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耕作制度与土壤管理

任何耕作措施或土壤管理计划的主要目的都是保持生产能够持续获利。自1935年开始，美国土壤保持局（SoilConservationService）在这方面给予了很大关注。土壤保持实质是良好的土壤管理，其内容远不止防止土壤流失。无论是植物养分不足，还是耕作制度不合理，土壤侵蚀都是土壤管理不良的症状。侵蚀是土壤破坏的症状而不是原因，主要原因是缺乏养分，尤其是缺氮。第一节产量趋势美国作物产量自1900年以来逐步提高，但其显著增长起始于1950年代（参见第一章图1-1）。1982年美国三种主要作物，玉米、大豆和小麦的平均产量各为480公斤/亩、144公斤/亩和159公斤/亩。玉米和小麦是创纪录的高产，而大豆产量平了1979年达到的高产水平。改良品种、增加密度、防治病虫、改进耕作和增加施肥等，都对增产有贡献。1930~1979年美国明尼苏达州农民种植玉米所采用的一系列技术和管理措施汇入表14-1中。各种技术改进对玉米增产的贡献见于表14-2。
(表：表14-150年(1930-1979)间明尼苏达州每十年玉米生产措施所发生的变化)
措施10年平均值30年代40年代50年代60年代70年代1979杂交品种播种面积(%)8829698100100各种播种方法所占百分比(%)方形穴播9070471缺资料穴播245510缺资料条播294589缺资料播量(株/亩)205022202590262031003320肥力粪肥(吨/亩)1.21.10.930.870.60.53商业肥料施肥面积(%)缺资料缺资料14.067.093.095.0总量(公斤/亩)0.33.44.65.815.815.3氮(N)(公斤/亩)缺资料缺资料1.12.26.57.5磷(P2O5)(公斤/亩)缺资料缺资料1.61.053.73.4钾(K2O)(公斤/亩)缺资料缺资料0.660.992.12.2绿肥(草木樨)(百万亩)2.44.531.2病虫草防治中耕次数3.03.02.82.61.61.5除草剂处理面积(%)-痕量12588993杀虫剂处理面积(%)--4293233耕作秋耕(%)21缺资料70666272春耕(%)79缺资料30262610深松或少耕(%)---81218行距(厘米)107107102969190播种日期，5月212120191311*虫害玉米螟传播经济侵害水平玉米根叶甲传播经济侵害水平产量(公斤/亩)134164210285356419注释：*最后5年平均。资料来源：Cardwell.Agron.J.,74:984(1982).
1950年以前产量增长缓慢的部分解释见图14-1。根据美国俄亥俄州的估计，1870~1930年这60年中土壤生产力下降了40%。这大体上与对1890~1950年间美国衣阿华州土壤生产力所做的估计相符，且与肥力水平关系密切。土壤有机质以及供氮已呈现下降趋势。磷、钾、钙、镁和硫等元素的取走一般大于以粪肥和商业化肥形态归还的数量。
(图：图14-11950年以前产量增长缓慢的部分原因)
补偿因素的结果，如改良品种、栽培措施、机械、排水，增加施肥和施石灰，防治病虫害等，使1870~1930年间美国俄亥俄州的玉米产量增长了约15%。假如保持了土壤肥力，使用这些开发的技术，作物产量本应增加40%~60%。俄亥俄州的资料表明，仅用某段时期的产量趋势来衡量土壤肥力是错误的。1930~1982年间，俄亥俄州的作物产量增加了2倍。在全美国具有同样显著的增长。技术迅速进步使产量显著增长，肥料只是其中一项。美国农业部1964年估计，如果取消氮、磷肥料，伊利诺斯州的玉米可能减产37%，佛罗里达州的葡萄柚可能减产94%，亚利桑那州的苜蓿可能减产34%。现在这些数值可能还会更大。假若对衣阿华州的玉米不施肥，就可能需要再多29%的土地。这将意味着由于不适宜的土地投入生产，遭受侵蚀的可能性更大。在发展中国家报道过更令人震惊的结果。墨西哥小麦产量从1943年的51.7公斤/亩增加到1978~1980年的240公斤/亩（80%灌溉）。
(表：表14-21930-1979年明尼苏达州生产措施的变化引起的玉米增产量)
栽培措施或限产因素及其增减产单位变化率或变化值1930比1979相差*对1979年产量的贡献公斤/亩净收益(%)1930年前产量水平(公斤/亩)--134-杂交品种双杂交(公斤/亩)24.7100%的面积24.79三杂交(公斤/亩)10.917%的面积1.91单杂交(公斤/亩)20.975%的面积15.76遗传收益(公斤/亩/年)2.450年121.743肥料N(7.5公斤N/亩时公斤/公斤N)18.993%玉米面积133.547植株密度(2050株/亩以上时公斤/百株)47.4127060.321除草剂(公斤/亩)69.993%的