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Ridge Tillage System of North-east China
简介
垄作耕作制是中国东北地区旱田作物生产中多年普遍采用的一套地面有垄形的土壤耕作和播种技术体系。
(一)20世纪50年代前东北的垄作耕作制 东北地区的垄一般呈梯形，分垄顶、垄帮、垄沟、垄心、垄底五部分，垄顶、垄帮、垄心构成垄台。在气候比较湿润的辽河、嫩江以东地区，通过打垄可使沟台互换; 而以西地区气候逐渐干燥，打垄方法改为挑合垄，沟台不互换，即垄的位置不变。垄的大小因地区、地形而异： 东部、北部、山地、坡地、洼地的垄大; 西部干旱多风，垄较小，且有越干旱垄越小的趋势; 中部松辽平原耕作较细，介于其中，垄高多为16～17cm，宽52～55cm。在20世纪上半叶，种植作物以高粱、谷子、大豆、糜黍等为主，也有一部分玉米、小麦、小豆、绿豆、马铃薯，以及棉花、麻类、烟草、甜菜、花生等经济作物。
固有垄作耕作制的耕种方法分耕种结合和耕种分开两种类型，及扣种、耲种、刨埯种、豁种、沟种等五种方法，具体应用视地区、气候、劳力、作物而异。最简单的播种方法是只种不耕，如在原垄上耲耙开沟耲种或镐刨坑埯种;稍细致的方法是扣种和豁种，木犁翻土开沟，人工施肥点种，再用木犁翻土覆盖成垄，是为耕种结合; 最细致的方法是耕种分开，先用木犁于秋后或早春化冻返浆时打垄，再到四五月适期播种。打垄一般是二犁成垄，先翻原垄一半土，叫破茬; 再翻另一半土，叫掏墒。在此基础上到播种时再用耲耙开沟，人工点种、施肥、踩格子，最后拉子收土，长磙子镇压垄台。固有的典型轮作是大豆→高粱→谷子，与之相配合的土壤耕作是扣→耲→耲，即头年大豆扣种，二年高粱和三年谷子均原垄耲种，三年仅翻土一次。这样的耕作制度几乎从古代一直沿用到20纪中叶。东北垄作耕作制历史悠久。据黑龙江省 《农业志》介绍，辽金时期 (公元947年以后) 已实行垄作。1963年耕作界学术讨论垄平作问题，多数学者意见是由于本地区农业发展比关内晚，迄至清代中期仍地广人稀，多数移民来自山东、河北一带。垄作有耕种结合、省工省力、多种多收的特点。古代中国黄河流域也曾实行沟台轮换的垄作，后来人口增加才改变成畦田平作。东北一直地多人少，所以垄沿用至今。
(二)垄作耕作制在20世纪50年代以来的发展 1949年中华人民共和国成立后，由于土地改革和农业合作化集体化，大批农业机具装备的提供，使垄作耕作制发生巨大变化和发展。下面从5个方面加以阐述：
1. 大面积农田翻耕加深了耕层 固有垄作用木犁扣种和豁种，实际松动耕层仅12～15cm，垄沟土壤积聚垄台才使垄台高15～18cm，垄底紧实成硬块，农民称之为“千年不动的死土”。自1948年先后引进、生产大批拖拉机及机引铧式犁、圆盘耙、镇压器，并一度推广马拉双轮双铧犁等，土地开始大面积翻耕，而后耙压整地。耕作层一次加深到18～20～22cm，粮油产量急剧增长。据吉林省农科院1960年大面积调查测定，耕层从原来12～14cm加深到19～21cm，大豆增产49%，高粱增产28.4%，谷子增产24%。自此，垄作耕作制有了加深耕层的基础，由固有垄作耕作制转变为以深耕为基础的机畜并存作业的新垄作耕作制。
2. 由旧农具扣耲播种改为机械播种 自20世纪40年代末推行机械化以来，由旧方法边起垄边播种改为机械先起垄后播种，南部还推行平播后起垄。如此，不仅增加了翻耕、耙地等作业，还增加了机起垄、机播种、机中耕等。但这项改革经历时间较长，直到现在除农场、生产大户已完全实行机械化耕种外，一般农户只普遍实行机耕机耙，约60%农户采用中小型机械播种，而采用机中耕、机收割的农户极少，他们为降低生产成本仍依赖于畜力作业。
关于东北地区能否改垄作为平作问题，60年代初，科研院所、院校、农场做了不少试验，还多次进行学术讨论。结论是： 南部平原地区高粱、玉米平作和平播后起垄、垄上播种，多年产量差异不大; 而东部、北部均是起垄后播种优于平播后起垄，更优于平作。大豆及经济作物这种现象更加显著。这是因为东北地区南部无霜期长，春季气温、地温回升早，垄播的5cm地温比平播高1℃左右，苗也稍大一些; 但到六月以后，平播由于耕层厚、地力足，禾苗生长优于垄播。具有较长的生长季作为回旋余地，不致发生贪青、迟熟和霜冻灾害，因而最终产量差异不显著。而北部、东部无霜期短、气温低、湿度大，要求作物早出苗、快生育，以防秋后贪青迟熟减产。因此，起垄播种显著优于平播后起垄，更优于平作，其产量高10%甚至15%～20%以上。自此，原北部国营农场一度推广的玉米、大豆平播后起垄也都改为起垄播种。只有小麦从北到南推行平作，以便机播机收，一部分则改为畦田引水灌溉。
3. 在黑土、河淤土上改连翻为轮翻 50年代初，连年耕翻土地的实施在许多紧实土壤上无疑是必要的，但在腐殖质含量较高、结构较好的黑土以及部分河淤土上是否必要?1955～1957年间，黑龙江九三荣军农场管理局对大豆茬耕翻种春小麦，吉林市农科所对大豆茬耕翻播高粱、谷子，先后提出疑问，并进行了连续试验。黑龙江红兴隆农管局更专门进行了草甸黑土紧实度对春小麦、大豆、玉米产量影响的试验。他们分别发现，农作物要求一定的土壤紧实度范围，大体上以土壤容重1.1～1.3g/cm3较合适，过紧过松均对根系生长不利。连年耕翻反而会使耕层土壤过松，在黑土上容重仅1.0g/cm3左右，影响产量。九三农管局还发现，表土层与心土层的土壤熟化程度、速效养分含量也有不同，前者远远高于后者。连年耕翻不仅使土壤过松，也会使其表土层翻入下层后，速效养分难为下茬幼苗吸收利用，影响幼苗生长。这些研究和发现肯定并丰富了大豆茬不翻耕、只耙茬而后播种春小麦、高粱、玉米等反而发苗的道理，进而促进了轮翻的发展。与此同时，吉林省农科院发现在河淤土上玉米行内宜紧，土壤容重可高达1.27～1.30g/cm3，而行间宜松以1.0～1.1g/cm3为佳，丰富了苗埯镇压的原理，也首次提出垄行虚实并存现象与指标。
4. 耕层局部深松的创造运用 耕层局部深松首先由黑龙江农机所、东北农学院、松花江地区农科所等单位分点试验成功。1975年黑龙江省统一组织多点开发研究又进一步验证，取得显著效果，并统一定名为 “深松耕法”。深松耕法就是在垄作耕作制中增加间隔深松环节，使土壤耕层局部间隔加深，从而形成耕层横向间呈虚实不同状态，进而调节土壤的水、肥、气、热因素。如虚处耕层疏松，可通气透水，好气性生化反应增强，可给态养分充足; 而实处耕层紧实，厌气性生化反应较强，可保储水分和养分。这样，更有利于作物根系吸水吸肥和生长，促进地上器官健壮生育。至于疏松时期和使用部件，可根据需要结合其他作业如翻耕、耙地、播种、中耕进行，比较灵活。部件有鸭掌式、凿形、箭形、锥形、双翼形等，与其他作业配套使用。深松宽度10～15cm不等，深度25～30cm。中科院黑龙江农业现代化研究所在耕层构造虚实并存方面做了详细深入研究，资料极为丰富。深松耕法在黑龙江省广为采用后，一般可增产粮食作物10%～20%，块根块茎作物20%～30%。同时可减少其他机械作业，节省油耗与成本。
5. 以玉米生产为主的垄作耕作栽培技术体系的建立 自20世纪70年代以来，松辽平原玉米面积逐年增加，迄今许多县市已占总播种面积60%以上，有的占旱田作物面积75%以上，成了中国北方主要的玉米生产带。因此，轮作、土壤耕作、栽培技术都在改变。例如： 原固有轮作打乱，玉米连作三四年再换种一年大豆的增多; 玉米根茬多打碎翻压还田; 土地在耕翻基础上起大垄，而后机播双行玉米，以既保证单位面积株数，又促进通风透光; 在翻耕耙压基础上实行药剂除草免中耕;统一飞防玉米螟等。这说明，随着玉米生产的发展，正在建立起一个新的垄作耕作栽培技术体系。
(三)发展趋势与前景 随着农业科技的发展和生产的推进，今后东北垄作耕作制将如何演变? 是个值得探讨的课题。首先，垄作会不会改成平作、畦作?看来不太可能。原因是：东北松辽平原已演变成玉米生产带，今后生产的主作物是玉米，这已成总趋势; 西部干旱地区随着地膜玉米的推广及其产量可增加50%～100%，玉米面积可能有一定发展;因水资源不足，水稻发展潜力已不大;以冬小麦为上茬的一年两熟生产，只有南部无霜期较长的平肥地才有可能，但同样受水资源限制。综上分析，今后东北大部分地区的主作物肯定还是玉米，在这种情况下改垄作为平作是不可能的。其次，多年实践证明，东北地区垄作之存在不仅具有前面所说的社会经济原因，还有自然方面的因素。如： 垄作能在春季提高低温，促进幼苗生长; 垄作白天吸热多，夜间散热快，地温日较差大，有利于作物光合产物的积累;垄作春季防寒，夏季防涝，冬季积雪，风口防风，有较好的抗倒伏功能; 垄作可局部增厚耕层，有利于作物根系生育; 垄作有利于集中施肥，促进块根块茎作物地下部分形成等等。但随着玉米面积的扩大、机械作业的发展，今后东北松辽平原产粮区有可能向“大垄双行”(辽宁称谓) 或 “两垄一平台” (黑龙江称谓) 发展。这既可保证玉米单位面积株数，又能合理配置，有利通风透光，发挥边行优势，一举数利。80年代以来，不少科研院所、农业院校也研究了免耕覆盖问题，总的趋势覆盖是不成功的。在秸秆覆盖下地温低，出苗晚，苗子弱，影响中后期生育和产量。绝对免耕也尚无成功事例，只有大豆茬原垄播种玉米、耙茬播种春小麦、在翻耕基础上喷洒除草剂、玉米免中耕等等一些少耕技术是可行的。