欧亚国际

在集约农业农场中使用的全面耕作系统极大地影响了农作物的生产力，尤其是在当今多变的天气条件下。

最近和未来气候变化的影响已经并将迫使农民改变他们的A-to-Z作物种植技术/方法，包括耕作实践。

要安全地从一种技术转移到另一种技术，不会因专业耕作设备的巨额投资而造成重大的农场损失，就有必要了解土壤和最终作物生产将如何就新技术/实践和不断变化的小气候条件作出反应，例如：

一年的年降水量及其季节分布、温度变化，更具体地说是土壤温度的变化。

整个肥沃剖面的土壤质地、田间持水量（FC）和土壤压实度。

与传统方法相比，“免耕”和“条播”保守技术设备需要更高的投资，在这种情况下，投资回报是农民的一个重要优先事项，这就是为什么需要考虑所有影响收获的种植条件。

研究与分析

虽然近年来对不同耕作技术的比较研究对理解和应用技术有很大帮助，但仅分析了全球参数、产量、经济效益、对土壤的质量影响等，并未分析这些质量变化背后的原因，在不同的条件下，这可能会对应用的耕作技术的生产率和效率产生负面影响。

土壤水分，尤其是FC（见文件末尾的缩写）和WP，是评估土壤储存和作物供水能力所需的基本土壤参数。这是由土壤质地决定的，土壤质地是选择最佳土壤耕作方法的起点。

如表1所述，土壤质地会影响持水能力。松散土壤，无论其质地如何，其FC都高于压实土壤，这意味着这些松散土壤每单位土壤可容纳更大的水量。

然而，由于土壤颗粒之间储存的水量迅速流失，水分蒸发和重力运动到土壤较低剖面，具有高保水能力的土壤并非总能保证在整个植被期内有足够的水分储备。

图1显示，一些作物的根系可以渗透到2.5米以上的深度。然而，大部分土壤水分由主根系消耗，主根系位于1至1.5米深的土层中。这就是为什么必须对进行至少0.6米深土壤的分析，以确保植物具备生长和消耗养分和水分的条件。

实验

为了验证上述说法，在2020年11月11日至2021年7月27日期间进行了冬小麦栽培田间试验。土壤湿度和温度传感器安装在60厘米深处，同时进行蒸散量和降水量监测。还对两个采用不同耕作技术的相邻地块进行了监测。

第一块地于秋季（2020年）在28厘米的深度进行耕作，播种前将其松至60厘米的深度。

第二块地没有耕种。

两个地块的土壤质地：粘土，前一个种植期种植了玉米。

2020/2021年冬小麦种植期的降水量（图1）为482mm。下图显示了降水量的月分布。

连续测量上述环境和土壤参数，频率为5分钟。测量了不同深度的土壤温度和湿度，即：10、20、30、40、50和60厘米。

根据这些测量结果，分析了两个地块的土壤水分变化和水分运动。

实验的主要目的是确定以下信息：

研究的两个地块（免耕和耕作）的土壤持水能力。

在采用不同耕作技术的地块中，达到最佳FC水平所需的降雨量。

在这两种情况下，水分渗入土壤的速度。

土壤因蒸发而失水的条件和速度。

结果

本试验的结果证实了免耕技术比传统耕作技术的优势，说明：

柴油成本和工作时间减少了50%。

第一年产量增加10%（对长期产量有累积影响）。

保持土壤肥力。

增加土壤中的有机质。

水土保持（土壤中含水量增加）。

以上列出的优点并不是使用该技术所能获得的最大益处。通过持续监测直接影响农作物生产力的环境和土壤参数，它可以为农民和环境带来更多利润。.

在整个植被期内，对两个地块0至60 cm剖面（图2）中的土壤水分进行分析，结果如下所示：

在整个生长季节，耕地土壤保留的水量较高。

耕作过的土壤反应更快，并从降水中保留更多水分。

没有耕作的土壤能更有效地从融化的雪中吸收水分（图2）。

在没有降水的情况下，由于重力运动水平较低，未耕作的土壤能更好地保持水分。 

在一年的温暖期，未耕作土壤的温度较低，这导致蒸散量低于耕作土壤中的蒸散量。 

在暴雨期间，耕作的土壤吸收更多的水分，但比不耕作的土壤失水更快，这是因为较高的蒸发和深层渗滤。 

必须始终在不同深度对土壤含水量进行定性和定量分析，确保土壤水分在土壤FC和WP的最佳范围内。 

分析0至30 cm深土壤的动态和含水量（图3），我们观察到以下情况： 

耕作土壤的保水能力高于不耕作土壤； 

在干旱条件下，耕地土壤在降雨条件下有较高的蒸散损失； 

在植被生长期间，未耕作地块的30 cm土层多次失水至萎蔫点（应力）； 

在干旱条件下，免耕地块的土壤失水更慢。 

在分析的两个地块中，深度为40至60 cm的土壤水分行为与顶层完全不（图4）。 

图表（图4）中的数据说明了以下内容： 

与相同深度的耕作土壤相比，未耕作土壤保留的水量更大； 

在观测期间，水的重力运动使耕地的含水量下降了好几次，达到萎蔫点； 

在干旱期间，耕作土壤中的水量会下降到临界水平（极端应力），这在未耕作土壤中不会发生； 

即使在干旱条件下，未耕作地块的土壤在萎蔫点的水分保持时间也比耕作土壤长几天。 

上述经验和发现的结果使我们能够为适应“免耕”技术和方法做出重要结论和建议。 

结论

土壤剖面中的含水量为0至30 cm。 

主要发现是耕地中的土壤可以在作物生长季节为作物提供更大的水量，但必须有足够的降雨量。 

在干旱条件下，由于水分的重力运动和蒸散以相同的速度流失，两个地块的水分都达到了作物的极端压力水平。

在这种情况下，我们可以说，在不同的气候条件下，免耕土壤在质量和数量上都较差。 

因此，对于粘土质地的土壤，我们建议使用小型耕作技术，这将只涉及表层耕作，以增加土壤田间容量（FC），从而在播种和活跃的植被生长后立即为作物提供充足的水量。 

土壤剖面中的含水量为40至60厘米 

该土壤剖面中的含水量与0至30 cm的土壤剖面中的含水量表现完全不同。 

根据图4，我们发现，在整个植被期，包括干旱期间，未耕作地块中40至60 cm土层中保留的水量要高得多。 

这就是免耕技术/方法优于传统耕作技术/方法的地方。 

对这种现象的解释是，压实的土壤更好地保留了重力水，并减少了下层的径流。

因此，40至60厘米的土层成为冬小麦整个植被期的重要水源和植物养分来源。 

如果我们考虑到根系的形态（图1），我们会发现40至60厘米深的土层是主要根系的宿主，在活跃营养生长阶段具有提供水分的基本作用。 

在本试验中，40-60cm深度的免耕土壤被证明是具有特殊保水性的土壤。 

这并不一定意味着，在其他质地不同的领域、作物和其他地区，这种现象也会相同。 

为确保土壤具有良好的保水质量，有必要至少在农业季节（播种前至收获后）监测土壤剖面0至100 cm的水分。为了充分了解不同深度的土壤湿度，还需要检查其他重要的环境变量，如降水量、蒸散量、气温和土壤温度。 

质地和土壤剖面

由于FC会受到土壤压实度的影响，我们建议定期检查FC水平，以避免土壤过度压实，从而最大限度地减少土壤水。

通过了解上述参数，可以调整耕作技术，以有效利用所有资源。

对于粘土质地的土壤，建议进行表层耕作，以增加表层的田间持水量，并使土壤层能够使水缓慢渗入下层。

只要土壤具有良好的保水性，土壤下层就必须保持完整，这意味着它们在与其质地相关的田间持水量的最佳限度内保持足够的水量。

如果土壤不再具有足够的保水和吸水能力（可通过土壤水分传感器进行验证），建议深度松土以恢复其物理性质。

总之，我们可以说，免耕技术/方法并不是一种可以在任何地方应用以获得该技术/方法带来的好处的通用工具。

为了不断受益于这项技术的应用，有必要持续监测一系列土壤和环境参数，这些参数是该生态系统水循环的基本定性和定量指标。

鉴于所有这些发现，我们发现，在选择免耕或少耕的耕作技术/方法时，必须考虑上述所有因素，并将其应用于土壤的物理性质，即使在农场内，土壤的物理性质也可能有所不同。这可能会导致绘制免耕或少耕的分区图。

这意味着，只有在详细研究土壤的物理性质和整个剖面后，我们才能确定哪种土壤耕作技术/方法最适合该农场。

Used materials and devices:
iMETOS 3.3 IMT300– the device for measuring environmental parameters (Precipitation, Air temperature, Humidity, Solar radiation, Evapotranspiration, Wind speed).
iMETOS ECO D3– Soil monitoring device with Sentek Drill & Drop 90 cm sensor to measure soil moisture and soil temperature.

Bibliography
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. (). Crop Evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56. ClimaSouth.
Boincean, B., Volosciuc, L., Rurac, M., Hurmuzachi, I. and Baltag, G. (2020). Agricultura Conservativă: Manual pentru producători agricoli și formatori.USARB.
Popescu, V. (28. 09. 2018). Rotaţia culturilor are reguli bine înrădăcinate. Revista ferma.
Şarpe, N. (2008). Agrotehnica Culturilor.