耕作

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早雨后的耕作

耕作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。使用手工工具英语Hand tool进行人力耕作的方式包括英语Mattock。使用畜力机械的耕作方式包括英语Cultivator、滚(用表土镇压器英语Cultipacker或其它)、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英语Small business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英语Seedbed。拓荒和旋耕往往将初耕和复耕结合在一起。

耕作的历史[编辑]

用匈牙利灰牛耕地

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。它可以靠人来拉动,或者靠或类似的强壮动物。马通常并不合适,除了个别品种如克莱兹代尔英语Clydesdale是被作为役畜来饲养的。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[编辑]

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[编辑]

犁地

少耕[note 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[编辑]

集约耕作[note 1]留下少于15%的作物残留物英语Crop residue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英语Conventional tillage,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。然后用、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[编辑]

保护耕作[note 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]

  • 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[编辑]

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[编辑]

正面影响[编辑]

  • 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[编辑]

  • 播种前使得土壤干燥。[12]
  • 土壤失去了很多养分,象和肥料,以及它的储水能力。[12][note 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)。[note 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][note 3]
  • 减少了土壤中的有机物。[12][note 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][note 2][note 3]
  • 富营养化(养分流入水体)。[note 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[编辑]

  • 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,因为作物残留物英语Crop residue的量能反映由于侵蚀造成的土壤流失。[16][18]

定义[编辑]

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(其中包括许多种类)、穴播机英语Dibber旋耕机英语Rotary tiller深耕犁英语Subsoiler、成垄耕机(ridge- or bed-forming tiller)、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[编辑]

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英语No-till farming,它可以降低成本,同时通过减少土壤侵蚀柴油的使用来减少对环境的改变。

林地的场地准备[编辑]

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[编辑]

注释[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 每种耕作类型都可能会使用多种工具或机械,因此在提到耕作类型时可能会加上“系统”,如:少耕系统、集约耕作系统、保护耕作系统。
  2. ^ 2.0 2.1 参见间耕
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 参见护耕
  4. ^ 参见覆盖作物英语Cover crop

参考文献[编辑]

  1. ^ Types of tillage [耕作类型]. Knowledge Bank. [2019-02-24] (英语). 
  2. ^ 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] (英语). 
  3. ^ 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. 保护技术信息中心英语Conservation Technology Information Center (英语). 
  4. ^ 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). 
  5. ^ Strip Till for Field Crop Production [田间作物生产的条耕]. Ag.ndsu.edu. 2012-11-14 [2012-12-20] (英语). 
  6. ^ 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). 
  7. ^ Deep Zone Tillage [深间耕]. 马萨诸塞大学阿默斯特分校. 2012 (英语). Vegetable Program[蔬菜项目]
  8. ^ 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). 
  9. ^ 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). 
  10. ^ Fall Zone Tillage Conserves Soil, Yields Well [秋季间耕对土壤保持效果良好]. 1999 (英语). 
  11. ^ 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 (英语). 
  12. ^ 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] (PPT). 华盛顿大学. [2013-08-28] (英语). 
  13. ^ Gebhardt_et_al. 1985
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 Soil Compaction and Conservation Tillage [土壤压实与保护性耕作]. Conservation Tillage Series. 宾州农业科学大学英语Penn State College of Agricultural Sciences - Cooperative Extension. [2011-03-26] (英语). 
  15. ^ 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] (英语). 
  16. ^ 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 (英语). 
  17. ^ 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] (英语). 
  18. ^ 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] (英语). 
  19. ^ 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[编辑]

扩展阅读[编辑]

外部链接[编辑]