保護(hù)性耕作條件下深松機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

楊雪峰+++范旭輝+++袁洪印

摘 要：保護(hù)性耕作是農(nóng)業(yè)發(fā)展和自然環(huán)境矛盾激化的產(chǎn)物，它集中配套了多項技術(shù)，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而作為保護(hù)性耕作的重要技術(shù)，深松可以起到抗旱、保水、保肥、排水等目的，使農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度增加。本文介紹了保護(hù)性耕作技術(shù)；闡述了深松機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；提出了保護(hù)性耕作條件下深松機(jī)發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；可持續(xù)發(fā)展；深松機(jī)

中圖分類號：S222 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032022

引言

由于傳統(tǒng)機(jī)械耕作方式的多年運(yùn)用，風(fēng)蝕、水蝕越發(fā)嚴(yán)重，時常會有農(nóng)作物大片傾斜歪倒，影響作物的收獲，致使糧食的質(zhì)量和產(chǎn)量降低。為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的同時，保護(hù)好農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)可再生發(fā)展，應(yīng)積極采取土壤深松等保護(hù)性耕作技術(shù)。

隨著全球農(nóng)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外深松技術(shù)的運(yùn)用已比較普及。土壤深松不僅能夠打破犁底層，增進(jìn)土壤透氣、透水性，還可以減少風(fēng)蝕水蝕，提高畜水能力[1-4]。

1 保護(hù)性耕作技術(shù)

出現(xiàn)保護(hù)性耕作技術(shù)的直接原因事件是美國“黑風(fēng)暴”如噩夢一般的到來嚴(yán)重破壞了人類生存環(huán)境，進(jìn)而引發(fā)了人們的反省和深思。保護(hù)性耕作在我國被定義為“將大量秸稈殘茬覆蓋地表，在保證種子發(fā)芽的基礎(chǔ)上盡量減少耕作次數(shù)，控制雜草和病蟲害基本依靠農(nóng)藥的耕作技術(shù)”[5-6]。覆蓋秸稈、少耕免耕、化學(xué)去草、機(jī)械深松是其主要技術(shù)[7]。

目前適合東北地區(qū)（尤其是吉林?。┑谋Ｗo(hù)性耕作技術(shù)模式主要有3種。

1.1 寬窄行交替種植模式

該種保護(hù)性耕作技術(shù)模式是把平均壟距650mm的種植，變成行距分別為900mm和400mm的種植。寬行和窄行隔年輪流替換種植，每年僅寬行深松一回。秋季收獲后在田間地表保留高根茬，根茬經(jīng)風(fēng)吹、日曬后自然腐爛直接還田，如圖1。該模式光照豐富，透風(fēng)效果明顯，對增加產(chǎn)量有促進(jìn)作用[8-10]。

1.2 秸稈全覆蓋免耕播種模式

該模式在收獲作物后，把全體秸稈直接還田。秋季實行深松，待到來年適宜播種的時候，再運(yùn)用播種機(jī)進(jìn)行施肥和播種。節(jié)本增產(chǎn)的效果在這種模式下十分理想。

1.3 留茬行間交替耕作模式

該模式將根茬留在地表。播種作業(yè)在兩留茬行之間的位置進(jìn)行，種行與留茬行隔年交替種植[8-16]，如圖2。地表保留的高茬（一般玉米留茬高度為30～50cm），具有蓄水保墑等優(yōu)勢。

2 深松機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

歐美國家著手探究和開始運(yùn)用深松技術(shù)是在21世紀(jì)30年代。在科技迅猛發(fā)展的背景下，歐美國家在深松機(jī)械領(lǐng)域的研究已經(jīng)非常深入，并有系列產(chǎn)品出產(chǎn)以滿足各種需求。振動深松機(jī)、彎腿犁、主被動聯(lián)合作業(yè)機(jī)是國外當(dāng)前新型深松機(jī)具主要類型[17-19]。Willians等人自80年代就開始了對彎腿犁的研究；加拿大的Harrison設(shè)計出了彎折45°的彎腿犁；Sakai等人研制了配套中型拖拉機(jī)的振動深松機(jī)；土耳其Uzel公司生產(chǎn)了作業(yè)深度可達(dá)600mm的E979 型深松機(jī)；美國Sgubbers等人構(gòu)思出了主被動聯(lián)合作業(yè)機(jī)，此機(jī)具的特點(diǎn)是能夠減少牽引阻力，且性能有所提升。國外的深松機(jī)基本與大型拖拉機(jī)相配套，深松效果好，更加適合全面深松。其中，有最大作業(yè)深度能到70cm左右的約翰迪爾公司出產(chǎn)的900V型深松機(jī)；西勞德公司的懸掛式深松機(jī)深松深度超過58cm時，能夠作業(yè)出暗溝進(jìn)而排水[1][18-20]。

深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)一次進(jìn)地即可完成深松、整地、施肥等多項作業(yè)，保證了深松效果，且符合保護(hù)性耕作的要求。許多國家對深松技術(shù)和深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)的研究都非常重視。歐美國家的深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)發(fā)展方向主要是在大型化的基礎(chǔ)上更加精致細(xì)密。如凱斯紐荷蘭9300型聯(lián)合作業(yè)機(jī)配套大馬力拖拉機(jī)，作業(yè)幅寬達(dá)6.9m；采用了深松彈齒的約翰迪爾2623VT立式聯(lián)合整地機(jī)，可以梳理殘茬、雜草[21-23]。

2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國對深松技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代。對于深松鏟外形的優(yōu)化設(shè)計，解決關(guān)于深松機(jī)纏繞等難題等都做了多項研究[21]。國產(chǎn)深松機(jī)有多種形式，如表1所示。國內(nèi)出產(chǎn)的深松機(jī)適用于保護(hù)性耕作模式的主要有1SQ-250型深松機(jī)等[24-25]，如表2所示。

2306全方位深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)（中機(jī)美諾設(shè)計出產(chǎn)）、1SL-340/550型全方位復(fù)式深松機(jī)（黑龍江勃農(nóng)興達(dá)有限公司生產(chǎn)）等是我國深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)領(lǐng)域的主要產(chǎn)品。雖然深松過后地表比較平整，但是容易出現(xiàn)堵塞，而且動力消散損耗較大，同時在造價方面也并不便宜，所以推廣起來還是具有一定的難度。

國外深松整地機(jī)械性能優(yōu)越，并形成了適合自身的配套保護(hù)性耕作機(jī)具[21-26]。我國保護(hù)性耕作機(jī)具在發(fā)展的同時，針對機(jī)具的現(xiàn)實性問題，進(jìn)行了改造設(shè)計，許多新機(jī)型相繼出現(xiàn)[21-23]。保護(hù)性耕作模式的不同，對其配套機(jī)具要求也不盡相同，例如在留茬行間交替耕作模式下，高留茬覆蓋地表于種行之間，而現(xiàn)有農(nóng)機(jī)具能夠滿足此種保護(hù)性耕作模式的深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)較缺乏，有必要研究此種耕作模式下的配套機(jī)具。

3 展望

隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和環(huán)保意識的增強(qiáng)，大家都認(rèn)識到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展才是最理想的發(fā)展道路。研究人員越發(fā)注重對符合保護(hù)性耕作條件的深松技術(shù)和機(jī)具的鉆研，且此技術(shù)和機(jī)具得到了較快的發(fā)展應(yīng)用，研制新型深松機(jī)及深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)具十分必要。在保護(hù)性耕作模式秸稈覆蓋條件下如何有效防止秸稈纏繞深松鏟、如何節(jié)能減阻是一項重要的研究課題。使用合理的工作部件布局、合適的機(jī)具機(jī)架和牽引方式、讓機(jī)具產(chǎn)生振動、適宜的深松部件種類及位置等都是促進(jìn)保護(hù)性耕作模式下深松作業(yè)機(jī)節(jié)能、高效工作的有效方法。同時，應(yīng)使生產(chǎn)的機(jī)具更加精細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，研制出各種系列化產(chǎn)品。設(shè)計上，在鑒借國外現(xiàn)有先進(jìn)機(jī)具和技術(shù)的同時要不斷進(jìn)行創(chuàng)新，使深松機(jī)具的性能進(jìn)一步提高。

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作者簡介：楊雪峰（1990-），河北張家口人，在讀碩士，研究方向：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程機(jī)械化；袁洪印（1963-），男，吉林長春人，博士，教授，碩導(dǎo)，研究方向為農(nóng)業(yè)信息化與智能化。