保護(hù)性耕作機(jī)械的現(xiàn)狀分析與發(fā)展建議

張永明

摘要：多年來高負(fù)荷機(jī)械化耕作破壞了地面的保護(hù)層，導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕、河流泛濫、沙塵暴猖撅，耕地質(zhì)量嚴(yán)重下降。為了遏制環(huán)境的進(jìn)一步惡化，國家提出了保護(hù)性耕作。對秸稈還田機(jī)、深松整地機(jī)、免耕播種機(jī)等保護(hù)性耕作機(jī)械進(jìn)行了分析，指出了存在的問題，提出發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作機(jī)械；秸稈還田機(jī)；深松整地機(jī)；免耕播種機(jī)

中圖分類號：$345

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njWX.2016.05.039

0.引言

我國傳統(tǒng)的耕作作業(yè)工序繁多，翻耕、耙地、整地、平地、鎮(zhèn)壓等一系列作業(yè)程序。為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量，近幾十年來，我國機(jī)械化旱地耕作活動增強(qiáng)，翻耕土地，除掉地面殘茬、雜草，然后平地整地、施肥播種。高負(fù)荷機(jī)械化耕作破壞了對地面的保護(hù)，導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕、河流泛濫、沙塵暴猖撅，耕地質(zhì)量嚴(yán)重下降。

為了遏制環(huán)境的進(jìn)一步惡化，國家提出了保護(hù)性耕作。保護(hù)性耕作技術(shù)是以免耕少耕播種和地表覆蓋為主體的一項農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。保護(hù)性耕作技術(shù)轉(zhuǎn)變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，改革了農(nóng)業(yè)耕作制度，是發(fā)展生態(tài)、環(huán)保、效益型農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。保護(hù)性耕作在全國各地得到了廣泛推廣，尤其是旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，并取了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，受到廣大農(nóng)戶的歡迎。2015年農(nóng)業(yè)部在多地開展保護(hù)性耕作試點，堅持生態(tài)為先，保護(hù)為重，推進(jìn)用地與養(yǎng)地結(jié)合，集成技術(shù)模式發(fā)展保護(hù)性耕作。

從近幾年的保護(hù)性耕作示范工程實施情況看，盡管仍存在一些問題，但總體實施成效還是很明顯的：減輕農(nóng)田水土侵蝕，通過農(nóng)田免耕和秸稈覆蓋有效控制了農(nóng)田水土流失，并起到抑制農(nóng)田揚塵作用；提高農(nóng)田蓄水保墑能力，免耕覆蓋改善了土壤孔隙分布，可以有效地減少土壤水分蒸發(fā)和增加土壤蓄水量；提升農(nóng)田耕層土壤肥力，秸稈還田及減少動土次數(shù)能夠提高表層土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量；省工、省時、節(jié)本增效，通過減少土壤耕作次數(shù)和復(fù)式作業(yè)，減少機(jī)械動力和燃油消耗成本，降低農(nóng)民勞動強(qiáng)度。

1.保護(hù)性耕作機(jī)械的現(xiàn)狀及存在的問題

保護(hù)性耕作技術(shù)的主要作業(yè)環(huán)節(jié)為：①秸稈與表土處理，②免耕播種施肥，③雜草及病蟲害防治，④土壤深松。無論哪個環(huán)節(jié)都離不開農(nóng)機(jī)的應(yīng)用，為此農(nóng)機(jī)部門提出了比較適用的配套機(jī)具。

1.1秸稈還田機(jī)具

以往農(nóng)作物秸稈大多是就地焚燒，然而焚燒秸稈造成的負(fù)面影響巨大，已引起省級政府高度重視，2015年以來陸續(xù)出臺政策，將秸稈粉碎還田直接免耕播種作為主要的解決路徑。秸稈如果不經(jīng)粉碎還田或土壤未經(jīng)深翻，秸稈很難腐爛成肥，而且還容易引發(fā)病蟲害及壓苗現(xiàn)象，降低種子出苗率等。

秸稈切碎還田機(jī)有：4Q-1、4QY-1.5c、4Q-1.5A、4Q-1.8、4Q-2B等型號，以石家莊農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司為主要生產(chǎn)廠家。其機(jī)具特點是：在引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，研制了錘爪型碎茬刀，對在田間直立或放倒的各類秸稈均有良好的粉碎性能。既適用于華北、東北、西北等單季地區(qū)，也適用于華北等兩茬平作地區(qū)。

秸稈粉碎還田機(jī)有：1JHY-150、4JL-1.5、4F-1.5D、4JF-T2A、4JF-150、4QW-155B、2JH-1.8、2JH-0.9等十幾個型號。主要生產(chǎn)廠家有河北農(nóng)哈哈機(jī)械有限公司、河北華勤機(jī)械股份有限公司、南昌旋耕機(jī)廠，連云港市旋耕機(jī)廠、石河子大學(xué)機(jī)電服務(wù)中心等十幾個生產(chǎn)廠家。這些機(jī)具各有特點，均具有良好的秸稈粉碎性能和使用性能。

秸稈還田機(jī)在使用中存在的主要問題：秸稈還田機(jī)械動力不足，還田機(jī)械刀具耐磨損性差，刀片不鋒利，秸稈粉碎過長過大，秸稈粉碎質(zhì)量差以及喂入口堵塞、機(jī)器強(qiáng)烈震動、傳動皮帶易磨損等。

1.2深松整地機(jī)具

深松是在翻耕基礎(chǔ)上總結(jié)出來的利用深松鏟疏松土壤，加深耕層而不翻轉(zhuǎn)土壤，適合于旱地的耕作方法。深松能改善耕層土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的蓄水抗旱能力。深松形成的虛實并存的土壤結(jié)構(gòu)有助于氣體交換、礦物質(zhì)分解、活化微生物、培肥地力。因此，在旱地保護(hù)性耕作中，深松被確定為一項基本的少耕作業(yè)。

目前，我國研制的深松機(jī)具主要有桿齒式、鑿式、可調(diào)翼鏟式、旋耕式和振動式等。其中：桿齒式深松機(jī)和鑿式深松機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，但其松土效果不好，松土范圍有限，且消耗功率較大。翼型桿齒式深松機(jī)安裝有翼型桿齒深松鏟，作業(yè)深度可達(dá)35cm以上，在功能和效率方面有了明顯改進(jìn)。振動式深松機(jī)的松土效果較好，松土深度可達(dá)50cm，功率消耗小，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。單柱式、懸掛式淺翻深松犁結(jié)構(gòu)比較簡單，適用性強(qiáng)，一次作業(yè)可完成土壤的淺層翻轉(zhuǎn)和深層松動。翻轉(zhuǎn)式雙向淺翻深松犁，液壓翻轉(zhuǎn)與深松淺翻相結(jié)合，一次性可完成深松底土、淺翻滅茬等多項作業(yè)，作業(yè)效率高，碎土能力強(qiáng)，主要適于我國北方旱作地區(qū)深松淺翻作業(yè)。全方位深松機(jī)的優(yōu)點是松土范圍大、耕作深度深、作業(yè)效率高、松土系數(shù)大等，但需與大功率拖拉機(jī)配套，且作業(yè)時對地表要求較高。深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)可以降低勞動消耗，減少機(jī)械壓地次數(shù)，提高拖拉機(jī)的功率利用率，降低作業(yè)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果和間接的增產(chǎn)作用。目前我國深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)的品種較少，尚不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)旱地保護(hù)性耕作課題組研制的1SY-120型帶翼鏟深松機(jī)是專為適應(yīng)保護(hù)性耕作的深松作業(yè)而設(shè)計的。該機(jī)具有如下特點：采用從澳大利亞引進(jìn)的鑿鏟式立柱，入土性能好；鏟柱上安裝有翼鏟，且翼鏟的深度可調(diào)。這樣可實現(xiàn)底層單隔深松，表層全面疏松；深松機(jī)鏟柱安裝在前后兩排梁上，相鄰深松鏟之間的橫向和縱向間距大，在秸稈覆蓋地有良好的通過性能；深松機(jī)后帶有紋桿式鎮(zhèn)壓輪，保證深松后地表平整。

深松機(jī)存在的主要問題：一是深松機(jī)具與動力裝備不匹配。深松機(jī)具工作時功率消耗大，需要配套大馬力拖拉機(jī)。很多購機(jī)者不知道深松機(jī)械與拖拉機(jī)如何匹配，常常出現(xiàn)小馬拉大車，限制了深松機(jī)的生產(chǎn)率，并影響了深松機(jī)的作業(yè)質(zhì)量。二是深松機(jī)具主要工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在一些問題。例如，現(xiàn)有深松鏟工作曲面的曲線多采用小弧形或直刀式，工作阻力大，功率消耗大。三是深松機(jī)械品種繁多，但通用性差，很多廠家是根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況自發(fā)研制的，不具備標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的管理條件，為深松機(jī)械的推廣工作帶來一定的困難。四是深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)普遍存在能耗大、效率低、作業(yè)成本高等問題，不適合推廣應(yīng)用。

1.3免耕播種機(jī)

為了防止水土流失，實施保護(hù)性耕作的土壤表層將會覆蓋一定高度的秸稈和根茬，普通的播種機(jī)在這種田地里無法作業(yè)。所以，免耕播種機(jī)除要有傳統(tǒng)播種機(jī)的開溝、下種、下肥、覆土、鎮(zhèn)壓功能外，一般還必須有清草排堵功能、破茬入土功能、種肥分施功能和地面仿形功能。

小麥免耕施肥播種機(jī)目前平作地區(qū)應(yīng)用的主要有：2BMFS-5/10、2BMFS-6/12型免耕覆蓋施肥播種機(jī)；SGTNB-18024/8A8、SGTNB-20024/8多功能覆蓋旋播施肥機(jī)；2BMFS-10型免耕覆蓋施肥播種機(jī)。主要生產(chǎn)廠家有河北農(nóng)哈哈機(jī)械有限公司、河北華勤機(jī)械股份有限公司、石家莊農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)。河北農(nóng)哈哈機(jī)械有限公司的產(chǎn)品已經(jīng)改進(jìn)到第四代。多功能覆蓋旋播施肥機(jī)由西安市旋播機(jī)廠生產(chǎn)。2BMFS-10型免耕覆蓋施肥播種機(jī)為天津市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所與天津市薊縣農(nóng)業(yè)機(jī)械廠聯(lián)合開發(fā)的新機(jī)型。適用兩茬平作免耕，地面有直立或倒伏玉米秸稈及根茬地。

免耕播種機(jī)存在的主要問題是：①小麥免耕施肥播種機(jī)適用機(jī)型少，目前以河北農(nóng)哈哈機(jī)械有限公司生產(chǎn)的機(jī)子占主導(dǎo)地位，經(jīng)過幾代改進(jìn)，該機(jī)具有良好的工作可靠性和適應(yīng)性，尚沒有解決的問題就是溝壟還是比較大。②天津市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所與天津市薊縣農(nóng)業(yè)機(jī)械廠聯(lián)合開發(fā)的新機(jī)型，主要是為了適應(yīng)玉米秸稈回收用作青貯飼料，大力發(fā)展養(yǎng)牛業(yè)的需要，適用地表設(shè)定為根茬地，減小動力消耗；另外采用了長短旋耕刀組合開出階梯形種、肥溝，盡量減少動土量，減小溝壟差距。通過實際應(yīng)用，效果不錯，但是尚存在較輕的掛草現(xiàn)象，溝壟差距縮小的不是很明顯。③西安市旋播機(jī)廠生產(chǎn)的多功能覆蓋旋播施肥機(jī)雖然具有很好的性能，但是其播種行距不適于兩茬平作地區(qū)，所以要在兩茬平作地區(qū)應(yīng)用，需要開發(fā)新機(jī)型。

2.對保護(hù)性耕作機(jī)械的發(fā)展建議

隨著保護(hù)性耕作技術(shù)的不斷推進(jìn)，研制新型的保護(hù)性耕作機(jī)械十分必要。耐用性強(qiáng)的高質(zhì)量深松機(jī)毫無疑問是主流。我國的保護(hù)性耕作起步較晚，而且普通散戶農(nóng)民的農(nóng)田地塊較小，機(jī)械作業(yè)的連片作業(yè)效果顯現(xiàn)的并不明顯。但是，國家正在推行土地“適度”規(guī)模經(jīng)營，這也是對保護(hù)性耕作的一種政策支持。目前，我國的保護(hù)性耕作機(jī)械如深松機(jī)，制造水平距離國際農(nóng)機(jī)具巨頭還有很大的差距，有些國產(chǎn)深松機(jī)的使用壽命只有一個作業(yè)季，而國際農(nóng)機(jī)具巨頭生產(chǎn)的深松機(jī)可以使用幾十年。從深松機(jī)設(shè)計時的機(jī)身彎度怎樣才能節(jié)省動力，到機(jī)具所用的金屬元素配比怎樣才能讓機(jī)具更堅固，這些都需要國產(chǎn)深松機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在抓住這次機(jī)會的同時去用心研發(fā)，用心去提高產(chǎn)品品質(zhì)。一是要在設(shè)計上考慮技術(shù)創(chuàng)新，采取有效措施減少功率消耗，提高機(jī)具的作業(yè)效果和工作效率。二是要提高產(chǎn)品的制造工藝水平，保證整機(jī)及工作部件質(zhì)量，從而保證機(jī)具的工作可靠性。三是要對機(jī)具生產(chǎn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理，制定出機(jī)具的技術(shù)分類、制造標(biāo)準(zhǔn)和驗收標(biāo)準(zhǔn)，以便于推廣。四是要發(fā)展“一機(jī)多用”的聯(lián)合作業(yè)機(jī)，研制適應(yīng)不同地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的多功能聯(lián)合作業(yè)機(jī)。五是要加強(qiáng)農(nóng)機(jī)信息管理，對各地區(qū)的農(nóng)機(jī)進(jìn)行合理配置，實行跨區(qū)作業(yè)。避免農(nóng)機(jī)閑置時間太長而影響農(nóng)機(jī)的利用率，從而增加農(nóng)機(jī)戶的收入。