甜菜耕整地機械化

江偉,盧秉福

（1.黑龍江大學(xué)呼蘭校區(qū)管理委員會，哈爾濱150080；2.黑龍江大學(xué)科技處，哈爾濱150080；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080）

甜菜耕整地機械化

江偉1，3,盧秉福2，3*

（1.黑龍江大學(xué)呼蘭校區(qū)管理委員會，哈爾濱150080；2.黑龍江大學(xué)科技處，哈爾濱150080；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080）

介紹了甜菜耕地機械、整地機械、深松機械及其作業(yè)效果，對提高甜菜生產(chǎn)機械化水平具有一定的借鑒意義。

甜菜；耕地；整地；機械化

甜菜是深根系作物，只有土壤深厚,固相、氣相、液相比例適宜，水肥供應(yīng)良好，才適合甜菜生長和塊根膨大，因此耕翻、整地是甜菜獲得高產(chǎn)、高糖的重要措施之一。耕翻深度因土壤條件、機械化水平不同而有所差異，一般應(yīng)達到20～25cm；在土層深厚有條件的地方可深耕30cm結(jié)合增施有機肥。國外甜菜耕翻深度一般在25～35cm，在60cm范圍，隨深翻而增產(chǎn)，最多可增產(chǎn)50%。近年來隨著農(nóng)村勞動力成本的迅速上升，對甜菜機械化技術(shù)的要求越來越高，實現(xiàn)甜菜整地機械化，對減少人工費用，降低生產(chǎn)成本，提高甜菜產(chǎn)業(yè)競爭力具有重要的意義。

1 耕整地機械

1.1 鏵式犁

鏵式犁可分為牽引犁、懸掛犁、半懸掛犁、雙向犁。牽引犁和拖拉機通過牽引裝置連接在一起，溝輪在已開出的犁溝中行走，地輪在未耕地上行走，尾輪在最后犁體所開出的犁溝中行走，作業(yè)效率較低，應(yīng)用逐漸減少；懸掛犁通過懸掛架與拖拉機懸掛機構(gòu)鉸接，犁的耕深可由限深輪或拖拉機液壓系統(tǒng)來控制，耕寬可以通過耕寬調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)簡便；半懸掛犁性能介于牽引犁和懸掛犁之間，但比牽引犁結(jié)構(gòu)簡單，重量比牽引犁減少30%；雙向犁分為全翻轉(zhuǎn)式雙向犁和水平擺式雙向犁，耕地時，垡片始終向地塊的一邊翻倒，耕后地表平整，不留塹溝，適合耕作坡地，也適用于耕作灌溉地、小塊地或形狀不規(guī)則的地，構(gòu)造比較復(fù)雜，但發(fā)展較快。目前常用的有2鏵、3鏵、4鏵、5鏵、6鏵等，國產(chǎn)、進口均有，如1LF系列3鏵、4鏵、5鏵犁，R71系列、R41系列、Master152系列、EurOpal系列，Mirco系列4鏵、5鏵、6鏵、7鏵等。這些犁單鏵幅寬在30～50cm，犁體間距85～100cm，犁架高度70～90 cm，耕翻深度25～40 cm，配套動力50kW～300kW，掛接方式有牽引，也有懸掛或半懸掛。此外還有淺翻深松犁，如1LSF-540、1LSF-535等，驅(qū)動圓盤犁，如1LYQ-722、1LYQ-822等。

1.2 圓盤耙

圓盤耙品種較多，主要有重耙、中耙和輕耙。重型圓盤耙多為牽引式或半懸掛式，耙片直徑為660mm，耙深可達18～20cm，開荒型重耙耙深可達25 cm，適用于粘重土壤的耕后碎土，也可用于粘壤土的滅茬耙地；中型圓盤耙多為懸掛式，也有牽引式或半懸掛式，耙片直徑為560mm，耙深可達14～16cm，適用于粘壤土的耕后碎土，也可用于一般壤土的滅茬耙地；輕型圓盤耙多為懸掛式，也有牽引式或半懸掛式，耙片直徑為460mm，耙深可達10～12cm，適用于一般壤土的耕后碎土，也可用于輕壤土的滅茬耙地。常用的圓盤耙有1BYX系列懸掛輕耙、1BYP系列偏置輕耙、1BY系列折疊輕耙，1BJ系列中耙、1BJP系列偏置中耙，1BZP系列偏置重耙、1BZK系列超重耙等。輕耙工作幅寬1.5～12m，耙片數(shù)18～137片，配套動力18.3kW～270kW；中耙工作幅寬4～8.8m，耙片數(shù)16～81片，配套動力44kW～300kW；重耙工作幅寬2.6～9.5m，耙片數(shù)24～64片，甚至更多，配套動力50kW～300kW，圓盤耙作業(yè)速度6～10km/h。

1.3 齒耙

齒耙可分為釘齒耙、彈齒耙和滾籠耙。釘齒耙釘齒在耙架上呈螺旋線排列，靠自身重量以齒尖入土，在機組前進中撞擊和切碎耕后的土塊，作業(yè)阻力小，耙深穩(wěn)定；彈齒耙耙齒為彈簧鋼片彎成弧形制成，具有一定彈性，因彈齒的顫動又使其具有較強的碎土能力，耙深可達10cm左右；滾籠耙是以圓柱網(wǎng)籠為工作部件的一種整地機械，作業(yè)時，桿條壓入土中，使土塊碎裂，同時又壓實了下層土壤，消除了土層間空隙。

齒耙在整地過程中起到碎土、平土、壓實土壤等綜合作用，耙后地表平整、上虛下實，適宜甜菜等小粒種子生長發(fā)育，由于阻力較小，多作為整地聯(lián)合作業(yè)機組的機具。

1.4 旋耕機

旋耕機是一種用拖拉機動力驅(qū)動工作部件進行耕作的機具，能一次完成耕耙作業(yè)，碎土能力強。旋耕機工作時，刀片一方面由拖拉機動力輸出軸驅(qū)動作回轉(zhuǎn)運動，另一方面隨機組前進作直線運動，先將土垡切下，隨即向后方拋出，土垡撞擊到擋泥罩和平土拖板而細(xì)碎，然后再落回地面上，因而碎土較好，一次完成了耕、耙作業(yè)。目前旋耕機應(yīng)用廣泛，常與起壟機復(fù)合使用，也有與深松、滅茬配合使用。但是，旋耕機功率消耗高，耕深較淺，覆蓋質(zhì)量差，不利于消滅雜草。常用的旋耕機有1DM系列、1GML系列、1GN系列、ZAF系列、Maschio B系列、Maschio C系列等，工作幅寬1.45～3.5m，耕深12～18cm，最大耕深可達27 cm，作業(yè)速度3～5km/h，配套動力40kW～130kW。

1.5 深松機

深松機的主要工作部件是鑿形深松鏟，裝在機架后橫梁上，強度高，結(jié)構(gòu)簡單，磨損后易更換。深松鏟由鏟頭、鏟柱兩部分組成，鏟頭寬度與鏟柱寬度相近、較窄，工作阻力較小，適合行間深松，也適用全面深松。在作全面深松或較寬的行間深松，還可以在兩側(cè)配上翼板，提高松土效果。目前常用的深松機有1S-300、1S-320、1S-370～735型深松機，1SB-570型深松機，Pinocchio系列、Attila系列、Artiglio系列全方位深松機，1SZQ-2.0、1SZ-3.0、1SZ-3.5、1Z360-A、1Z360-B型深松整地機等。深松機工作幅寬1.0～5.0m，淺松深度20～35cm、深松深度35～65cm，作業(yè)速度4～6km/h，配套動力45kW～200kW。

1.6 鎮(zhèn)壓器

鎮(zhèn)壓器分為V形鎮(zhèn)壓器、網(wǎng)環(huán)形鎮(zhèn)壓器和圓筒形鎮(zhèn)壓器。V形鎮(zhèn)壓器每組由前后兩列不同直徑的V形環(huán)和心軸組成，前后列的V形凸緣互相錯開，V形環(huán)的軸承孔與心軸之間有較大間隙，作業(yè)時V形環(huán)除繞心軸轉(zhuǎn)動外，還發(fā)生上下竄動，碎土、鎮(zhèn)壓，壓后地表呈波浪形起伏，可減少土壤風(fēng)蝕；網(wǎng)環(huán)形鎮(zhèn)壓器由網(wǎng)紋凸齒狀鑄鐵輪組成，鎮(zhèn)壓輪松套于軸上，直徑較大，質(zhì)量較重，以撞擊土壤、壓實下層土壤為主，并保持上層土壤疏松；圓筒形鎮(zhèn)壓器由一塊或數(shù)塊鋼板合成或用鑄鐵制成的圓柱筒組成，為了增加鎮(zhèn)壓效果，筒內(nèi)可灌沙增重。目前最常用的鎮(zhèn)壓器是V形鎮(zhèn)壓器，主要有1ZY-12.8、1ZY-10.8、1ZY-8.8、1YZQ-12.5、1YZQ-14型，鎮(zhèn)壓輪直徑450～460mm，工作幅寬8.8～14m，作業(yè)速度6～14km/h，配套動力37kW～150kW。

1.7 聯(lián)合整地機械

聯(lián)合整地機械是集圓盤耙、齒耙、深松鏟、滅茬、旋耕、鎮(zhèn)壓為一體，或者部分組合而成的整地機械，一次作業(yè)即可完成滅茬碎土、耕層淺松、底層深松、整平合墑、鎮(zhèn)壓碎土等工序，作業(yè)后的土壤表層細(xì)碎、平整、緊實，為甜菜播種創(chuàng)造優(yōu)良的種床環(huán)境，適合于甜菜整地使用。目前常用的聯(lián)合整地機有1DF系列復(fù)式少耕聯(lián)合整地機，1DQ系列全面耕耘機，1DSL系列深松碎土聯(lián)合整地機，1SBL系列深松耙茬聯(lián)合整地機，CTC系列保護性耕作聯(lián)合整地機，1ZML-350滅茬松耙聯(lián)合整地機，1GZMN-490、Land Tracker-9400、Diablo-6M、Diablo-7M聯(lián)合整地機，1GY-740耕耘機、Granchio耕耘機等。聯(lián)合整地機運輸寬度2.5～3m,運輸間隙30cm，工作幅寬3.5～7.4m，作業(yè)速度3～12km/h，淺松深度8～25cm，深松深度25～46cm，滅茬深度6～10 cm，齒耙深度5～10 cm，圓盤耙深8～18cm，旋耕深度12～18cm，配套動力136kW～300kW。

2 甜菜耕整地對土壤及甜菜的影響

2.1 甜菜耕整地作業(yè)

2.1.1 耕地作業(yè)耕地機械的種類和型式很多，其中以鏵式犁應(yīng)用最廣。鏵式犁工作時犁體切開一定寬度和深度的垡條后，在犁體曲面的作用下，垡條初步破碎倒在前一犁體翻起的土垡上，犁體曲面的不同決定了鏵式犁的碎土和翻土性能。耕地的基本行走方法有內(nèi)翻法和外翻法兩種，耕后土垡松碎，不產(chǎn)生立垡或回垡，田面平整。耕深應(yīng)隨土壤、動力、季節(jié)等不同而合理選擇，通常在16～30cm之間，土層厚的地區(qū)可達20～30cm，土層薄的地區(qū)可在16～20cm，一般情況下秋耕宜深，而春耕宜淺。甜菜田在耕翻時可根據(jù)土地情況和農(nóng)藝要求選擇合適的鏵式犁與拖拉機組成機組，充分發(fā)揮拖拉機的牽引力和牽引效率，既能滿足生產(chǎn)的要求，又具有良好的經(jīng)濟性。

2.1.2 整地作業(yè)甜菜地耕翻完后，土伐不規(guī)則地分布于地表，塹溝較多，起伏不平，必須經(jīng)過整地作業(yè)使土塊散碎，地表平整，土壤緊實度適宜，耕層形成上虛下實的種床，才能播種，保證甜菜種子發(fā)芽及幼苗生長。

耙地方式有順耙、橫耙和對角耙，順耙的碎土作用小，適用于輕質(zhì)土壤和狹長地塊；橫耙的碎土和平土作用大，適用于較寬的大地塊，對角耙碎土的作用介于兩者之間，平地、碎土作用都較好，機組行進也較平穩(wěn)，適宜于大地塊。這幾種方法可單獨使用，亦可以組合使用。鎮(zhèn)壓有壓實土壤、壓碎土塊和平整地面的作用。常用的鎮(zhèn)壓器多為牽引式，三組呈“品”字形排列，前后組還應(yīng)有一定的重疊度。決定作業(yè)質(zhì)量的主要參數(shù)是鎮(zhèn)壓器的質(zhì)量與直徑，直徑小的鎮(zhèn)壓器接地壓力大，較易壓入土中，直徑大的通過性好，阻力小，壓碎土壤的能力較弱。整地分單項和復(fù)式作業(yè)，主要使用重耙、輕耙、釘齒耙、彈齒耙、V型鎮(zhèn)壓器、網(wǎng)環(huán)形鎮(zhèn)壓器、圓筒形鎮(zhèn)壓器等，對于粘性土壤宜用重型圓盤耙，對于輕質(zhì)土壤一般使用圓盤耙。

2.2 整地質(zhì)量對甜菜產(chǎn)質(zhì)量的影響

2.2.1 地表平整度與機具進地次數(shù)甜菜種子小，含有的營養(yǎng)物質(zhì)較少，往往因發(fā)芽、出苗條件差，在發(fā)芽過程中消耗體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)過多，影響幼苗的生長。甜菜胚根十分幼嫩，在胚根組織分化生長過程中，如碰到土塊容易形成叉根，影響產(chǎn)量。由此可見，整地質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到甜菜播種質(zhì)量和幼苗出土生長狀況以及以后塊根膨大速度和根形的種類。秋季翻地后一直到春播前，要限制農(nóng)機具田間作業(yè)次數(shù)，保護好整個冬季形成的土壤結(jié)構(gòu)，為避免土壤硬結(jié)、風(fēng)干和分散，僅限于必須進行的播種前處理作業(yè)。土壤經(jīng)過冬季熟化后，形成具有毛細(xì)管功能的土壤結(jié)構(gòu)，這可以保障很高的田間發(fā)芽率且出苗整齊。

春季于表土層2～4cm的深度進行破碎土塊和平整土地作業(yè)，這個厚度的土壤團粒必須疏松且平整，必要時放置標(biāo)尺置于地表以下3cm處以便準(zhǔn)確指導(dǎo)田間作業(yè)。春季松土、耙地、平整作業(yè)最好一次性使用聯(lián)動機完成。春季播前作業(yè)1次比作業(yè)3～4次，甜菜產(chǎn)量提高5%、含糖率提高0.16度、叉根率降低6.4%。

2.2.2 種床質(zhì)量甜菜播種對播種前整地質(zhì)量的要求很高。播前整地，主要是造成平整、細(xì)碎、松軟和墑度適宜的播種層，以利播種或移栽作業(yè)，給全苗創(chuàng)造適宜的土壤條件。為甜菜播種創(chuàng)造良好的種床和為幼苗生長、發(fā)育創(chuàng)造良好的土壤條件，在地表3cm厚形成細(xì)碎而有一定緊密度的表土層，利于種子接觸土壤以吸水分，減少土壤水分蒸發(fā)，在3～8cm形成由小土塊構(gòu)成的透水層，源源不斷地供給種子發(fā)芽所需的水分，第一層土壤通常用碎土器或碎土鎮(zhèn)壓器來完成，第二層是用各種耙來完成，使土壤達到平整、細(xì)碎、保墑，上虛下實，對保證種子萌發(fā)，促進其發(fā)芽、成苗有重要作用。整地質(zhì)量好比整地質(zhì)量差的地塊可提高甜菜出苗率20.1%～34.8%，提高保苗率10.9%～26.3%，增加甜菜根產(chǎn)量15.7%～22.28%。甜菜為早春播種，耕翻、整地應(yīng)在上一年秋冬進行，春天耕整地容易失墑，不利于甜菜出苗。一般情況下秋整地比春整地可提高出苗率10%，提高保苗率7%，增加甜菜產(chǎn)量24.6%，含糖率提高1.3度。

2.3 深松對土壤及甜菜的影響

2.3.1 打破犁底層，改善土壤物理性狀深松后土壤含水量正常情況下提高0.8%（絕對值），干旱情況下提高0.6%（絕對值），多雨時降低3%（絕對值），土壤容重可降低0.075～0.097g/cm3，孔隙度增加2.5%～2.9%，深松還可提高耕層土壤平均地溫0.5℃，改善了土壤的固相、液相和氣相的三相比例關(guān)系，并且打破了犁底層。進入雨季時，由于土壤透水性增強，可使雨水滲入到下層，減輕因雨水浸泡而發(fā)生的根腐病。深松地塊甜菜根長增加6.1～10cm，直徑增加0.6cm，甜菜產(chǎn)量提高12.3%～20%，含糖率提高1.3度。深松作業(yè)可結(jié)合整地、中耕進行，也可以單獨進行。在土層薄或鹽堿土地區(qū)采取深松可防止未熟化土壤和含鹽分高的土壤被翻到表層，影響甜菜出苗、生長。深松并結(jié)合施肥，甜菜增產(chǎn)效果更好。甜菜深耕的后效可達3～4年，其中尤以第一、第二年增產(chǎn)效果明顯，在土壤粘重、潛在肥力高的土壤上，深耕后效的持續(xù)時間較長。

2.3.2 活化土壤、增加肥力深松后由于土壤氣相的增加，改變了土壤環(huán)境，土壤中微生物的數(shù)量發(fā)生變化，微生物總量增加86.4%，其中好氣性細(xì)菌增加49.0%、嫌氣性細(xì)菌減少38.8%，氨化菌增加366.97%、硝化菌增加83.68%、亞硝化菌增加54.56%、有機磷分解菌增加26.98%、無機磷分解菌增加18.80%、鉀細(xì)菌增加58.25%，加速了有機質(zhì)及礦物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，提高了土壤中速效氮7.2%～14%、速效磷9.5%～11.6%、速效鉀7.3%～13.6%，為甜菜生長發(fā)育提供了更多的養(yǎng)分。

3 結(jié)論

甜菜耕整地機械化技術(shù)可以疏松土壤、破碎土塊、平整地面，提高土壤孔隙度，增加土壤通透性，改善土壤三相比，防止水分蒸發(fā)，創(chuàng)造上緊下實、透氣保水的土壤環(huán)境條件，尤其是機械化深松，只松土，不翻土，深度可達30～60cm，能夠?qū)崿F(xiàn)人畜力作業(yè)所不能完成的工作，為甜菜種子出苗提供適宜的種床，并為甜菜后期塊根增長和葉叢的發(fā)育創(chuàng)造良好的條件。良好的整地質(zhì)量可提高甜菜出苗率10%～20.1%，提高保苗率7%～26.3%，增加甜菜產(chǎn)量5%～24.6%，含糖率提高0.16～1.3度，叉根率降低6.4%～15.2%。深耕整地同時還能夠起到減少甜菜病蟲害發(fā)生和防除田間雜草的作用。

[1]范素香，侯書林，趙勻.國內(nèi)外甜菜生產(chǎn)全程機械化概況[J].農(nóng)機化研究，2011（3）：12-15

[2]張忠武，張樹寶，趙東升.甜菜生產(chǎn)全程機械化探索[J].農(nóng)機使用與維修，2008（5）：82-83

[3]閻富敏，王明貴.國產(chǎn)配套機械甜菜栽培技術(shù)的研究[J].中國甜菜糖業(yè)，1995（3）：14-19

[4]閻富敏，王明貴.深松在甜菜機械化栽培中的意義和效果[J].中國甜菜糖業(yè)，1991（3）：35-37

[5]曲文章,高妙真.甜菜機械化栽培的機械改裝配套及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中國甜菜糖業(yè)2000（3）：7-10

[6]曲文章，高妙真，谷思玉.甜菜機械化栽培三松耕法的增產(chǎn)效應(yīng)[J].中國甜菜糖業(yè)，1999（3）：1-4

[7]郭百礪.甜菜深松的試驗研究.中國甜菜，1982（4）：14-22

[8]蔣恩臣.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003

[9]單明徹.農(nóng)田耕作機械使用與維修[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2004

[10]Thomas Keller.Soil Compaction and Soil Tillage–Studies in Agricultural SoilMechanics[D].Uppsala:Swedish University of Agricultural Sciences,2004

[11]M.G.Frakes.Minimum Seed Bed Preparation.Proceedings Eighth Generalmeeting[R].The American Society of Sugar Beet Technologists,1954

[12]C.K.Cavalaris,T.A.Gem tos.Evaluation of Four Conservation Tillage Methods in the Sugar Beet Crop[J].Agricultural Engineering International:the CIGR Journal of ScientificResearch and Development,2002,4(6):124

M echanization Technology of Tillage and Soil Preparation for Sugarbeet

JIANGWei1,3,LU Bing-fu2,3
(1.Administration Committee of Hulan Campus,Heilongjiang University,Harbin 150080; 2.Science and Technology Department,Heilongjiang University,Harbin 150080; 3.Sugarbeet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080)

This paper introduced the tillage machineries,soil preparation machineries,mechanical subsoiling and its operational effect in beet field,and a certain significance for enhancing mechanization of sugarbeet production was discussed.

sugarbeet;tillage;soil preparation;mechanization

S566.3

B

1007－2624（2015）01－0050－03

10.13570/j.cnki.scc.2015.01.021

2014-06-24

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目（12541636）資助。

江偉（1973-），男，山東人，碩士，實習(xí)研究員，E-mail:57120448@qq.com.

盧秉福（1963-），男，吉林省梅河口市人，博士、研究員，主要研究甜菜生產(chǎn)機械化。Email：lubingfu@163.com