正确的耕作方式是有史以来人类一直在认直探索的重大课题。土壤耕作是传统农业中耕 作、栽培、施肥三大支柱的最基本、最古老的一环。30年代，美苏等高度发达的工业国家因 相继发生“黑色尘暴”而极力提倡免耕。70年代末，美国政府称免耕法是美国对人类的一大 贡献；加拿大、澳大利亚等国甚至立法取消铧式犁，这些引起人们对铧犁耕翻的深刻反思。 应不应该取消翻耕，机械耕作在农业生产中的作用是什么，它对调节土壤的水肥气热，对作 物和微生物的作用如何评价；对美国极力提倡的免耕法、前苏联威廉斯主张的平翻耕法的团 粒结构理论、以及我国五千年精耕细作的优良传统又如何评价?这些涉及机械耕作中肥力转 化和增产理论机制的二个基础理论问题，引起了广泛重视和立项研究。

自1975年以来，我们在对“深松耕法”增产理论和肥力转化机械应用理论研究的基础上 ，又对古今中外的耕作理论和技术进行了广泛的调查研究，总结出了虚实并存耕作理论和技 术，经过多年试验研究，取得了初步成效。我国正向现代化迈进，它对充分挖掘农业增产潜 力，实现农业的持续稳产、高产、防止土壤退化，对实现我国农业的两个根本转变和农业现 代化具有重要现实意义；它深刻地揭示了人、畜、机耕的耕作原理，是农作学的基础理论研 究重要内容之一。

虚实并存耕作的产生及其原理

20多年来，我们在科研和生产及理论与实践中，反复运用“应用理论―生产技术―基础 理论”的研究模式，农机与农艺相结合，教学、科研、生产相结合，使理论研究和生产实践 都取得了进展，现在已基本形成了包括指导理论、应用技术、配套机具的虚实并存耕作体系 。虚实并存耕作，既不同于前苏联的平翻耕作方式，也不同于美国、欧洲等国家近几十年推 行的免耕耕作方式，是具有中国传统精耕细作特色，免耕与多耕相结合的一种全新的耕作方 式，是对高孔隙度的疏松土壤―虚土和低孔隙度紧实土壤―实土，在空间和时间上并列组合 与交替运用的一种全新耕作方式。
这种耕作方式的基本原理就是虚实并存效应。这一概念是我们在1978年提出来的。我们 从对土壤水肥气热、作物生理生态、土壤微生物区系分析及农田近地环境等方面进行的大量 测试，获得的60余万系统数据中，揭示了这样一个重要原理：当耕作的疏松土壤(虚)与未扰 动的免耕的紧实土壤(实)的孔隙度差值达到一定量(10%以上)时，并以一定距离(间隔)和深 度，同时并列存在于同一耕层之中，就会改变土壤水、热通常的上、下垂直运移规律，出现 侧向的水平运移，从而改变耕层中水热、养分分布状态，创造出一种独特的土壤环境，促使 生活其中的作物根系和微生物发生一系列生理生态变化。可以在提高农作物产量的同时，使 实部土壤提高有机质含量，即培肥土壤。这样，在整个耕作范畴内实现了“用养结合”，我 们把这种现象称为“虚实并存效应”。这是通过人工创造，可以在世界各地耕地上存在的人 工自然现象。如在东北蓄水农业黑土区进行的间隔深松(间隔30～70cm，深度30cm)，虚部10 %以上，这样即可产生虚实并存效应。这种效应可以协调耕层土壤的水肥气热供蓄矛盾；协 调微生物与作物根系需要好气、嫌气环境条件的矛盾；协调耕深与动土量，用地与养地，经 济高效与低耕等诸多矛盾。

虚实并存耕作技术的试验、推广与成效

虚实并存效应原理是建立科学的、合理的耕层结构的理论基础。以虚实并存效应为核心 ，在不同地区以不同深度、间隔、部位、时间进行间隔耕作，就可以形成一系列虚实并存耕 作的单项技术。

我们在黑龙江省的巴彦、海伦、宝清、呼兰，河北省的南皮、永清、献县、河间等县市 ，与当地科技人员共同进行了不同土壤条件，不同旱、涝及平年的多种作物，上百个点次的 连续试验测定，验证表明：①虚实并存耕作可使粮豆作物增产7%～15%，块根、块茎作物增 产17%～25%。同时能够大幅度减少耕作动土量(比全耕减少动土量2/3～3/4)，节能、节省人 力资源，降低生产成本。黑龙江省间隔深松比全面翻耕节油467%～784%，节省钢材45% ，提高工效2倍以上，降低成本688%。②改善了水土条件，增强了抗水旱灾害能力。虚实 并存耕作创造了土壤耕层水库，不会产生地表明水迳流，减少非生产性蒸发损失。打通天上 水和地下水的通道。在多雨区抗洪汛，将降水化整为零，截留在广阔农田中。在缺雨干旱区 可利用虚实并存效应将3/4的实部雨水集中到1/4的虚部深层储存起来，遇旱时发挥作用。在 东北、华北平原可蓄水调节季节性旱涝，抗春旱，防夏涝，增加耕层有效水达4%。在丘陵漫 岗坡地可减少水土流失，实现抗蚀保土，比梯田、丰产沟等方法省时省工、降低成本。③减 轻了对农田的污染，保护了地面、地下水资源，改善了农田环境。虚实并存耕作可使除草剂 和化肥不随迳流进入江河和地下水中，防止污染环境。④实现了用地与养地相结合，保持了 农业生产的后劲和可持续性发展。虚部增强了好气微生物的活性，提高矿化分解强度约5%， 比全翻的耕层还强。好气性土壤微生往年就是小化肥厂，将有机物转化为速效养分源源不断 地供给作物。同时实部又促进腐殖化作用，防止非生产性淋溶流失，保持地力。⑤继承中国 的精耕细作优良传统，实现了持续发展。