美國在經歷了上個世紀三十年代的黑色大風暴后終于意識到常年的翻耕讓土壤裸露是造成水土流失最主要的原因‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 政府開始制定并頒布一系列法律法規以保護國土資源并對采取保護性耕作技術的農場進行補貼大力發展可持續農業‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 目前美國運用最廣的保護性耕作模式主要有完全免耕、條帶耕作和垂直耕作三種模式，全部是秸稈全量還田‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 全美小麥、玉米和大豆60%以上的農田采用了保護性耕作技術，而且這個比例還在不斷加大。

　　作為美國保護性耕作技術的領先企業，美國大平原制造公司(以下簡稱“大平原”)從90年代中期開始研發用于保護性耕作的耕整地設備，垂直耕作技術是其主推的具有農機農藝融合的保護性耕作技術，在美國推廣得非常成功，特別是在美國玉米帶地區，其受歡迎的程度越來越高。

　　農作物論文范例：秸稈營養生長基成型裝置的設計與試驗

　　大平原對于垂直耕作系統的定義為：作為一系列耕作指導原則，旨在通過垂直深松、秸稈還田以及土壤表面垂直耕整方式提高土壤吸納和儲存水分的能力，增加土壤有機質含量，促進作物根系發育和營養元素吸收，最終實現種植收益最大化。 垂直耕作系統有別于其它傳統耕作模式的最大特點就是所有設備垂直于土壤水平面方向運動，其目標是為打破板結層并且防止新板結層產生。 利用垂直耕作模式創建均勻的土壤密度，修復被破壞的土壤結構，通過秸稈還田，切碎秸稈平整苗床，為作物生長創造理想的土壤條件。

　　垂直深松機可全方位消除土壤板結層，徹底打破土壤板結層。 在作業過程中，不打亂耕作層，不擾動地表，不翻動土壤，實現全方位垂直深松。 自動防過載的深松鏟在土壤中通過時形成持續波浪效應，使得整個工作深度上的板結層形成開裂，但在土壤表面不留深刻痕跡，堅硬的板結層被全方位破碎。 深松后地表平整，保持植被完整性，最大限度減少土壤跑墑。 在大量秸稈地里作業完全不堵塞，一旦深層的板結層被消除，健康的土壤耕層每年都要進行維護，避免或減緩板結層的產生。 比如在澇的季節進行收割或播種都很容易形成新的板結層。

　　大平原的垂直深松聯合整地機主要運用于一些氣候寒冷、土壤粘重地區，例如，美國玉米帶北部高寒地區、烏克蘭和俄羅斯的黑土帶，這些地區因為氣候寒冷，農民們希望能夠在打破板結的同時將部分秸稈混拌到地里，露出更多一些黑土，春季地溫升溫就會更快一些，這時垂直深松聯合整地機就能滿足需求。

　　任何切進土壤的機具都會造成土壤密度變化層。 這些機具切土部件在作業時，其下方土壤被壓密; 上方土壤被抬起翻動。 聯軸式和凹面圓盤機具也因造成密度加大的板結層被越來越多專業農場放棄使用。 垂直渦輪圓盤的作業原理是垂直進入離開土壤，不會對土壤造成淺層板結。 春季播種前進行垂直渦輪圓盤耙進行一遍秸稈淺層碎混作業，這種做法在美國農場比較普遍被采納。 播種前進行垂直耙作業有諸多好處，其中最重要的作用就是，平整出苗床、切碎秸稈、提升免耕播種機的播種質量。 其它作用，例如如果地溫低，通過一遍淺層垂直耕作，可以提高地溫，提早幾天播種。

　　大平原2016年開始在中國推廣垂直耕作模式，堅持不懈用微薄之力一點一滴地推廣保護性耕作，也找到了真正認可這種先進模式的合作社。 如黑龍江省龍江縣的超越合作社從2018年秋收后大面積采用大平原垂直耕作模式，取得了驚人效果，不僅不需要將秸稈離田，還實現了秸稈碎混處理作業與深松作業一體化完成，實現了整地作業與深松作業有效銜接，發揮了深松技術優勢，減少了農機進地作業次數，降低了生產作業成本。

　　推廣試驗表明，通過秸稈碎混作業，使其與表層土壤充分混勻，并在土壤中分解腐爛，達到改善土壤結構、增加有機質含量、促進玉米等作物增產效果。 秸稈碎混只發生在土壤表層，表層秸稈覆蓋且覆蓋量可調節，蓄水防風效果好。 以前合作社都要通過翻埋將秸稈翻入地里，黑土裸露風沙大的時候地里揚塵非常嚴重，而且春季播種前需要做水種植。 而且，翻地徹底破壞植被根系，將底層土壤翻至地表，無植被覆蓋，導致水分大量散失，降水后地表徑流沖刷土壤，水土流失現象嚴重。

　　超越合作社算了一筆賬，與傳統翻地模式比較，2018秋季和2019春季采用垂直耕作種植了7000畝玉米。 結果每畝增產干糧85斤，也就是有59.9萬斤額外增收，按0.8元/斤，約為47.9萬元的收入。 另外，垂直耕作也節約了畝作業費。 按每公頃節省1000元計算，總計有46萬元。 一增一減就有接近100萬元的收益。 所以，垂直耕作不僅實現了秸稈全量還田，更重要的是促進了作物出苗增產，并降低了水土流失。

　　垂直耕作秸稈全量還田模式不但解決了秸稈處理問題，并且在作業中應用了世界上最為先進的垂直耕作技術，克服了其他模式耕作后耕層內凸凹不平、苗長勢不齊的問題，一般不出現 “三類苗”，有利于提高產量，一舉多贏。 垂直耕作模式實現蓄水保墑，作業費用比秸稈翻埋模式低，并且保墑效果好，有利于出苗。 優化水資源利用，是水土肥三要素綜合優化的一項生態型技術。 垂直耕作為農業生產者創造了雙贏局面，同時又保護生態環境，實現農業綠色可持續發展。

　　作者：章世妍