耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素，在保障糧食安全、促進(jìn)農(nóng)民增收方面發(fā)揮著重要作用。運(yùn)用法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等手段和措施對耕地的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行保護(hù)，既是耕地保護(hù)的主要內(nèi)容，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。然而，過度的人類活動改變了耕地生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步引起耕地質(zhì)量下降，使耕地系統(tǒng)安全面臨嚴(yán)重威脅。國家高度重視耕地保護(hù)，要求實(shí)行最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，確保國家糧食安全。

保護(hù)性耕作是一項(xiàng)可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)，以少免耕和作物殘茬覆蓋地表為主體，體現(xiàn)了如下基本原則：① 最小土壤擾動，即在滿足農(nóng)事作業(yè)的前提下，盡量減少機(jī)械對土壤的擾動，如通過少免耕播種在未翻耕的土壤中進(jìn)行播種并免耕除草，可以減少徑流和土壤侵蝕；② 永久性的地表殘茬覆蓋，通過將收獲后的秸稈、根茬等作物殘茬覆蓋在地表來實(shí)現(xiàn)，地表覆蓋物能夠減少徑流，緩解土壤侵蝕，增加土壤養(yǎng)分、土壤微生物活性和土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；③ 種植作物多樣化，通過作物輪作來實(shí)現(xiàn)，有助于保持根系形態(tài)、根系組成的多樣性。在此基礎(chǔ)上，整合可持續(xù)機(jī)械化作業(yè)、病蟲害管理、水肥管理等技術(shù)，即形成可持續(xù)保護(hù)性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。保護(hù)性耕作可以緩解土壤因風(fēng)蝕、水蝕造成的水土流失，通過秸稈覆蓋增加土壤肥力，發(fā)揮保墑抗旱、節(jié)本增效等效能；降低地表風(fēng)速30%~70%，增加土壤體積含水率20%以上，提高水分利用效率5%以上，增加土壤有機(jī)質(zhì)10%以上。連續(xù)16年的保護(hù)性耕作定位試驗(yàn)表明，保護(hù)性耕作與翻耕相比增加土壤表層的有機(jī)碳積累約32.59%。

保護(hù)性耕作技術(shù)在耕地保護(hù)中發(fā)揮著重要作用，2007年被美國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會評為改變世界的十大農(nóng)業(yè)和生物工程成就之一。經(jīng)過30多年的系統(tǒng)研究，我國保護(hù)性耕作在技術(shù)研究與推廣方面取得了一系列成果，技術(shù)模式、機(jī)具、運(yùn)行機(jī)制等基本成熟。然而，保護(hù)性耕作是對傳統(tǒng)耕作制度進(jìn)行的較大變革，應(yīng)用實(shí)施具有長期性，加之地域條件差異大、種植模式多、區(qū)域之間發(fā)展不平衡，制約了當(dāng)前的全面發(fā)展水平。在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向大規(guī)模、高效率、智能化發(fā)展的背景下，保持連續(xù)穩(wěn)定發(fā)展是新時期保護(hù)性耕作面臨的迫切挑戰(zhàn)。為此，本文圍繞保護(hù)性耕作，分析發(fā)展歷程、梳理發(fā)展現(xiàn)狀、剖析主要因素，進(jìn)而提出政策建議，以期促進(jìn)技術(shù)示范與應(yīng)用推廣，完善技術(shù)創(chuàng)新和保障體系。

我國系統(tǒng)研究保護(hù)性耕作技術(shù)始于20世紀(jì)90年代初，主要在黃土高原一年一熟區(qū)開展應(yīng)用，以抗旱增收、減少水土流失、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，重在開展農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的綜合性試驗(yàn)。立足地塊小、拖拉機(jī)動力小、經(jīng)濟(jì)購買力弱等國情，逐步開展了適合旱作區(qū)的小型保護(hù)性耕作機(jī)具研究。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，保護(hù)性耕作逐漸向華北一年兩熟區(qū)、東北黑土區(qū)延伸，實(shí)施面積超過9.79×10⁶ hm²；我國已是亞洲保護(hù)性耕作應(yīng)用面積最大的國家。從30年的發(fā)展歷程看，保護(hù)性耕作在耕地保護(hù)與經(jīng)濟(jì)效益方面取得良好成效，在技術(shù)與機(jī)具研發(fā)、示范推廣與能力建設(shè)、黑土地保護(hù)等方面取得了眾多突破。

（一）保護(hù)性耕作技術(shù)和機(jī)具研發(fā)

保護(hù)性耕作技術(shù)和機(jī)具研發(fā)與應(yīng)用推廣區(qū)域的實(shí)際情況相適應(yīng)。在水土流失嚴(yán)重、干旱缺水的黃土高原一年一熟區(qū)，主要針對國內(nèi)無“機(jī)”可用，而國外相關(guān)機(jī)具大、重、貴且不適合小農(nóng)戶的問題，開展適合旱作區(qū)的免耕播種機(jī)、深松機(jī)、淺松機(jī)等機(jī)具研發(fā)。在華北一年兩熟區(qū)，主要面向秋季玉米秸稈量大、含水率高、韌性強(qiáng)，機(jī)具作業(yè)困難等問題，研制玉米秸稈覆蓋條件下的系列小麥免耕播種機(jī)。在東北黑土區(qū)，考慮玉米免耕播種機(jī)作業(yè)速度提升后播種精度下降、種子破損嚴(yán)重的問題，開展玉米免耕高速精量播種機(jī)的研究。針對各個區(qū)域的關(guān)鍵機(jī)具類型，通過明確機(jī)理、攻關(guān)技術(shù)、研制裝備，為保護(hù)性耕作發(fā)展提供了裝備支撐。

在明確機(jī)理方面主要取得了以下進(jìn)展。解析了北方一熟區(qū)、兩熟區(qū)的秸稈在不同觸土部件作用下的受力、變形與運(yùn)動特性，探明了秸稈在開溝器狹窄通道的堵塞過程，揭示了秸稈處理機(jī)構(gòu)作用下的秸稈運(yùn)移分布特征，據(jù)此建立了秸稈力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型。探明了碎稈分布對各類耕作部件清秸、松土、種床構(gòu)建的影響機(jī)理，揭示了不同種床“水 ? 熱 ? 氣”聯(lián)動響應(yīng)機(jī)制，提出了秸稈覆蓋地“預(yù)制”帶狀清潔軟種床技術(shù)方案。闡明了復(fù)雜機(jī)械載荷特性下不同深度土壤的變形行為、失效方式、遷移規(guī)律，解析了觸土部件結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)動方式與土壤松緊度的定量表征關(guān)系，明晰了“機(jī) ? 稈 ? 土”耦合作用對播種質(zhì)量的影響機(jī)理。解析了排種器內(nèi)種子由“混沌無序”堆積到“均勻有序”單粒排出的動力學(xué)規(guī)律，明確了種子在種管內(nèi)碰撞、落入種溝后彈跳及滾動的運(yùn)動學(xué)特征。探明了播種過程中“排種、落種、定種”三階段種子運(yùn)動機(jī)理。

在攻關(guān)技術(shù)方面主要取得了以下進(jìn)展。發(fā)明了秸稈促流、清秸軟種床技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)具防堵。發(fā)展了仿形窄開溝、一溝雙行技術(shù)，解決了輕型機(jī)具免耕開溝入土難、復(fù)雜地表仿形難的問題，實(shí)現(xiàn)免耕仿形開溝。優(yōu)化了不同強(qiáng)度、多維度松土技術(shù)，實(shí)現(xiàn)土壤“全面或條帶”“表層或深層”疏松。提出了“促充穩(wěn)攜”精密排種、低位落種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)玉米免耕高速精量播種。

在研制機(jī)具方面主要取得了以下進(jìn)展。基于機(jī)理和技術(shù)研究成果，創(chuàng)制了我國第一代輕簡型免耕播種機(jī)、少耕整地機(jī)，成功應(yīng)用大量秸稈覆蓋條件下的小麥帶狀免耕播種機(jī)，形成帶狀旋耕、驅(qū)動圓盤切稈、條帶粉碎3個系列。融合夏玉米免耕播種技術(shù)，構(gòu)建了華北兩熟區(qū)周年保護(hù)性耕作技術(shù)模式。創(chuàng)制了氣力式、機(jī)械式玉米免耕高速精量播種機(jī)，集成構(gòu)建了東北黑土區(qū)機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)模式。

（二）保護(hù)性耕作示范推廣與能力建設(shè)

主要通過示范工程、工程建設(shè)規(guī)劃等方式，在西北、華北、東北等地區(qū)開展保護(hù)性耕作示范推廣。同步建設(shè)技術(shù)保障與服務(wù)體系，提高裝備支撐能力。

2002年是我國保護(hù)性耕作推廣的重要節(jié)點(diǎn)。第一次保護(hù)性耕作現(xiàn)場會、保護(hù)性耕作示范工程的啟動，為北京市和天津市、西北風(fēng)沙源頭區(qū)大面積實(shí)施保護(hù)性耕作創(chuàng)造了便利條件；在北京、內(nèi)蒙古等18個省份建立了示范縣，初步形成全國性的保護(hù)性耕作推廣網(wǎng)絡(luò)。實(shí)施保護(hù)性耕作項(xiàng)目后，不僅改變了傳統(tǒng)的耕作方式，而且以此為契機(jī)提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的裝備水平和科技含量，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。相關(guān)技術(shù)的大范圍推廣，也在改善大氣環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了積極作用。

《保護(hù)性耕作工程建設(shè)規(guī)劃（2009—2015年）》提出，根據(jù)西北、華北、東北一熟區(qū)，黃淮海兩熟地區(qū)的種植制度和自然生態(tài)條件等區(qū)域特點(diǎn)，劃分6個保護(hù)性耕作工程建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)氣候、土壤等特點(diǎn)分別構(gòu)建區(qū)域適宜的保護(hù)性耕作技術(shù)模式；建設(shè)600個高標(biāo)準(zhǔn)和高效益保護(hù)性耕作工程區(qū)，總規(guī)模為2×10⁷畝（1畝≈666.7 m²），占項(xiàng)目總耕地面積的3.1%；基本形成我國保護(hù)性耕作支撐服務(wù)體系。通過項(xiàng)目建設(shè)與輻射帶動，保護(hù)性耕作實(shí)施面積快速增長，達(dá)到項(xiàng)目覆蓋區(qū)域的17%；節(jié)本增效顯著，畝均降低生產(chǎn)成本15~30元，糧食平均產(chǎn)量提高5%以上；土壤有機(jī)質(zhì)含量年均增加0.01%~0.06%；土壤含水率提高約15%，水土保持能力明顯增強(qiáng)；土壤流失量、農(nóng)田揚(yáng)塵量分別減少40%~80%、50%。此外，實(shí)施了部門協(xié)作、科技支撐、社會化服務(wù)、培訓(xùn)宣傳等配套措施，支持了保護(hù)性耕作技術(shù)示范推廣的順利實(shí)施。

在技術(shù)支撐能力方面，建成國家保護(hù)性耕作工程技術(shù)中心（簡稱“技術(shù)中心”），完善了技術(shù)支撐服務(wù)體系。技術(shù)中心重點(diǎn)依托中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、部級農(nóng)機(jī)推廣和鑒定機(jī)構(gòu)，聚合了省級農(nóng)機(jī)農(nóng)藝推廣和試驗(yàn)鑒定部門的技術(shù)力量，設(shè)立了科研開發(fā)部、機(jī)具試驗(yàn)部、培訓(xùn)推廣部等部門，牽引我國保護(hù)性耕作工程總體建設(shè)與技術(shù)模式的推廣、普及與應(yīng)用。① 科研開發(fā)部以中國農(nóng)業(yè)大學(xué)作為主要建設(shè)單位，發(fā)揮保護(hù)性耕作農(nóng)藝模式、農(nóng)機(jī)裝備等方面的技術(shù)優(yōu)勢，旨在成為我國保護(hù)性耕作發(fā)展研究的骨干力量；重點(diǎn)開展技術(shù)模式研究、配套裝備研發(fā)、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝措施優(yōu)化、實(shí)施效果監(jiān)測等，合理配置觀測、試驗(yàn)、信息處理設(shè)備，適時開展實(shí)驗(yàn)室能力建設(shè)。② 機(jī)具試驗(yàn)部依托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定總站進(jìn)行建設(shè)，配置各類測試和檢驗(yàn)用儀器設(shè)備，主要開展機(jī)具性能測試、質(zhì)量檢驗(yàn)、應(yīng)用選型等。③ 培訓(xùn)推廣部依托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)開發(fā)推廣總站進(jìn)行建設(shè)，配置各類圖文資料與試驗(yàn)設(shè)備，主要開展相應(yīng)推廣機(jī)制研究、技術(shù)培訓(xùn)與宣傳、標(biāo)準(zhǔn)制訂與合作交流等。

（三）保護(hù)性耕作的東北黑土區(qū)應(yīng)用

東北平原是世界三大黑土區(qū)之一，涉及遼寧省、吉林省、黑龍江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)東部的部分地區(qū)。長期以來，由于土壤高強(qiáng)度利用導(dǎo)致的土壤侵蝕，東北黑土層的厚度和有機(jī)質(zhì)含量都表現(xiàn)出下降趨勢，不利于東北地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。東北黑土區(qū)具有冷涼的自然氣候特點(diǎn)，全年積溫低，保護(hù)性耕作起步較晚。目前，針對大區(qū)域的技術(shù)模式基本定型，關(guān)鍵裝備的作業(yè)質(zhì)量基本滿足應(yīng)用需求，具備了在適宜區(qū)域全面推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)條件，也在黑土地保護(hù)中發(fā)揮了重要作用。

《東北黑土地保護(hù)性耕作行動計(jì)劃（2020—2025年）》為相應(yīng)保護(hù)與利用提供了直接政策支持：重點(diǎn)針對玉米開展保護(hù)性耕作應(yīng)用，適當(dāng)兼顧大豆、小麥等作物；增加地表秸稈覆蓋率，提高土壤墑情和有機(jī)質(zhì)含量；采用少免耕減少土壤擾動，提高土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，緩解水土流失；推廣高性能免耕播種機(jī)具，提高播種質(zhì)量和作物產(chǎn)量。到2025年，保護(hù)性耕作實(shí)施面積在東北地區(qū)適宜區(qū)域耕地總面積中的占比力爭達(dá)到70%，形成較為完善的保護(hù)性耕作政策支持體系、技術(shù)裝備體系、推廣應(yīng)用體系。

目前，東北黑土區(qū)的保護(hù)性耕作技術(shù)推廣應(yīng)用效果初顯。2022年，黑龍江省保護(hù)性耕作面積為2.045×10⁷畝，新增免耕播種機(jī)超過4700臺，免耕播種機(jī)保有量達(dá)3.4×10⁴臺，保護(hù)性耕作推進(jìn)縣累計(jì)達(dá)14個（含新增3個）；吉林省保護(hù)性耕作面積為3.05×10⁷畝，同比增長6.09%，免耕播種機(jī)保有量達(dá)3.5×10⁴臺；遼寧省保護(hù)性耕作面積為1×10⁷畝；內(nèi)蒙古自治區(qū)保護(hù)性耕作面積為1.44×10⁷畝（含新增3.242×10⁶畝），免耕播種機(jī)保有量超過8000臺。

三、我國保護(hù)性耕作技術(shù)與機(jī)具發(fā)展現(xiàn)狀

（一）技術(shù)模式

近年來，我國保護(hù)性耕作技術(shù)發(fā)展較快，各地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、農(nóng)作物種植特點(diǎn)等，因地制宜發(fā)展保護(hù)性耕作技術(shù)模式，以留茬壟作少免耕、留茬覆蓋少免耕、坡耕地免耕溝播、秸稈還田少免耕等為代表。

留茬壟作少免耕在東北平原壟作區(qū)應(yīng)用較廣。經(jīng)起壟機(jī)整地后，田間壟寬一般為70~100 cm，收獲時將秸稈覆蓋在地表，作物殘茬保留至30 cm；來年春季采用免耕的方式進(jìn)行播種，作業(yè)時需在壟的頂部避開上一年作物留下的殘茬。

留茬覆蓋少免耕在東北地區(qū)的西部干旱風(fēng)沙區(qū)、西北綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)、華北長城沿線等區(qū)域都有應(yīng)用。東北地區(qū)的西部干旱風(fēng)沙區(qū)采用免耕播種的作業(yè)模式，在作物收獲時保留平均高度為30 cm的作物殘茬，來年春季播種時一直保持田間秸稈覆蓋的狀態(tài)。西北綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)的種植模式則稍有不同，在收獲時對前茬作物進(jìn)行留茬和秸稈覆蓋作業(yè)，也可將作物秸稈直接進(jìn)行粉碎還田，來年春播時根據(jù)秸稈覆蓋情況選用免耕播種或帶狀旋耕播種。華北長城沿線地區(qū)的作業(yè)模式中，收獲時進(jìn)行留茬作業(yè)并保持到來年春季，整地作業(yè)完成后采用少免耕、錯行播種方式。

坡耕地免耕溝播適用于西北黃土高原區(qū)。使用免耕溝播機(jī)進(jìn)行貼墑播種，等到秋季作物收獲時將秸稈直接還田，同時開展深松作業(yè)。

秸稈還田少免耕在沿江及濕潤地區(qū)應(yīng)用較多，以黃淮海兩茬平作區(qū)、南方濕潤兩熟或三熟區(qū)為代表。黃淮海兩茬平作區(qū)在進(jìn)行播種作業(yè)時，先種植小麥，來年收獲時將小麥秸稈進(jìn)行全量還田；隨后使用免耕播種機(jī)進(jìn)行玉米播種作業(yè)，收獲時將玉米秸稈進(jìn)行粉碎旋耕翻壓；再繼續(xù)播種小麥。南方濕潤兩熟或三熟區(qū)主要的農(nóng)作物為水稻，在收獲時將水稻秸稈粉碎后還田，后直接進(jìn)行下一輪的水稻播種或拋秧作業(yè)，施行水旱輪作。

（二）關(guān)鍵機(jī)具

實(shí)施保護(hù)性耕作技術(shù)，需要依托相關(guān)機(jī)具。代表性的機(jī)具有地表秸稈及作物殘茬處理機(jī)具、淺層土壤耕作機(jī)具、保護(hù)性耕作播種機(jī)具等。相關(guān)機(jī)具表現(xiàn)出智能化、大型化的發(fā)展趨勢。

1. 地表秸稈及作物殘茬處理機(jī)具

傳統(tǒng)上，在進(jìn)行播種作業(yè)前進(jìn)行翻耕，會造成地表土壤長期裸露并降低水分含量，加重了風(fēng)蝕、水蝕等現(xiàn)象。若采用保護(hù)性耕作模式，將秸稈覆蓋在地表，不僅可以提高水分利用率，還能起到防治風(fēng)沙、改善土壤結(jié)構(gòu)等作用。在保護(hù)性耕作的過程中，需要采用相關(guān)機(jī)具對田間秸稈及作物殘茬進(jìn)行處理，以提高秸稈還田的作業(yè)質(zhì)量，為后續(xù)的播種提供良好條件。

地表秸稈及作物殘茬處理機(jī)具的主要部件是秸稈粉碎刀、根茬粉碎刀。機(jī)具在作業(yè)時，通過粉碎刀的高速轉(zhuǎn)動，打擊地表秸稈或作物根茬并砍切成短段狀和纖維狀，通常會拋撒秸稈；具有清秸效率高、單位時間內(nèi)處理秸稈量大、維護(hù)價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)作業(yè)形式的差別，可分為地表秸稈粉碎還田機(jī)具、作物根茬粉碎還田機(jī)具兩大類。① 地表秸稈粉碎還田機(jī)具按照刀片作用的秸稈類型不同，可細(xì)分為旋轉(zhuǎn)粉碎式、砍切粉碎式兩類：前者應(yīng)用范圍較廣，通過機(jī)具上高速旋轉(zhuǎn)的刀片對地表秸稈進(jìn)行高速切割，最終將地表秸稈粉碎成揉在一起的纖維狀；后者作業(yè)時安裝壓輥，將秸稈沿拖拉機(jī)行駛方向進(jìn)行碾壓，與偏心輪盤相連的切刀往復(fù)前進(jìn)以將地表秸稈切成短段狀。② 作物根茬粉碎還田機(jī)具主要處理播種前的玉米、棉花、高粱等根茬粗壯硬實(shí)的作物秸稈及其根茬。通過高速旋轉(zhuǎn)的刀片切碎作物根茬，同時將地表土壤拋到機(jī)罩處；機(jī)罩能阻擋土壤拋撒且其形狀具有引導(dǎo)作用，可加重被拋起土壤的碎裂程度并使其覆蓋在地表秸稈上。

在地表秸稈和作物根茬的粉碎及拋撒處理方面仍存在很多問題，如秸稈經(jīng)機(jī)具粉碎后長短不一、作業(yè)后地表秸稈均勻性較差等。在現(xiàn)有地表秸稈及作物殘茬處理機(jī)具的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究，開發(fā)多功能式或聯(lián)合作業(yè)式機(jī)型，有利于減少機(jī)具作業(yè)次數(shù)、減輕田間土壤緊實(shí)度、提高綜合耕作效率。

2. 淺層土壤耕作機(jī)具

淺層土壤耕作指在收獲與下次播種期間，采用適宜的機(jī)具對地表下10 cm以內(nèi)淺層土壤進(jìn)行作業(yè)，屬于少耕技術(shù)的一種。進(jìn)行淺層土壤耕作需要使用圓盤耙、彈齒耙、淺松機(jī)等機(jī)具。

圓盤耙根據(jù)耙耕作的原理，以成組的凹面圓盤為工作部件；作業(yè)時圓盤耙旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，依靠自身重力和土壤的反作用力進(jìn)入淺層土壤中；被作用的土壤沿圓盤耙片的凹面運(yùn)動（先上升、后跌落），表現(xiàn)出碎土、翻土、覆蓋等作用。圓盤耙分為耙片、機(jī)架：前者有全緣與缺口兩種類型，后者在切碎土壤、切斷作物殘茬方面的效果較好。圓盤耙的耙組排列方式分為對置、偏置：前者在各個方向的受力較為均衡，作業(yè)時不易產(chǎn)生振動，作業(yè)后地表情況較好；后者的側(cè)向受力情況較差，作業(yè)時難以達(dá)到平衡狀態(tài)，僅適用于拖拉機(jī)單向轉(zhuǎn)彎的情況。

彈齒耙作業(yè)后的地表較均勻，作業(yè)時耙齒進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動，作用于表層土壤并進(jìn)行土壤疏整，能夠改善地況。在播種前使用彈齒耙作業(yè)，可有效提高種床質(zhì)量，為后續(xù)的播種提供良好條件。彈齒耙的耙齒由條形彈簧鋼制成，具有鑿式、鋤鏟式等形式。機(jī)具作業(yè)時不翻拋土壤，所以作業(yè)后地表秸稈的覆蓋量與作業(yè)前相近。

淺松機(jī)可實(shí)現(xiàn)碎土、平整地、去除雜草、改善播種質(zhì)量等功能，主要工作部件是深松鏟，作業(yè)環(huán)境為地表以下5~8 cm處；作業(yè)后土壤及秸稈被分離至深松鏟兩側(cè)，再由機(jī)具后方的鎮(zhèn)壓輪進(jìn)行鎮(zhèn)壓，使作業(yè)后的種床平整且細(xì)碎。淺松機(jī)作業(yè)時不拋撒土壤，作業(yè)后的秸稈覆蓋量與作業(yè)前相比差別很小。

國外淺層土壤耕作機(jī)具多由大型拖拉機(jī)牽引，機(jī)具的質(zhì)量和占地面積均較大。國內(nèi)耕地面積相對較小，大型機(jī)具的作業(yè)效果較差，故較多采用功能單一的懸掛式淺層土壤耕作機(jī)具。然而，此類機(jī)具對地況要求較高，若土壤含水率偏高可能粘連工作部件，增大拖拉機(jī)行進(jìn)的阻力；若地表秸稈覆蓋量大，會出現(xiàn)秸稈纏繞關(guān)鍵部件的情況，導(dǎo)致作業(yè)后地表不均勻性增加。

3. 保護(hù)性耕作播種機(jī)具

保護(hù)性耕作播種機(jī)具適用于免耕或少耕的作業(yè)環(huán)境，即田間通常留有一定程度的作物殘茬，也將秸稈覆蓋在地表。保護(hù)性耕作的播種效果取決于機(jī)具的防堵能力，田間秸稈的覆蓋量將影響播種機(jī)的作業(yè)質(zhì)量。按照防堵的技術(shù)形式，可將該機(jī)具分為重力切茬防堵、動力驅(qū)動防堵、秸稈流動防堵等類型。

重力切茬防堵技術(shù)的核心部件是圓盤開溝器，作業(yè)時開溝器底部接觸土壤并保持高速旋轉(zhuǎn)。圓盤開溝器質(zhì)量較大，導(dǎo)致機(jī)具整體質(zhì)量較大；在轉(zhuǎn)動過程中切割地表秸稈及作物殘茬，不會發(fā)生秸稈及殘茬堵塞作業(yè)部件的現(xiàn)象；對表層土壤有一定的破碎作用，可為后續(xù)播種作業(yè)提供良好條件。為保證圓盤開溝器充分接觸土壤，該類型的保護(hù)性耕作播種機(jī)具需提供充足的正壓力，因而播種單體質(zhì)量較大，對種子與肥料的分施能力構(gòu)成一定的影響。

動力驅(qū)動防堵技術(shù)多在秸稈覆蓋量大、對農(nóng)時要求高的一年兩熟地區(qū)推廣應(yīng)用，對應(yīng)的保護(hù)性耕作播種機(jī)具需配備較大的動力。使用該技術(shù)的機(jī)具防堵類型較多：在機(jī)具前方加裝旋耕刀，作業(yè)時能夠粉碎地表秸稈、作物殘茬及表層土壤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防堵功能；在機(jī)具前方加裝粉碎刀，具有較高的轉(zhuǎn)速且不接觸表層土壤，作業(yè)時粉碎并拋撒地表秸稈根茬以實(shí)現(xiàn)防堵。通過拖拉機(jī)后輸出軸為切茬圓盤提供動力，相較于重力切茬防堵機(jī)具所需的正壓力較小，防堵效果更好。

秸稈流動防堵技術(shù)的適用范圍較小，在秸稈覆蓋少的地區(qū)有較多應(yīng)用；其原理是利用機(jī)具作用于地表秸稈時產(chǎn)生的秸稈流動，將地表秸稈分流，進(jìn)而避免堵塞作業(yè)部件。還需要添加額外的部件以產(chǎn)生充足的秸稈流動性，常用的方式是在機(jī)架上按一定順序加裝相同的開溝器。該方式需要保證各個開溝器的間距足夠大，以使地表秸稈能夠順利通過；若秸稈量較大，可在開溝器前方安裝清秸輪，防止秸稈纏繞關(guān)鍵部件。

近年來，研究人員結(jié)合以往的數(shù)據(jù)開展分析并提出了多種新型裝置，通過仿真方法優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，經(jīng)由田間作業(yè)驗(yàn)證實(shí)際防堵效果；從材料方面著手改進(jìn)機(jī)具，使用更先進(jìn)的加工工藝制作關(guān)鍵部件，也在一定程度上提高了防堵裝置的作業(yè)質(zhì)量。整體來看，我國成功研發(fā)出適合實(shí)際需求的保護(hù)性耕作機(jī)具，能夠適應(yīng)大部分地區(qū)的耕作條件，但也存在一些技術(shù)性問題：部分經(jīng)濟(jì)作物的保護(hù)性耕作技術(shù)與機(jī)具的自主研發(fā)不夠深入，表層土壤耕作機(jī)具關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)動軌跡、作業(yè)效果的關(guān)聯(lián)性等深層次課題有待研究，秸稈還田機(jī)拋撒秸稈的運(yùn)動軌跡、作業(yè)后秸稈覆蓋的均勻性等未能實(shí)現(xiàn)有效控制。此外，與進(jìn)口的免耕播種機(jī)相比，國產(chǎn)機(jī)具播種效率較低、出苗質(zhì)量不高，關(guān)鍵部件的制作材料、加工方式、裝配要求等亟待提高。

梳理我國保護(hù)性耕作的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，推廣應(yīng)用過程中仍存在一些突出問題，如區(qū)域發(fā)展不平衡、頂層協(xié)同設(shè)計(jì)缺乏、專用裝備水平不高、扶持政策的系統(tǒng)性不佳、農(nóng)民對保護(hù)性耕作的認(rèn)知不足。整體上，影響我國保護(hù)性耕作發(fā)展的主要因素可分為適宜的模式與機(jī)具、政策和法律的支持、規(guī)模化種植大戶的帶動三方面。

（一）適宜的模式與機(jī)具

適宜的技術(shù)模式和配套的機(jī)具是保護(hù)性耕作順利實(shí)施的前提和基礎(chǔ)，我國一直重視相關(guān)研發(fā)工作。在技術(shù)模式構(gòu)建方面，重點(diǎn)針對西北黃土高原一年一熟區(qū)、華北一年一熟區(qū)、東北一年一熟區(qū)，適當(dāng)兼顧黃淮海一年兩熟區(qū)，開展了充分的試驗(yàn)研究。根據(jù)不同地區(qū)的氣候、種植制度、土壤與保護(hù)性耕作需求，因地制宜提出了具有區(qū)域適應(yīng)性的保護(hù)性耕作技術(shù)模式；形成了以東北黑土區(qū)、西北黃土高原區(qū)為應(yīng)用代表，具有多種類型的保護(hù)性耕作技術(shù)體系，在相應(yīng)地區(qū)都得到了示范推廣。提出的技術(shù)模式不僅符合可靠先進(jìn)的農(nóng)藝要求，而且適合機(jī)械化作業(yè)，體現(xiàn)了農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝的融合。

在機(jī)具研發(fā)方面，形成了與技術(shù)模式配套、種類多樣的保護(hù)性耕作機(jī)具設(shè)計(jì)方案，體現(xiàn)了保護(hù)性耕作的突破性進(jìn)展。例如，針對土壤壓實(shí)與地表不平的問題，創(chuàng)制了全面淺松、帶狀少耕、可調(diào)翼深松等不同強(qiáng)度的多維深松機(jī)具；針對秸稈堵塞機(jī)具和播種質(zhì)量差的問題，研發(fā)了秸稈還田機(jī)、輕簡型免耕播種機(jī)、帶狀免耕播種機(jī)，適應(yīng)不同秸稈覆蓋條件下的免少耕播種需求。這些機(jī)具為保障保護(hù)性耕作發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）法律和政策的支持

保護(hù)性耕作革新了傳統(tǒng)耕作的翻耕概念，以免少耕、秸稈覆蓋的方式進(jìn)行作業(yè)。這一新的耕作制度能否被廣大農(nóng)民接受和認(rèn)可，是其發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。我國自1992年開始系統(tǒng)研究保護(hù)性耕作技術(shù)與裝備以來，農(nóng)業(yè)、財(cái)政、發(fā)展和改革等部門高度重視保護(hù)性耕作發(fā)展，在政策支持方面做出了積極行動。曾有11次中央一號文件明確提出實(shí)施保護(hù)性耕作，行業(yè)主管部門啟動了《保護(hù)性耕作示范工程建設(shè)規(guī)劃》《東北黑土地保護(hù)性耕作行動計(jì)劃（2020—2025年）》等系列示范項(xiàng)目或計(jì)劃；2022年頒布了《中華人民共和國黑土地保護(hù)法》。這些法律和政策的實(shí)施，提高了農(nóng)民對保護(hù)性耕作的認(rèn)識和參與度；一系列補(bǔ)貼政策增強(qiáng)了農(nóng)民抵抗農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的能力，提高了農(nóng)民應(yīng)用保護(hù)性耕作技術(shù)的積極性?？梢哉J(rèn)為，法律和政策支持是促進(jìn)我國保護(hù)性耕作技術(shù)推廣應(yīng)用和發(fā)展完善的重要原因之一。

（三）規(guī)?；N植大戶的帶動

規(guī)模化種植是一種先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，由農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)代替人工勞動以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，在提高生產(chǎn)效率的同時，能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、增加糧食產(chǎn)出。通過增加農(nóng)民的非農(nóng)就業(yè)時間、促進(jìn)勞動力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的形式，增加農(nóng)民的非農(nóng)收入。

農(nóng)民是保護(hù)性耕作的直接實(shí)施者，對新技術(shù)的認(rèn)可程度決定了該技術(shù)的推廣速度。農(nóng)民對新事物的認(rèn)可程度受多重因素影響，通過規(guī)?；N植大戶的示范帶頭作用來提高農(nóng)民對新技術(shù)的直觀認(rèn)識，是新技術(shù)推廣的重要方式。我國注重規(guī)模化種植大戶的帶動作用，聯(lián)合管理部門、科研單位、企業(yè)、農(nóng)民、社會團(tuán)體等各方力量，建設(shè)包含縣級、鄉(xiāng)級在內(nèi)的多級高標(biāo)準(zhǔn)示范田，構(gòu)建“梨樹模式”“龍江模式”等區(qū)域適宜的保護(hù)性耕作模式，培養(yǎng)規(guī)?；N植大戶；通過現(xiàn)場會、培訓(xùn)會等方式演示農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝相關(guān)的技術(shù)措施，培訓(xùn)相應(yīng)操作規(guī)程，帶動周邊農(nóng)戶積極采用該項(xiàng)技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更大范圍的輻射推廣。

（一）籌建國家級科技創(chuàng)新平臺，整縣推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)示范工程

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正在朝著大規(guī)模、高效率、智能化方向發(fā)展，大型保護(hù)性耕作機(jī)具的研發(fā)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等將是保護(hù)性耕作的發(fā)展重點(diǎn)。

建議加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，整合省級研究所 / 院 / 中心等保護(hù)性耕作創(chuàng)新優(yōu)勢平臺，籌建國家級保護(hù)性耕作裝備創(chuàng)新研發(fā)中心（聯(lián)盟）；建設(shè)國家戰(zhàn)略科技力量，有組織地推進(jìn)科研創(chuàng)新，開展基礎(chǔ)理論和應(yīng)用理論研究，解決制約保護(hù)性耕作發(fā)展的“瓶頸”技術(shù)，研發(fā)高質(zhì)量專用裝備，支持保護(hù)性耕作技術(shù)穩(wěn)健發(fā)展和推廣應(yīng)用。

在穩(wěn)定糧食生產(chǎn)的前提下，遴選有條件的地區(qū)，整縣推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)性耕作科技示范工程，建立集農(nóng)藝、工程、信息、裝備等技術(shù)于一體的保護(hù)與可持續(xù)利用示范區(qū)；循序漸進(jìn)并逐步擴(kuò)大實(shí)施面積，在條件成熟的地區(qū)組織整縣、整鄉(xiāng)、整村推進(jìn)。

（二）加強(qiáng)政策引導(dǎo)，高質(zhì)量實(shí)施國家級行動計(jì)劃

在《東北黑土地保護(hù)性耕作行動計(jì)劃（2020—2025年》的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國不同地區(qū)的自然條件、地理與人文環(huán)境，制定國家保護(hù)性耕作行動計(jì)劃。圍繞玉米、大豆、水稻、小麥、油菜等作物生產(chǎn)，在東北、華北、西北、華南、華中等適宜地區(qū)開展保護(hù)性耕作研究與推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)保護(hù)耕地、提升糧食產(chǎn)量的目標(biāo)。重點(diǎn)在黃河流域、長江流域等易受水蝕的區(qū)域?qū)嵤┍Ｗo(hù)性耕作，減少水土流失；在長城沿線易受風(fēng)蝕的區(qū)域?qū)嵤┍Ｗo(hù)性耕作，減少農(nóng)田揚(yáng)塵。建議在第三輪土地承包的合同中，明確耕地保護(hù)要求，尤其在土壤肥力低、易受侵蝕的北方地區(qū)，要求實(shí)施類似于保護(hù)性耕作的相關(guān)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)耕地用、養(yǎng)結(jié)合。

在《東北黑土地保護(hù)性耕作行動計(jì)劃（2020—2025年》實(shí)施結(jié)束后，建議繼續(xù)滾動實(shí)施為期5~10年的東北黑土區(qū)保護(hù)性耕作行動計(jì)劃，配套政策支持；制定與《中華人民共和國黑土地保護(hù)法》配套的實(shí)施細(xì)則；建立多部門政策協(xié)調(diào)機(jī)制，成立耕地保護(hù)協(xié)作組，協(xié)調(diào)不同區(qū)域耕地工程實(shí)施，減少項(xiàng)目技術(shù)內(nèi)容之間的矛盾（如秸稈覆蓋還田補(bǔ)貼與秸稈離田或翻埋補(bǔ)貼沖突的問題）。

（三）持續(xù)開展保護(hù)性耕作技術(shù)宣傳

保護(hù)性耕作技術(shù)包含農(nóng)業(yè)、機(jī)械、推廣等方向，其推廣應(yīng)用過程涉及多個農(nóng)業(yè)技術(shù)部門。大量的市縣兩級農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝部門有待整合和加強(qiáng)，以克服農(nóng)業(yè)和農(nóng)機(jī)部門對保護(hù)性耕作認(rèn)識不足、專業(yè)技術(shù)人員老齡化以及經(jīng)驗(yàn)無法傳承、農(nóng)機(jī)部門內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員和推廣人才缺乏等問題。合作社是社會化服務(wù)的核心力量、保護(hù)性耕作技術(shù)推廣的主體，而對該技術(shù)的理解不深入影響了推廣成效，也是制約保護(hù)性耕作發(fā)展的重要因素之一。建議精準(zhǔn)開展保護(hù)性耕作多年應(yīng)用成效的宣傳，通過培訓(xùn)和示范，帶動形成一支技術(shù)過硬、飽含熱情的保護(hù)性耕作技術(shù)人才隊(duì)伍；有力實(shí)施補(bǔ)貼政策，短期內(nèi)提高農(nóng)民采用保護(hù)性耕作技術(shù)的意愿，長期內(nèi)培養(yǎng)農(nóng)民采用保護(hù)性耕作技術(shù)的習(xí)慣。