知识拓展美国可持续发展农业的技术

1/3知识拓展：美国可持续发展农业的技术自20世纪60年代以来，美国基本实现以机械化、化学化、水利化、良种化为特点的常规现代化农业并获得成功之后，针对常规农业出现的成本过高、补贴加重、能源消耗、资源破坏等一系列问题，美国在世界上率先倡导了“有机农业”、“生态农业”，此类农业的共同之处就是反对在农场施用化肥、农药，强调生态环境保护第一，试图用绿肥秸秆替代化肥，用天敌、轮作替代化学防治，用少耕免耕替代翻耕等。但由于有机农业会造成玉米、小麦等农作物的减产，其价格也比常规农业产品高出约40％一50％，带来的实际利润很少。有机农业和生态农业的市场前景并不光明，为此，在20世纪80年代初，美国和一些发达的西方国家便提出了可持续农业的理念。为保证可持续农作制度在美国推行，采用了以下几个方面的关键技术：作物轮作、休耕、残茬覆盖少免耕法、覆盖作物扦入轮作、病虫害综合防治、农牧结合、农艺农机结合、网络化技术与精确农业技术等，实行保护性耕作。保护性耕作是相对于传统翻耕的一种新型耕作技术。保护性耕作包括一系列的土壤耕作方式，该耕作技术是让秸秆残茬(作物残留物)覆盖地表，极大限度地降低水和风对土壤侵蚀的影响。从作物的收获到种植，除了土壤的营养改良外，对土壤不进行任何翻动，并主要用除草剂、有限制的耕作来控制杂草，在可持续发展的体系下，仅使用覆盖作物来控制杂草的一种耕作技术。保护性耕作的类型主要有免耕、带耕、条耕(Strip-till)、垄耕(Ridge-till)、留槎耕作(Mulch-till)、少耕(Reduced-ti11)、轮作(RotationalTillage)等。(1)免耕。传统耕作方式不断破坏表土层，将土壤覆盖物埋藏土中，破坏了土壤结构。下雨时可造成土壤流失，还可能造成土壤板结，影响产量。这种耕作方式对农业产量、农业的可持续性生产和环境的负面影响越来越为人熟知。为解决这一问题，免耕法应运而生。今天，世界范围内至少有6400万公顷农田正在实施免耕。2001年美国实行免耕的面积达到2100多万公顷。免耕的益处主要有节省能源、减少机械损耗；改良土壤，增加土壤有机质以及增加土壤贮水性、改善土壤水分有效性；保护土壤，减少侵蚀；增加生物多样性；改善空气质量；省工省时，增加收人。(2)作物轮作。2/3作物轮作是美国农业可持续发展的一项重要内容。作物轮作有利于控制病虫害的发生，如由大豆改种玉米后，大豆田中的线虫病害就不会在玉米田发生；作物轮作也有利于轮换使用化学除草剂，防止杂草对除草剂产生抗性，从而阻止杂草的滋生。此外，作物轮作给土壤重建和保护其肥力提供了机会。因此作物轮作不仅减少了农药、杀虫剂等化学品的使用，而且改善了土壤的肥力，提高了作物的产量，从而促进了农业的可持续发展。在以种植农作物为主的家庭农场实行的轮作方式主要有两种：一种是2年玉米→大麦(套播牧草)→种植3至4年牧草→玉米；另一种是1～2年玉米→2年大豆→小麦。此外还有小麦一棉花轮种，牧草一棉花轮作等多种方式。(3)休耕。近年来由于常规农作制度的经济效益受到国际市场价格低下的影响，种植大田作物收益微薄，为了维持农场的经济持续性，美国政府制定休耕补贴政策，鼓励、引导农场采用休耕方式以降低生产成本。政府提供的休耕补贴因地区、土地性质不同而不同，对于休耕l0～15年的土地，政府提供全部资助用于种植树木和花草，以达到保护环境的目的。(4)残茬覆盖少耕法。这是一项在美国已有20余年的技术，至今仍然占免耕农田的主导地位，主要是将小麦、大豆、花生等作物秸秆采用机械化的秸秆粉碎还田技术和高留茬收割技术等直接归还农田，并采用专用的6行或4行大中型免耕播种。大量试验表明，这种方式可以明显减少化肥用量，增加土壤有机质，保持水分，防除杂草。目前美国约有70％的农田采用这种技术。(5)覆盖作物扦人轮作。该法主要在美国东部温带湿润地区试行，以豆科绿肥、豆科作物、饲草作物(如饲用小麦、饲用黑麦、饲用燕麦等)为主，并设计开展了各种不同的覆盖作物与小麦、玉米、棉花、马铃薯的轮作体系。覆盖作物一般在5—9月份以外的季节种植，越冬后直接用作覆盖绿肥还田(相当于每公顷归还干物质2000千克左右)，并采用专用的免耕穴孔播种机械播种番茄、大豆等经济作物。据试验，在基本不用氮肥的情况下．产量可提高30％一40％，但需要使用除草剂。目前全3/3美约有5％的农场开始试验这项技术，主要问题是现有的播种、耕种等机具不适应这种技术以及农场主的认识不足。(6)病虫害综合防治。以减少化学农药，提高防治效果为目的，采用生物覆盖、轮作倒茬、发展适宜抵抗天敌的牧草、种子包衣处理、抗病虫品种等多种系统综合应用，达到减少农药保护环境的目的，目前在果树和蔬菜生产系统中得到较大发展。(7)农牧结合。在美国农牧结合是大部分大型农场的共同特征，从种植制度安排到生产、销售等各个方面都十分重视种植业与养殖系统的紧密联系，而且养殖业规模决定着种植业结构的调整，养殖业与种植业之间在饲草、饲料、肥料三个物质经济体系中形成相互促进、相互协调的关系，养殖场的动物粪便通过输送管道或直接干燥固化成有机肥归还农田，既防止环境污染又提高了土壤的肥力。