度的影响,以及高山和北方针叶林树种的场地准备。[19]
场地准备是在森林地区再生之前要完成的工作。又是也会用燃烧来进行场地准备。
参见
注释
参考文献
- ^ Types of tillage [耕作类型]. Knowledge Bank. [2019-02-24]. (原始内容存档于2021-02-25) (英语).
- ^ CONSERVATION TILLAGE IN THE UNITED STATES: AN OVERVIEW [美国的保护耕作:概述]. okstate.edu. 内布拉斯加大学林肯分校农业与自然资源学院. [2013-07-08]. (原始内容存档于2011-01-04) (英语).
- ^ National Crop Residue Management (CRM) Survey Summary (various years) [国家作物残留物管理(CRM)调查摘要(多年)]. ctic.purdue.edu. 保护技术信息中心. [2018-07-11]. (原始内容存档于2018-07-14) (英语).
- ^ Tamburini, G.; De Simone, S.; Sigura, M.; Boscutti, F.; Marini, L.; Kleijn, D. Conservation tillage mitigates the negative effect of landscape simplification on biological control [保护耕作减轻生物控制景观简化的负面影响]. J Appl Ecol. 2016: 233–241. doi:10.1111/1365-2664.12544 (英语).
- ^ Strip Till for Field Crop Production [田间作物生产的条耕]. Ag.ndsu.edu. 2012-11-14 [2012-12-20]. (原始内容存档于2011-04-05) (英语).
- ^ 6.0 6.1 Best Management Practices for Conservation/Reduced Tillage [保护耕作/少耕的最佳管理实践] (PDF). Texas Cooperative Extension, The Texas A&M University System. (原始内容 (PDF)存档于2014-08-10) (英语).
- ^ Deep Zone Tillage [深间耕]. 马萨诸塞大学阿默斯特分校. 2012 [2018-07-11]. (原始内容存档于2015-01-12) (英语).Vegetable Program[蔬菜项目]
- ^ Evaluation of Zone Tillage for Corn Production [对谷物生产间耕的评估]. 宾夕法尼亚州立大学. 2002 [2013-08-03]. (原始内容存档于2013-05-13) (英语).
- ^ Boucher, J. Soil Health and Deep-Zone Tillage [土壤健康与深间耕]. 康涅狄格大学. 2008 [2013-08-03]. (原始内容存档于2013-05-22) (英语).
- ^ Fall Zone Tillage Conserves Soil, Yields Well [秋季间耕对土壤保持效果良好]. 1999 [2018-07-11]. (原始内容存档于2014-05-20) (英语).
- ^ DeJong-Hughes, J.; Johnson, J. Plant Management Network [植物管理网络]. 马萨诸塞大学阿默斯特分校. 2009 [2018-07-11]. (原始内容存档于2012-10-21) (英语).
- ^ 12.00 12.01 12.02 12.03 12.04 12.05 12.06 12.07 12.08 12.09 12.10 12.11 Ray Hilborn. Soils in Agriculture [农业中的土壤]. 华盛顿大学. [2013-08-28]. (原始内容 (PPT)存档于2015-01-12) (英语).
- ^ Gebhardt_et_al. 1985
- ^ 14.0 14.1 14.2 Soil Compaction and Conservation Tillage [土壤压实与保护性耕作]. Conservation Tillage Series. 宾州农业科学大学 - Cooperative Extension. [2011-03-26]. (原始内容存档于2017-08-03) (英语).
- ^ 15.0 15.1 Dr. Tarlok Singh Sahota CCA. Alternative tillage systems to save time and fuel* [替代耕作系统与节约时间和燃料*] (PDF). 2008年9月 [2018-06-20]. (原始内容存档 (PDF)于2021-04-28) (英语).
- ^ 16.0 16.1 Conservation Tillage and Residue Management to Reduce Soil Erosion [保护性耕作和残留物管理可以减少土壤侵蚀]. 密苏里大学: Extension. [2018-07-11]. (原始内容存档于2009-03-10) (英语).
- ^ Nightmare in Tilling Fields - a Horror for Weed Pests [耕地中的噩梦 - 令杂草害虫恐惧]. Ars.usda.gov. [2012-07-05]. (原始内容存档于2015-01-12) (英语).
- ^ Mahdi Al-Kaisi. Methods for measuring crop residue [度量作物残留物的方法]. 艾奥瓦州立大学. 2002-05-13 [2012-12-28]. (原始内容存档于2017-07-26) (英语).
- ^ McKinnon, L.M.; Mitchell, A.K.; Vyse, A. The effects of soil temperature and site preparation on subalpine and boreal tree species: a bibliography [土壤温度的影响与高山和北方针叶林树种的场地准备:书单]. Nat. Resour., Can., Can. For. Serv., Victoria BC, Inf. Rep. BC-X-394. 2002: 29 (英语).
参考书目
- Cook, R.L.; McColly, H.F.; Robertson, S.L.; Hansen, C.M. Save Money - Water - Soil with Minimum Tillage [最小化耕作,省钱、省水、省土壤]. 东兰辛: 密歇根州立大学. 1958 (英语).Extension Bulletin 352. Cooperative Extension Service
- Sprague, Milton A.; Triplett, Glover B. No-tillage and surface-tillage agriculture : the tillage revolution [免耕和表面耕作农业:耕作革命]. 纽约: 约翰威立. 1986. ISBN 978-0-471-88410-1 (英语).
- Troeh, Frederick R.; Hobbs, J. Arthur; Donahue, Roy L. Soil and water conservation for productivity and environmental protection [生产力和环境保护中的水土保持] 第2版. 恩格尔伍德崖: 普林帝斯霍尔. 1991. ISBN 978-0-13-096807-4 (英语).
- Glossary of Soil Science Terms [土壤科学术语词汇表]. 麦迪逊: Soil Science of America[美国土壤科学]. 2009-09-28 [2009-09-28]. (原始内容存档于2021-04-14) (英语).
- No-Plow Farmers Save Our Soil [免耕,保护我们的土壤]. [2018-07-11]. (原始内容存档于2017-05-19) (英语).
- Agriculture Sustainable Farming [农业可持续耕作]. [2018-07-11]. (原始内容存档于2010-03-04) (英语).
- I will teach the world farming without oil [我将教会世界不使用燃油的耕作方式]. [2018-07-11]. (原始内容存档于2021-05-05) (英语).
- Manufacturer of Agricultural Zone Till Subsoiler with Photos [农业深间耕犁制造商及图片]. Unverferth Equipment. [2018-07-11]. (原始内容存档于2021-04-30) (英语).
扩展阅读
- Brady, Nyle C.; R.R. Weil. The nature and property of soils [土壤的性质] 13. 新泽西: 普林帝斯霍尔. 2002. ISBN 0-13-016763-0 (英语).
外部链接
- Illustrated Guide of Tilling and Weaving: Rural Life in China [耕织插图指南:中国的农村生活]. [2018-07-11]. (原始内容存档于2021-03-20) (英语).从1696年