[提要] 在几年之内，美国的许多农田将不用铧式犁耕田。在大部分情况下，不犁田的种植（但用除草剂），可节省劳动力、能源、水和减少土壤流失。
本文译自Scientific American，Vol. 236，NQ. l，1977. 作者Glover B. Triplett. David M. Van Doren。
好多世纪来，铧式犁一直是农业的基本工具，用来粉碎和翻转泥土。人们所熟知的犁耕是一系列农业操作的第一步，但是在一个大的和面积继续扩大的农田上，犁地已被一种“免耕”或大量“少耕”的耕作制度所取代。新作物的种子直接播种在前荏作物的残茬覆盖的泥土上。控制杂草，耕地的这个首要目的，主要由施用除草剂来解决，部分也由于作物的残茬成了泥土上的覆盖物，抑制了不需要的植物的生长。这种新方法的主要好处在于减少了农作的劳动成本和实际消除了土壤受风和水的冲刷（流失）。
在美国的中西部，四、五十年以来，农民种植玉米，到收获季节为止，田里要耕作十次左右。先是犁地，紧接着是拖平或耙地，以粉碎泥块使之成为细又实的苗床。在作物出土前，为了消灭与作物同时出土的杂草，田里要浅浅地耕耘一次。在作物生长过程中，田里还要中耕2 ~ 4次之多，主要为了控制杂草的生长，当玉米长到足够的高度，遮住了阳光，终于抑制了杂草的生长，但如果田里草特别多，就要用一匹马或骡子拖的小型中耕机再中耕一次，即使当玉米已长到近乎一肩高的时候，常常还要用手工劳动来拔草或锄草，以消灭在连作田里的杂草。
种植棉花，也是这样耕作。在一些谷物的生产上，例如小麦、燕麦和大麦，所需要的耕作就少一些，一旦作物长起来，而又很紧密，就没有空余的地方让中耕机来工作了。
这些耕作的方式，经过了长时间的发展，一直被认为代表着最好和最可靠的耕种方法。它们能够准备很好的苗床，和有效地控制杂草，造成一个疏松透气的，通常能够很好吸收雨水的土壤。耕地把前茬作物的残余连同某些有病的植株和危害作物的害虫一同埋入土中，最后，耕地还能提高施在田里的化肥的效力。
那么，有人自然会感到奇怪，为什么有人会想到免除或减少这样牢固地形成的做法呢？简短地说，理由就是在正常的情况下，取消或减少耕作，能使农民的工作更简单，更有盈利。尽管广泛地依靠犁地，但这种精耕细作的生产方式，仍有其不利的方面。耕作对动力和劳动力的需要很高，尤其是在播种季节。而且大多数作物最适宜的播种期又是很短的，所以，农场工人能在最合适的时机耕翻的土地的面积是有限的。耕翻从土壤表面除去了前茬作物的遗留物，使土壤更容易受到侵蚀的影响，那样，就减少了土壤的农作潜力。裸露的土壤中水分的蒸发和流失，比表面有作物遗留物覆盖的土壤大，会使作物相对缺少生长所需要的水分。
—个早期的更改现存耕作方法的努力，约发生在三十年前。这是密执安州立大学土壤科学系的教授Bay L. Cook设计的“犁 - 播”方式。这个方式先全面犁地，而进一步耕作则限于播种的行里。那是间隔40英吋的一条6 ~ 10英吋阔的，被充分耕细的作物行，可以让播种机很好地在上面工作。土地在第一次耕翻后，可以很容易地吸收水分，但是，种植行之间的土地，在第一次耕翻后，就不再续耕，因而流失和侵蚀就减少了。
这种方式，在玉米地带内只是有限地被采用。为了使这种方式达到成功，对土壤条件的要求，要比常规耕作方式高，每一项操作，都必须仔细地完成。耕作上的一个原理是，连接的操作可纠正早期的差错，而“犁 - 播”方式提供较少的纠正机会。而且，犁地经常必须在合适的播种时机进行，不能提早，这样，在一定的劳动力供应条件下可以处置的土地严重受到限制。
Edward H. Faulkner是俄亥俄州的一个县的农业经理人，兼农场主，他设计了一种早期的省略犁地的耕作方式，他用圆盘耙耙地，不像犁地那么深，也不翻转土壤。这个方式也包括留下一定数量的作物残荏在土地上，以减少侵蚀。Faulkner把他的方法写进一本书，《农夫的蠢事》，出版于1943年。那时，犁地事实上被看作是农业的同义词。所以，那本书引起了许多争论。
“覆盖物耕作”是Faulkner方式的一个变化形式，在这个方式中，播种前把地耕好，然后在播种时或播种后，盖上一层肥料，覆盖的肥料帮助保护土壤和减少侵蚀。
在1950年初，发展了一种叫做“耕播”的一次完成的耕作方式。一台特制的机械，在作物种植行间工作，在耕作的同时播下了种子。机械上的除草平铲（Sweep）工作在作物行间的土地上，可以消灭杂草。
耕作实际中的改变，往往是通过实践而被农民采用。与研究人员和农业设备推销员努力的结果相比较，后者的影响较少。当一种新的操作设想或机械被引进，少数农民会对它作出估价。如果产量不受影响，并且这一革新能解决一些问题或是降低成本，那它就会被接受，其他农民也将采纳它。
用这个标准来衡量，没有一个早期的废除习惯犁地的耕作方法是进展得顺利的。从发展的角度看，不同的耕作方式，对减少土壤侵蚀和解决犁地所带来的一系列问题，是令人满意而受到鼓励的。但进行尝试的农民在控制杂草上遇到了困难，特别是那些多年生的杂草，他们的产量降低了。
解决草的问题，是从另一个方面发展的。当拖拉机正代替挽用牲口，含氮的化肥变成廉价是可以广泛使用的时候，选择性除草剂问世了。第一种选择性的除草剂是2，4-D，在1940年后期被介绍给农民，证明对控制玉米田的阔叶草很有效。虽然耕作有效地控制了玉米行间生长的草，而耕作机械不能达到消灭行间的草，除草剂证明是能控制这些草的，这样，减少了对手工劳动的需要。
大多数的除草剂都是有机化合物，可以用量小而达到目的，而且对人畜都是低毒的。自从2，4-D问世以来三十多年里，发展了可供不同作物施用的100多种选择性除草剂，一些是施在杂草的叶子上起效果的，另一些是在土壤中起作用，遏制草籽的发芽或杀死刚出芽的子叶。
理想的除草剂，最好能控制除所种作物以外的一切植物的生长，这还有待于新的发展。许多除草剂对几类草最有效，例如一年生杂草和一些阔叶植物。所以，一个常见的做法是至少把两种除草剂混合使用，以扩大除草种类的范围。单是消灭玉米田杂草，“环境保护所”就批准了将近二十种不同的除草剂。
除草剂的作用有不同的方式，一些抑制杂草植株的生长，另一些破坏杂草的光合作用或酶的系统，再有一些是使草叶枯干。关键的问题是除草剂不能伤害作物。这个目的可经过下列方法达到：作物对除草剂的代谢能力；除草剂施在草上而不施在作物上；或者合适地排好作物种子和草籽、除草剂之间的位置。
起初，除草剂的施用，只是作为犁耕的一个补充。大多土地还是沿用犁耕的方法。随着时间的推移和许多有效除草剂的引用，农民们开始免去一些在播种前或幼苗出土前的耕翻。此外，还减少了作物生长期的中耕。除草剂也控制住了好些使人麻烦的多年生杂草，进一步减少了对重复耕耘的需要。由于有了有效的除草剂，现在“覆盖物耕作”“耕播”方式和“Faulkner”技术都成为可行的，而被农民广泛地采纳和应用，成为一个减少耕作的发展趋势。
这个趋势发展到最后，形成一种不包含犁耕的生产方式。最先朝这个方向努力的，是一些改进牧场的计划。分布于牧场的土地常常不适于中耕作物的生产，因为地形陡峭、多石或其他特点使犁耕困难或不能犁耕。在牧场上施用了除草剂，消灭了非生产性植物的生长，使饲料作物的生长得到保证。
据我们所知，第一个证明中耕作物可以不用耕作来种植，是约二十年前密执安（Michigan）—家化学制品公司的代表所达成的。在一块长着草皮的地上，喷了除草剂，杀死了杂草，然后种上玉米种子。可是在那时，为了取得好的除草效果，必须重复地施用除草剂，只是在十年后，许多有效的除草剂被应用了，种植中耕作物的免耕方法，才被农民所广泛采用。
现在采用的“喷雾 - 播种 - 收获”方式，使用了免耕，无耕，草皮播种，直接播种和狭缝播种等名称。以中耕作物玉米来说，农民先在田里喷除草剂以杀死任何杂草，和防止土壤中未发芽的种子的生长。下一步是施用化肥，化肥可以干施，但常常溶解后带除草剂一同施下。机器切开土壤表面的作物残株，播下种子，把种子置于适当的位置而且覆盖上，所有这些，都在一次作业中完成。土地除了播种机开的2 ~ 3英吋播种行外，都不受翻动，通常在收割前不需要其他的操作了。
玉米是最广泛地用免耕法种植的行播作物，其他作物用这种方法生产成功的是大豆、棉花、花生、小麦、烟草、谷类、高粱、饲料作物及某些蔬菜。
耕作的消除，意味着农民必须依赖除草剂来控制杂草。由于没有一种除草剂单独使用，可以完全使人满意。必须精心考虑除草剂的混合使用，以达到最好的效果。这些除草剂必须既能消灭播种前存在的杂草又无碍于作物的生长。
常规耕作的一个效果，是能把施于土地上的化肥，很好地混合于土壤中。在免耕法中，这样的混合过程就没有了。这个变化，对时常为作物施用的三大要素（氮、磷和钾）来说，已不成一个问题。氮肥是可溶的，因此流动性强，可以随雨水或灌溉而渗入土中。磷肥和钾肥的活动较慢，但是免耕法所特有的覆盖物，可保持着近土壤表面的水分，因而作物的根也就生长在这层含有固定养分的土层里。
在饲料作物的生产中，一个进一步的革新方法是把另一些饲料作物的种子引进牧草地。例如：把豆科植物的种子种入牧草地，许多所需要的豆科植物在牧场或牧草地上，不能一次就保留下来，必须一次又一次地再种上。豆科植物作为动物饲料的蛋白质来源和牧草的氮肥，都是很合乎需要的。
许多地区的草地是由多年生植物组成的，这些植物所要求最适宜的温度的范围很狭，所以它们或是在一年中较温暖的时候，或是在较凉爽的时候，才长得最好。把不同的温度需要的一年生植物引进这些草地，以充分利用这些土地的生产时间。例如：把冬小麦（一种寒季一年生作物）种入美国东南部的百慕大草（Bermudagrass）草地（一种暖季多年生植物）。
相似的措施也被用于更好地利用一年生作物的生长季节。一个办法是在第一熟作物收获后或是在完全成熟之前，种下第二熟作物。在美国一个通常的复种安排是在谷类作物收割后种大豆，在这实践中，免耕法起了很显著的作用。
谷类作物的收割要比大豆的最适宜播种期晩几个星期，如果要想种大豆成功，就必须种得快，长得快。播种机配备有犁刀或切割轮，可切开谷类作物的残根，大豆可在谷类收割后立即种下去。施下苗前的除草剂，以消灭谷类残根周围的杂草和预防大豆播种后杂草的滋生。由于用了免耕法，二熟作物在美国的北部的界限，被（向北）延伸了好几百英里。
我们提到过，减少耕作或免去耕作的一个主要的好处是减少土壤的侵蚀。几乎任何的减少耕作和土壤覆盖物相结合的方法，对减少侵蚀，都有意义的。但是，完全免去耕作的方法，对减少侵蚀的效果最显著。在1969年，俄亥俄州科西克顿附近的农业部北阿巴拉契亚山实验分水岭研究站有一块试验田。免耕条件和常规耕作条件下种的玉米，按大小一英亩至几英亩，排列在几个分水岭上，用仪器测量暴雨时田里水土流失的情况，在七月份的一场五英吋的大雨中，常规耕作的田特别容易受到侵蚀，一块坡度6 ~ 8%的田里造成了流失超过20吨/英亩。在—块坡度20%的田里，玉米用免耕法种在杀死杂草的草地上，流失少于100磅/英亩。
因为泥土受侵蚀破坏的结果，坡度20%的田对常规耕作种植中耕作物来说是太陡了。这样的坡度也接近了农机设备安全操作的上限界线。因为用免耕法可以上百倍或更多地减少侵蚀，在起伏的地面种植行播作物就变成实际可行。虽然许多山地里都有高产的地，过去的做法都种上饲料，作为一个保护土壤的办法。用了免耕法，这些土地中可取得更高的比例来种植经济价值更高的作物。
耕作最少的田的泥土流失显著地少，所以也改善了溪水的质量。因为除草剂是免耕或少耕法的基本附属物，我们也观察过化学除草剂的流失。当除草剂施用后几小时内下雨，这时除草剂随水流失量最高，但总的流失量是微乎其微。我们测量过，在除草剂施用后两天之内下雨，甚至在除草剂未发生任何作用之前，虽然雨量很大，除草剂的流失每英亩只几克。在一个分水岭上，田有好几千英亩，播种和施用除草剂是逐块进行的，全面完成需要4 ~ 6星期，如果有一场大雨，足够以造成除草剂的很大的流失，也只能影响到一些比较容易流失的个别田块。
我们说到过的免耕法另一个优点是节省时间和劳动力。常规的耕作方法需要相当大量的动力和劳动力去准备苗床。虽然在一些情况下，部分的耕翻可以在播种季节前完成，而在侵蚀已成为危险的田里，就不能这样做了。问题还发生在农民在总共很短的耕作期间内，遇到雨，只能停止操作，从衣阿华州向东至大西洋海岸一带，播种期间的下雨和湿土，对播种是个威胁。
把作物直接播种在不耕翻的土地上，操作快而且对动力的要求比较低，这样就减少了对大型拖拉机的需要。每当土壤的湿度能进行各种类型的耕作时，播种机也就能工作。
免耕法的另一个必要操作是施用除草剂，可在播种的同时很快地完成。一般采用免耕法能够可指望提高农场工人的劳动生产率三倍之多。对燃料需要比常规耕作减少三分之二。
在控制杂草和作物生长的要求吻合之后，决定着作物对耕种反应的最重要因素是土壤的排水性。排水性越好，耕翻的需要就越少。在排水良好的土地上，假如土地表面60%以上覆盖着前作物残荏，免耕法将是最好的作物生产方法。幸运的是因为排水最好的地都在起伏的地带，在那里侵蚀正是一个问题。
前作物的覆盖物，减少了蒸发保持了土壤的水分，也增加了土壤对雨水的吸收，避免土壤因雨水而流失。覆盖物也保持了土壤的耕作层或良好的结构，使得不被耕作所打破。而且在不耕土地的覆盖物下面，蚯蚓经常是大量的存在，蚯蚓越少受惊扰，越有利于它们来改良土壤的结构。在这些条件下对作物是有利的，比常规耕作种植的玉米产量要高10 ~ 20%。我们测量了几年在排水良好的连作玉米田的产量和另外三年中一年种玉米，二年种其他作物的轮作田的玉米产量。连作玉米田上，免耕法比常规耕作的产量要高18蒲式耳每英亩一年，在轮作玉米田上，也增加7蒲式耳每英亩一年。[一蒲式耳=35.238升（美），一英亩=6.075市亩]
不是每一种土壤类型和土壤条件都适于免耕法的。在排水不良的土地上，早春期间，覆盖物保持了土壤中过多的水分，这些水分阻止了地温的上升和影响了作物的发芽和生长的速度。从另一面讲，在热带，覆盖物下比较低一些的温度却成了优点。在那里裸露土壤表面的温度可达摄氏50°（华氏122°），高得足以损坏幼苗。
我们发现在排水不良的连作玉米田上，免耕法种植的产量比犁地的低30%，这些差异要二到三年后才产生，而它们不出现于轮作情况中。我们怀疑是否一些病菌集结在不耕翻的排水不良的土壤中。如果在上期秋季或冬季犁过的田里，常规耕作的连作玉米产量和免耕法相同。
在减少耕作的方式中，有害的杂草和病虫害比常规耕作中更成问题。随着耕翻的减少，农民更需要依赖于适当地使用除草剂。耕翻打乱了害虫的栖息处而有助于控制害虫。反之，一层覆盖物为各种害虫准备了隐藏处和适宜的产卵的地方。粘虫在耕翻田只是偶然碰到的问题，曾经整块地破坏了用免耕法种植在杀死的草皮上的玉米。田上盖着覆盖物，蛞蝓更流行了，也使田鼠的数量增多，它们在种子发芽前就吃掉了种子。这些不同的害虫都能被成功地控制住，但农民必须留心去分析这种性质的问题，并且不等它们成为严重的时候就作出处理。
以40或50年前的耕作方式作为对照，能发现一个强烈的倾向已经出现，即是采用减少耕作的方式。土壤侵蚀协会所作的一份调查中指出，1976年在美国约730万英亩土地用免耕法种植了和另外5,250万英亩从常规耕作的水平上减少了耕作，常规耕作的数目是21800万英亩。在1975年农业部出版的关于耕作的最低限度的评价中预言，在2010年90%以上的土地的作物将用减少耕作的方法种植，其中一半以上将是用免耕法的一些方式来种植的。
（吴朝阳、钱孝维译 杨锡山校）