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美国是世界上采用免
耕栽培面积最大的国家，1999年为19．3X106hm2，其它的依次是巴西为11．2x
华中农业大学专业学位硕士学位论文
106hm2，阿根廷7．3×
106hm2，加拿大4．1×
106hm2，澳大利亚1．0×
106hm：
，巴拉
圭790000hm2。
巴拉圭1992年免耕栽培仅20
000hm2，到1999年发展到790000
hm2。
亚洲、非洲和东欧国家的免耕面积则难以统计（邹应斌，2004）。
粗略地统计，
全世界免耕面积约为45x106hi2，其中96％的免耕种植是在南美洲和北美洲。
美国
和加拿大占52％；
拉丁美洲占44％，澳大利亚占2％，其它国家占2％（王法宏等，2003）。
1．3我国免耕现状
我国农作物免耕栽培技术的发展亦可划分为三个阶段：
一是试验探索阶段（20
世纪70年代），最早由新疆阿克苏农垦六团开始试验研究，之后全国各地相继开展
试验研究探索。
二是试验示范阶段（20世纪80一90年代），通过反复试验与探索，
积累了大量资料，但因受限于免耕机具的缺陷和农民认识上的误区，推广速度较慢。
三是完善推广阶段（20世纪末至今），随着人们对生态环境的日益重视，农作物免
耕栽培技术迅速发展，并在水稻、小麦、玉米、油菜、大豆等主要农作物上得以广
泛应用，特别是粮食作物的免耕栽培在确保粮食安全、增加农民收入、提高环境质
量、保护自然资源等方面成效显著，越来越被人们所认识和接受，并在实践中得以
推广与应用（夏敬源，2006）。
初步统计，到2005年全国粮食作物免耕栽培面积
1600万hm2，约占全国粮食作物面积的15．4％，其中水稻300万hIIl2，玉米700万hIIl2，
小麦280万hm2，马铃薯48万hIIl2。
以水稻免耕抛秧为例，2003年全国推广应用省、
自治区达12个、面积45万hi2，2004年84．3万hi2，2005年160万hm2（范小建，
2007）。
1．4湖北小麦免耕发展现状
湖北省小麦免耕发展起步较晚，是最近几年才开始示范和推广起来的，但在各
级领导的支持和农技人员努力下，近几年湖北省小麦免耕发展速度十分迅速，特别
是2005年秋播期间，由于遭遇持续低温、阴雨、寡照天气，导致小麦不能适期播种，
农作物收获难、藤茬难、整地难、播种难，面对灾害性天气，为了不误农时，确保
秋播季节不错过、面积不减少、质量不降低，各级政府把小麦免耕作为一项重大抗
灾秋播措施来抓，据不完全统计，全省稻茬田小麦免耕面积达10万多亩，其中小麦
主产区枣阳市达3万多亩，曾都区达2万多亩，襄阳区达3万多亩，宜城市达0．2
万多亩，谷城0．2万多亩，南漳县l万多亩，老河口市3万多亩。
随着各级政府对
小麦免耕的高度重视，加大宣传力度，建立示范样板，使农民对免耕技术有了新的
6
认识，小麦免耕面积不断扩大。
2006年湖北省小麦免耕面积达20多万亩，2007年
达30多万亩，2008年小麦免耕面积仍在继续扩大，预计将扩大到40多万亩，每
年小麦免耕的面积都在以10万多亩的速度递增，小麦免耕在湖北省小麦生产中占据
着越来越重要的地位。
1．5免耕的作用与意义
1．5．1免耕的作用
随着人口的迅速增加和社会经济的快速发展，社会对农产品的需求量剧增，为
了满足社会需求，并追求利润的最大化，农民不得不加大对土壤的作业频率，努力
扩大复种指数，扩大灌溉面积，增加灌水次数，化肥、农药以及除草剂的施用量也
迅速增加（蔡派，2007）。
在农业化学品投入及灌水量不断增加的情况下，频繁的
耕作除了增加生产成本外，更为重要的是造成土壤结构的破坏和地力的下降及由于
水土流失而带来的严重的环境污染问题（高焕文，1999）。
同时，资源紧缺是我国
农业可持续发展的主要“瓶颈”，如何高效利用有限的资源是我们必须直面的重要
课题。
免耕栽培是保护性耕作的重要组成部分，具有节地、节水、节肥、节药、节
能、节材等特点，是实现水土资源高效利用的有效途径（张丽华等，2006）。
而且，
免耕栽培能有效简化农事活动的作业程序，减轻农民的作业强度，有利于农村富余
劳动力转移就业。
目前随着农业可持续发展战略的实施，农作物免耕栽培技术呈快
速发展之势。
1．5．2免耕的意义
1．5．2．1免耕栽培是提高粮食综合生产能力的重要途径
据中国农业大学研究表明，与传统耕作相比，免耕栽培粮食产量可增加5％一10％，
单位粮食生产总成本可以降低20％以上（袁家富，1996）。
免耕栽培不是粗放耕作，
也不是减产技术，更不是懒汉技术。
免耕栽培可以保证农作物大面积适时播栽，提
高播栽质量，实现早苗早发和壮苗壮株，抗御干旱、低温等灾害（董治宝等，1997），
特别是在中低产地区和茬口季节紧张地区，增产增效十分明显。
此外，免耕栽培与
秸秆还田相结合，还可以培肥地力，改善土壤理化性状，不断提高耕地质量。
据研
究，每亩还田400kg秸秆，相当于施尿素6kg、磷肥5kg和钾肥4kg（王淑平等，2003）。
连续9年的试验表明，免耕栽培和秸秆还田还可以增加土壤有机质含量0．03-0．06
个百分点（高云超等，1994）。
华中农业大学专业学位硕十学位论文
1．5．2．2免耕栽培是建立资源节约、环境友好型农业的重要举措
众所周知，资源约束是我国农业发展面临的一个基本矛盾。
如何充分利用有限
的光、热、水资源，有效减少资源消耗、保护环境是当前亟待研究和解决的重大课
题（王晓燕等，2000）。
免耕栽培是解决这一问题的重要措施。
一是节能。
免耕栽
培最直接的作用是减少机耕费用，降低能耗。
据农机部门测算，每亩稻田犁、耙、
旋耕要耗油10．5L，如果全国水稻70％实现机耕，每年要耗油近14亿L。
免耕栽培
在当前及今后世界石油等能源供需矛盾日趋紧张的形势下，有特别重要的意义。
二
是节水。
免耕栽培可以通过作物秸秆覆盖地表，减少水分无效蒸发，提高农田保水
蓄水能力，从而达到保墒增墒、节约用水的目的（蔡典雄等，1995）。
免耕还是当
前抗旱的重要措施，特别是水稻免耕栽培为减少水稻用水量提供了很好的途径（孟
春红和夏军，2004）。
三是节肥。
免耕可减少水土流失，加之秸秆还田，优化了土
壤结构，提高有机质含量，一般可减少化肥投入量10％左右（江泽普等，2002）。
1．5．2．3免耕栽培是发展现代农业的重要内容
免耕栽培是传统农业的继承和发展，是生物、化学、农业、机械等学科的集成
创新，使系统、严谨、标准、规范的技术体系，推广这项技术，要以高素质的劳动
者为基础，以现代经营管理为手段。
因此免耕栽培具有现代农业基本特征，是发展
现代农业的重要内容，加快推广有利于实现农业的专业化、商品化、社会化，实现
资源的科学开发和合理利用，实现农业的可持续发展（罗永藩，1991）。
1．5．2．4免耕栽培是统筹城乡发展、建设和谐农村的重要手段
随着城镇化、工业化进程不断加快，农村大量青壮年劳动力逐步转移到城市从
事非农产业，我国很多地区农村也出现劳动力短缺。
推广轻简栽培减少劳动投入，
降低劳动强度，提高生产效率，是我国农村经济发展新阶段的迫切要求，是农业持
续稳定发展的现实需要（任富平等，2006）。
免耕栽培通过简化农艺流程，实现了
生产技术轻型化、高效化。
一是有利于争取时间，缓和季节矛盾，有效解决抢收、
抢种的“双抢"
问题。
二是解决了长期以来劳动强度过大，以及农村劳动力转移带
来的劳动力不足的问题。
三是解放了农村劳动力；
有利于农村二、三产业的发展和
城镇化建设。
1．6免耕对土壤的影响
1．6．1免耕对土壤物理性状的影响
土壤免耕后最显著的变化就是土壤结构的变化。
常规耕作下，翻耕扰乱了土层结
构，土壤团聚体被粉碎，耕层内有机质矿质化速度加快，有机一无机一微生物复合体
含量下降，使得土粒间粘合力下降、水稳性团聚体减少（哈斯和陈渭南，1996）。
而
与之相反，免耕可以增加土壤水稳性团聚体含量或增强团聚体的稳定性，改善土壤孔
隙状况，减少大、中孔隙数量，增jJndq：
L隙数量，维持毛管孔隙度相对稳定（刘世平和
庄恒场，1998）。
也就是说随着土壤团聚体增加的同时也降低了土壤容重，容重是土
壤重要的物理性状，它影响到土壤的孔隙度与孔隙大小分配，以及土壤的穿透阻力，
进而影响到土壤水肥气热条件与作物根系在土壤中的穿插（贾彦宙等，2002）。
这
样就有利于土壤水分和土壤空气的消长平衡，增大土壤对环境水、热变化的缓冲能
力。
为植物、微生物的生命活动创造良好的环境（王兴祥等，1999）。
另外，免耕还
可以增加土壤的渗水力，防止土壤板结（赵燮京和吴萧，2003）：
有利于维护和发展
自然土壤的结构和空隙的有序分布（赵聚宝，1996），使土壤在时间和空间上具有
相对的稳定性，减少了对土壤的扰动，可以保持和改善土壤结构等特点（田慧等，
2006）。
1．6．2免耕对土壤化学状况的影响
土壤团聚体被认为是土壤养分“贮藏库"
，它的数量增加，标志着土壤供储养分
能力增强（吴金水等，2003）。
同时，土壤团聚体中的碳、氮含量则代表了土壤有机
质含量水平，其数值反映了土壤肥力高低，是土壤肥力指标之一（常旭虹，2004）。
土壤团聚体作为土壤结构的基本单元，团聚体数量的增多意味着生态位增大，对植物
生长的限制减弱。
用传统的方法耕作时土壤受到耕作的扰动，改变了分解作用的条件，
加快了土壤呼吸速率，从而导致土壤有机质的下降（何振立，1994）。
免耕减少了耕
作对土壤团聚体的破坏，使得土壤团聚体在数量上有了明显的增加并具有更好的稳
定性，避免了土壤团聚体内部有机质的分解，从而加强了土壤团聚体对有机质的吸附
力，使土壤中有机质与氧气接触的几率大大降低，减少了土壤有机质的流失，这使团
聚体上保持的有机质维持稳定的矿化势，使土壤得以持续不断地为植物供应养分（巩
杰等，2002）。
很多研究表明，免耕后的团聚体中氮、碳含量也有明显的增加，尤其
在表土层（李倩等，2005）。
总之，少免耕可以显著改善土壤化学性状，使土壤有机
9
华中农业人学专业学位硕士学位论文
碳显著提高。
另外，随着施肥量与施肥时期的不同，对土壤速效氮磷钾影响效果也不
一样，这可能是由于作物对肥料的利用有阶段性不同的原因（徐阳春等，2002）。
1．7免耕的缺陷
传统耕作制度下，耕翻和清除残茬是收获后是防治病虫害消灭杂草的最有效手
段，据有关报道，连续免耕三四年后，引起的病虫害和杂草较多，尤其是地下害虫如：
金针虫，地老虎和蛴螬等更为严重。
同时秸秆覆盖农田地表残留较多的残茬和秸秆，
为某些农田害虫和植物病原体提供了寄居和栖息场所。
美国及加拿大的资料证明，
免耕往往由于残茬覆盖地面致使春季土温低，土壤水分、通气性和温度等变化也都
对病虫活动会产生影响（张桂娟等，2004）。
因此，病虫害防治工作也就显的尤为重
要。
一般来说，免耕与少耕为控制杂草和病虫害而需要大量施用农药和除草剂。
施用
农药和除草剂后问题就是易引起负面效应，影响土壤微生物和酶活性，严重的还会造
成农药污染。
例如，在使用除草剂时，免耕或少耕处理往往由于在多雨年份土壤湿度
过大，或在干旱半干旱地区土壤过干等原因致使除草剂不能奏效，造成田间杂草滋生，
影响作物产量。
再者，农药和除草剂在土壤中的残留和转化机制以及生态防除措施
等还需要深入探讨。
1．8目前免耕技术应用状况
在各级农业行政、科研、推广等多部门、多学科的相互协作下，我国粮食作物
免耕栽培技术不断发展，主要有三类模式。
1。
8．1水田连作免耕栽培
水田连作免耕栽培是我国南方双季稻区水稻免耕栽培技术的主要模式，种植制
度以稻一稻连作为主，主要适宜稻区包括福建、广东、广西、海南、江西、湖南、
浙江、安徽、湖北等地（邹应斌，2003）。
目前，水稻免耕栽培技术主要有免耕抛（摆）
秧和免耕直播两种。
～是水稻免耕抛秧。
水稻免耕抛秧是指在收获上一季作物后未经任何翻耕犁耙
的稻田。
先使用除草剂灭除杂草和落粒谷幼苗，摧枯稻桩或绿肥作物后，灌水并施
肥沤田，待水层自然落干或排浅水后，将秧苗抛栽到大田的一项水稻栽培技术（吴
洁远和黄示瑜，2004）。
与常规抛秧相比，水稻免耕抛秧每公顷节水750—900m2，
节肥、节药各10％左右，省工75个、省犁耙田成本75卜1200元，扣除除草剂和
10
喷药成本225—375元，每公顷节本增收750—1500元。
2005年全国水稻免耕抛秧
面积160万hITl2。
二是水稻免耕直播。
水稻免耕直播是指在收获一季作物后未经任何翻耕犁耙的
稻田，先使用除草剂灭除杂草和落粒谷幼苗、催枯稻桩，再灌深水晒田，待水层自
然落干，施基肥后将已催芽露白的水稻种子直接播到大田的一项水稻栽培技术（梁
文伟等，2003）。
该技术具有免翻耕、省秧田、省工节本、简便易行、劳动生产率
高、保护生态、高产高效等优点。
与常规栽培技术相比（刘军等，2002）。
水稻免
耕直播每公顷省工15—45个、减少投人75—1125元、增收1200一1800元。
目
前，该项技术主要在江苏、安徽等地推广，已形成双季早稻免耕直播、油菜茬中稻
免耕直播、水稻少耕分厢撒播等技术模式。
全国常年水稻免耕直播面积100万hIIl2。
1．8．2水旱轮作免耕栽培
水早轮作免耕栽培种植制度形式多样。
就粮食作物而言主要有稻一麦和稻一薯
免耕栽培两种。
一是稻一麦轮作免耕栽培。
稻一麦轮作免耕栽培是指在水稻生育后期套播小麦
或在水稻收获后免耕播种小麦，以及在小麦收获后免耕抛秧或移栽水稻或直播稻种
的一种栽培技术（黄绍民和莫海玲，2002）。
目前，稻一麦轮作地区有水稻、小麦
中的一季免耕或两季都免耕栽培等技术模式。
该模式适宜于长江流域及江淮、西南
等地，主要包括上海、江苏、安徽、湖北、四川、重庆、云南、贵州等省、直辖市。
目前，该模式推广面积340万hm2。
二是稻一薯轮作免耕栽培。
稻一薯轮作免耕栽培是将种薯直接摆放在稻茬田或
麦秸的地面上，盖上8—10cm厚的秸秆，马铃薯即可正常生长，且拨开稻草即可收
获（覃森和冯勇，2002）。
该模式适宜于南方双季稻区的冬闲田和长江流域部分地
区的稻茬田，主要包括广西、广东、浙江、江苏、四川、湖北、湖南等省、自治区。
目前，该技术已在广西、四川、浙江、湖南等地大面积应用。
2005年全国推广面积
48万hIn2。
1．8．3旱地连作免耕栽培
早地连作免耕栽培是我国北方地区的主要栽培模式，其中黄淮海地区一年两熟
区以小麦一玉米（大豆）等为主，东北～年一熟区以玉米一玉米（大豆）等为主。
一是麦一玉（豆）免耕栽培。
麦一玉（豆）免耕栽培是指黄淮海小麦、玉米（大豆）
轮作区在麦茬免耕播种玉米（大豆）的栽培模式。
该模式适宜于黄淮海小麦、玉米（大
豆）一年两熟区（许迪等，2000）。
主要包括北京、天津、河北、河南、山东、山西
中南部、安徽北部、江苏北部等地。
目前。
麦一玉免耕栽培面积535万hm2，麦一
豆免耕栽培面积263万hm2（晋凡生和张宝林，2000）。
二是玉一玉（豆）免耕栽培。
玉一玉（豆）免耕栽培是指北方一年一熟地区玉米隔
年连作免耕栽培或玉米、大豆隔年轮作免耕栽培的技术模式（陈素英等，2002）。
该模式主要适宜于黑龙江、吉林、辽宁及内蒙古中部、河北北部、山西北部等一年
一熟区。
该地区大部分属半湿润中温带。
此外，该模式也适宜于南方玉米一年多熟
区。
主要包括广西、四川、湖南、江苏等丘陵早地区。
目前，该模式推广面积80万
1．9本研究的目的意义
小麦是湖北主要的粮食作物之一，小麦播种面积和总产量在全省的粮食作物中
仅次于水稻而居第二位，商品率达到48．3％，居各大粮食作物之首，发展小麦生产
是湖北省发展粮食生产，确保粮食安全的一项重要措施。
免耕栽培是保护性耕作的‘
重要组成部分，具有节地、节水、节肥、节药、节能、节材、简化农事活动的作业
程序、减轻农民的作业强度等特点，是实现水土资源高效利用的有效途径，是实现
农业可持续发展战略的重要举措。
本研究期望在对湖北省小麦免耕技术发展现状以
及推广小麦免耕技术所存在问题调查分析的基础上，通过小麦免耕试验与示范，提
出湖北推广小麦免耕技术的综合措施。
12
2材料与方法
2．1试验地点与材料
试验设在湖北枣阳市环城办事处鲍庄村9组一试验基地，供试小麦品种为湖北
主导品种郑麦9023。
2．2试验设计
2．2．1免耕栽培和翻耕栽培的对比试验
试验于2006年10月一2007年5月进行。
试验共设2个处理，分别为免耕栽培（P）和
翻耕栽培（CK），三次重复，小区面积0．02亩（小区分布见表1）。
前茬水稻，土壤为
沙质壤土，肥力中等。
2．2．2播期、密度、氮肥使用时期、覆盖物有无对免耕小麦产量品质影
响的试验
试验于2007年11月一2008年5月进行。
供试土壤质地为黄壤，土壤肥力中等，较均
匀一致，前作水稻。
试验采用4因子2水平正交组合设计，设播期（B1=早播（10月
lO号），B2=正常播期（10月25号）），密度（Ml=14万／亩，M2=18万／亩）、氮肥使用
时期（N1=不后移（氮肥的70％用作基肥，30％于分蘖期施入），N2=后移氮肥的70％
用作基肥，15％于分蘖期施入，15％于拔节期施入，）、覆盖物有无（F1=有，F2=无，）、
供试肥料分别为尿素（含纯N46％）、过磷酸钙（含P205为16％）、氯化钾（含K20
为60％），小区面积0．02亩（小区分布见表2）。
表2：
田间小区布局表
Table2：
Layout
ofFieldtrials
2．3田间管理
对比试验播期定于10月23日，免耕播种前每个小区用克瑞踪4ml均匀喷雾杀除杂
草，底肥施复合I]EO．5公斤，尿素0．2公斤，播后盖草3公斤；
翻耕对照每个小区按习
惯方式翻耕，一犁两耙，底肥施碳铵1公斤，复合HEO．4公斤，两种处理均采取条播
方式，播种量均为每小区0．2公斤；
11月20日化学除草一次，追施分蘖肥每小区0．15
公斤，拔节肥每小区0．15公斤，3月中旬防纹枯病，4,q上旬防赤霉病各一次。
正交
组合设计试验田间管理同于一般育种田。
2．4测定项目及方法
分别调查小麦生育期间的主要特征特性，以及小麦的主要经济性状。
收获后各小
区的籽粒单独测产，采用1241型谷物品质分析仪测定籽粒蛋白质含量。
14
3结果与分析
3．1免耕栽培和翻耕栽培的效果比较
3．1．1产量表现
试验结果表明：
免耕小麦比对照增产，每亩增产17公斤，增4．5％。
免耕小麦
增产的主要原因是有效穗多，比对照多1．8万穗，而穗粒数和千粒重则呈减少趋势，
穗粒数比对照少0．4粒，干粒重比对照少0．2克。
分析其有效穗多的主要原因是免
耕小麦播种在地表，分蘖节位于地上，在水肥气热四要素协调状况下发生分蘖早，
低位蘖多，成穗率高。
穗粒数和千粒重减少的主要原因是在同等施肥水平和施肥方
法下，免耕小麦吸收能力不如对照强，阶段需肥的要求比对照高，尤其在生育的中
后期，随着根系吸收功能的衰弱，易出现脱肥早衰，因而影响粒数和粒重。
同时，
影响粒重的另一个原因就是免耕小麦根系部分暴露地表，对5月中旬高温感应敏感，
根系活力减弱，加速了籽粒高温逼熟。
（表3）
3．1．2苗情动态
免耕小麦与对照相比，冬前生长发育快，分蘖发生早，叶色浓
绿，叶片宽厚，个体较壮，群体较足。
越冬期由于温度降低，免耕小麦播种在地表，
抗寒耐寒性较弱，生长发育较对照缓慢，叶色淡黄，立春时群体较对照少。
但最终
单株成穗数较对照多，成穗率较高。
冬至时调查，免耕小麦每亩茎蘖苗比对照多5．3
万苗，单株分蘖较对照多0．2个，苗高比对照矮2cm，根茎比对照短1．3cm，百株鲜
重比对照重32克；
立春时调查，免耕小麦每亩茎蘖苗比对照少4．1万苗，单株分蘖
较对照少0．2个，苗高比对照矮5．3cm，百株鲜重比对照少19克。
成熟时免耕小麦
单株成穗比对照多0．1个，成穗率高10％。
（表4）
15
表4：
小麦免耕栽培与翻耕栽培的苗情动态
Table4：
The
young
plant’Sdevelopment
ofthewheat
no-tillage
cultivationand
the
plowing
cultivation
表中的数值为二个重复的平均值，+示5％显著水平。
3．1．3生育进程
免耕小麦的全生育期207天，比对照长2天，在整个生育进程中，以拔节为临
界期，此前的营养生长时期发育较快，此后的生殖生长时期发育较缓。
（表5）
表5：
小麦免耕栽培与翻耕栽培下物侯期调查情况
Table5：
investigation
stateof
phonologicalphenomenon
underthewheat
cultivationandthe
表中的数值为三个重复的平均值，宰示5％显著水平。
3．1．4综合效益比较
免耕小麦与对照相比，简化了生产工序，减轻了劳动强度，每
亩节省用工1．5个，节省机耕费60元，增产15公斤，每亩节本增产增收137元。
同时，免耕
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