大型農(nóng)機(jī)深松深翻技術(shù)要點及推廣策略研究

練正勝

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京工程分院，江蘇 南京 211135）

近年來，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使得傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變，集中表現(xiàn)為農(nóng)作物種植面積逐年擴(kuò)大，但農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平與發(fā)達(dá)國家相比仍處于較低水準(zhǔn)。除去自然條件、栽培方式等因素，最主要的原因是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所使用的工程技術(shù)和農(nóng)機(jī)工藝并沒有達(dá)到非常先進(jìn)的水準(zhǔn)，制約了農(nóng)作物的機(jī)械化水平，導(dǎo)致農(nóng)作物整體產(chǎn)量不高。

1 大型農(nóng)機(jī)深松深翻說明

1.1 保護(hù)性耕作措施

保護(hù)性耕作措施是一項農(nóng)業(yè)實用技術(shù)，其核心理念是對農(nóng)田進(jìn)行少耕和免耕，盡可能減少土壤耕作的頻率，并同時利用作物的殘渣來覆蓋土地表面，配合化學(xué)農(nóng)藥來控制雜草和農(nóng)作物的病蟲害問題。這些技術(shù)和傳統(tǒng)耕作技術(shù)相比，主要特點在于能夠有效增加農(nóng)作物產(chǎn)量并大幅減少作業(yè)工序，在提高保水保肥能力的同時降低了生產(chǎn)成本[1]。用于保護(hù)性耕作的深松技術(shù)和農(nóng)業(yè)設(shè)備研究，已經(jīng)得到廣大科研工作者和農(nóng)業(yè)工作者的重視，所以未來的工作會進(jìn)一步圍繞如何提升作業(yè)質(zhì)量，保障作業(yè)效率展開研究，例如布置深松鏟的位置等。

1.2 深松技術(shù)

1）利用機(jī)械進(jìn)行深松之后整個犁底層被打破，因此土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改善，尤其是土壤的保墑能力大幅提升。在雨季，雨水會因為松散的土壤而下滲，所以地表不會出現(xiàn)徑流；處于旱季時，土壤下層作物根系仍然能夠吸收一定程度的水分，機(jī)械深松之后的土壤更加適合農(nóng)作物的生長過程。即便是我國的干旱地區(qū)，通過機(jī)械深松之后，土壤的蓄水量得到不同程度的增加，土壤的滲透率同步提升，這些土壤能夠充分利用自然界的水分和天然降雨，來維持農(nóng)作物生長所需求的基本水分。

2）機(jī)械深松工作本身不會影響土層的正常結(jié)構(gòu)，土層保持松散，但并不雜亂，在多年耕作之后，深松技術(shù)能夠使土壤的板結(jié)現(xiàn)象得到改善。因此土壤生態(tài)大幅優(yōu)化，保墑周期長，播種期和耕作期得到延長。另外需要注意該技術(shù)對土壤的整體性能進(jìn)行了綜合改進(jìn)，原因在于土壤內(nèi)部有機(jī)質(zhì)分解速度加快，農(nóng)作物生產(chǎn)可以獲得需要的養(yǎng)分，土壤中的耗氧菌大幅增強(qiáng)了作物根系的吸收能力，同時抑制厭氧菌大規(guī)模擴(kuò)散，提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)[2]。

1.3 技術(shù)分類與技術(shù)特性

目前，機(jī)械化深松手段包括局部深松和全面深松兩種。局部深松使用的是深松器具，開展局部松土，目的在于增強(qiáng)土壤的蓄水能力；全面深松則一般用于改造淺層土壤，并且同時完成基本農(nóng)田建設(shè)工作?，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展使得某些機(jī)具可以同時完成局部深松和全面深松，例如機(jī)械深松方法就可以結(jié)合不同的器具要求和土壤類型確定作業(yè)性能，而在深松作業(yè)之后土壤的耕層得到改進(jìn)。犁底層被打破之后，耕作層上層的土壤結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定，肥力出色，深層土壤的物理性狀也得到了改變，土壤的保墑能力、儲水能力大幅提高，為作物生長提供了必要的基礎(chǔ)條件。

作物生長的主要水源為土壤水和天然雨水，土壤如果具有良好的儲水能力，那么就能減少灌溉過程中的其他用水。在土壤得到深松之后，一旦環(huán)境處于雨水期，那些多余的降水就可以被儲存在土壤中，經(jīng)過冬季被凍結(jié)成冰晶，開春之后，這些冰晶又會轉(zhuǎn)化為凍融水，讓土壤的墑情得到改進(jìn)，可以滿足春季幼苗對于土壤水分的需求，防止春旱。綜合來看，深松使用大型農(nóng)機(jī)設(shè)備“擾動”土層，土壤經(jīng)過深松之后溫度升高，內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)、菌類和微生物等都可以展開生物化學(xué)作用，在保障土壤肥力的同時促進(jìn)作物更快成熟，土層也能更加濕潤。

1.4 深松深翻技術(shù)條件

通常情況下，實施深松作業(yè)的農(nóng)田含水率應(yīng)保持適中，土壤為沙壤、輕壤、輕黏土等，并且在2～4年內(nèi)未曾實施過深松或是從未深松。當(dāng)然，農(nóng)田土壤絕對含水率在12%以下或22%以上時不適合展開深松作業(yè)。此外，當(dāng)土壤質(zhì)地為沙土、重黏土，或是土層包含沙土、礫石與建筑垃圾時，也不適合采用深松深翻模式[3]。

從作業(yè)時間來看，夏季和秋季是主要的作業(yè)時間。夏季作業(yè)有利于提升大型農(nóng)機(jī)利用率和降水滲透速度，減少地表徑流，充分接納夏季大規(guī)模降水實施深施肥與多層施肥，有助于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。秋季作業(yè)則可以聯(lián)合進(jìn)行，包括單一作業(yè)和播種聯(lián)合作業(yè)兩種類型，可以接納秋冬兩季較少的雨水和雪水，以避免春旱，保障土壤的蓄水保墑能力。

2 大型農(nóng)機(jī)深松深翻技術(shù)要點

2.1 技術(shù)應(yīng)用與農(nóng)藝要求

土壤深松可以大幅改良耕種層土壤結(jié)構(gòu)，我國一般使用拖拉機(jī)進(jìn)行深松技術(shù)作業(yè)，該技術(shù)在20世紀(jì)90年代之后得到了廣泛應(yīng)用。通常情況下，深松耕作要求農(nóng)機(jī)設(shè)備具有良好的牽引力，由于土壤深松之前的硬度非常大，農(nóng)機(jī)入土比較困難，要配套大功率拖拉機(jī)才能方便深松機(jī)正常入土。但實際上配套拖拉機(jī)的功率需要根據(jù)工作區(qū)域的土質(zhì)和土壤墑情等進(jìn)行調(diào)整，按照作業(yè)深度和寬度確定拖拉機(jī)的功率要求[4]。另外，深松過程應(yīng)該具有良好的通過性，在土壤結(jié)構(gòu)上需保持一致，即不影響耕層的基本結(jié)構(gòu)性能。

在不同區(qū)域，深松技術(shù)在農(nóng)藝方面的需求也會產(chǎn)生改變，該技術(shù)在棉花、玉米、大豆等作物的種植環(huán)節(jié)被廣泛采用，在實際工作時會根據(jù)土壤物理狀況（土壤含水量或土壤體積密度）、化學(xué)穩(wěn)定性（肥力狀況或鹽堿含量）、作物生長狀態(tài)（品質(zhì)和產(chǎn)量）等對應(yīng)指標(biāo)來衡量農(nóng)藝需求，目的在于獲得更高的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。以京津冀地區(qū)為例，該地區(qū)主要農(nóng)作物為玉米和小麥，其中小麥為一年一作冬小麥耕作，玉米為一年兩作夏玉米耕作。兩種工作模式都要進(jìn)行免耕播種、田間管理、全方位深松整地。在作業(yè)中，深松的間隔也會根據(jù)作物類型的不同而作出調(diào)整，例如玉米的間隔為40 cm～50 cm，小麥的間隔則為40 cm～80 cm，具體的耕作周期按照實際土壤條件和農(nóng)具情況來確定。不過整體工作時間比較集中，大約是夏季收獲之后或是秋季收獲之前，但全方位深松時間需要在秋后進(jìn)行[5]。以一年一作為例，留茬高度大約為30 cm以下；一年兩作則留茬高度不超過20 cm，耕作前保持良好的通過性，如果區(qū)域內(nèi)雜草或其他雜物較多，需要進(jìn)行機(jī)械除草，殘茬覆蓋率在85%以下時還需要展開深松處理。區(qū)域內(nèi)的深松作業(yè)農(nóng)藝要求包含摘穗、播種、施肥等，如果是秋季深松和旋耕作業(yè)還要考慮秋冬兩個季節(jié)的雨水和雪水收集，從而抵御春旱，每3年左右進(jìn)行一次深松[6]。

對于我國北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)而言，需要面臨的最大問題就是干。雖然我國是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國，但也是旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，我國大部分地區(qū)是干旱或半干旱地區(qū)，水資源缺乏嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境被大幅度破壞。所以，該地區(qū)的耕地保墑能力相對較差，且水土流失情況不容樂觀。受到自然環(huán)境的制約，該地區(qū)在進(jìn)行深松時要保障土壤本身的蓄水能力和水庫容，這使得作物的根系生長空間得到擴(kuò)大，同時物理環(huán)境也能因此而改善，創(chuàng)造出最適合作物生長的土壤構(gòu)造與土壤環(huán)境，土壤蓄水能力、土壤保墑能力和土壤肥力更加穩(wěn)定。

2.2 深松機(jī)具應(yīng)用推廣

1）全方位深松機(jī)。該設(shè)備為梯形框架，由左右對稱的側(cè)刀與底刀所組成，整個梯形框架周邊均為刀刃部分。在開展深松作業(yè)時梯形框架會從土層當(dāng)中切出梯形截面，然后經(jīng)過兩側(cè)刀刃和水平刀刃的作用之后，從框架流出最后鋪設(shè)到農(nóng)田內(nèi)部。這種作業(yè)機(jī)具的主要優(yōu)勢在于碎土作用突出且松土范圍較大，不過對于功耗要求較高，需要配置大功率拖拉機(jī)，該設(shè)備在我國東北地區(qū)得到了比較廣泛的應(yīng)用。

2）振動深松機(jī)。此類設(shè)備將拖拉機(jī)的動力全部傳遞到齒輪箱當(dāng)中，然后帶動深松鏟振動。該設(shè)備在整體應(yīng)用范圍上相對廣泛，且作業(yè)之后地表趨于平整，松土性能穩(wěn)定，工作阻力小，能源消耗量相對較低。不過該設(shè)備的主要缺陷在于維修保養(yǎng)成本過高，且機(jī)具比較復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障修理難度極大[7-8]。

3）鑿式深松設(shè)備。此類設(shè)備屬于局部深松類設(shè)備，作業(yè)通過性能好，深松范圍較大，可以快速破除犁底層完成土層和心土之間的聯(lián)通，部分土壤也能夠得到拉伸，但是設(shè)備本身規(guī)模較小所以松土范圍比較有限，適用于一些保護(hù)性耕作區(qū)域。

綜合來看，國內(nèi)研究的深松機(jī)具功能比較單一，雖然整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)械能夠大幅提升工作效率，降低作業(yè)成本，但是此類型的耕作機(jī)械種類和數(shù)量配置并不完善，可能無法滿足農(nóng)業(yè)耕作結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)實需求。與之相比，國外在這一方面的技術(shù)研究比較完善，并且形成了規(guī)?；纳罡赏练绞剑ㄊ褂谜駝由钏蓹C(jī)或主被動聯(lián)合耕作機(jī)等。目前國家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，最主要的指標(biāo)包含工作部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求標(biāo)準(zhǔn)兩個方面，其中深松鏟作為主要工作部件，其工作質(zhì)量直接影響到設(shè)備的作業(yè)過程和生產(chǎn)規(guī)范性；而安全技術(shù)要求方面，該設(shè)備在非工作狀態(tài)下應(yīng)該具有動力切斷功能，且說明書內(nèi)應(yīng)該描述出操作和維護(hù)的注意事項，根據(jù)有關(guān)規(guī)定落實。設(shè)備自身的質(zhì)量雖然重要，但設(shè)備作業(yè)性能的好壞往往直接關(guān)系最終的耕作效果和設(shè)備的推廣應(yīng)用，對此在國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部都對作業(yè)性能進(jìn)行了綜合評估。其中在作業(yè)性能方面，土壤含水率、土壤堅實度等指標(biāo)應(yīng)該符合有關(guān)規(guī)定[9]。

2.3 深松設(shè)備推廣策略

1）考慮到大部分農(nóng)作物都有一些固有特性，需要使用普遍性的農(nóng)業(yè)機(jī)具來保障作物的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)計劃中，有關(guān)技術(shù)與設(shè)備的研究工作之間關(guān)聯(lián)密切，并且技術(shù)研究能夠在各自的領(lǐng)域之內(nèi)發(fā)揮相關(guān)的優(yōu)勢。對此需要優(yōu)化深松技術(shù)路線，確定整地作業(yè)時間和整地作業(yè)模式，如春夏季深松可以應(yīng)用于棉花作物，秋季深松則適用于玉米等作物。從作業(yè)模式上看，以往的機(jī)具使用比較單一（即大多使用拖拉機(jī)作為輔助設(shè)備），今后的深松作業(yè)需選擇效果好、地表更加平整的設(shè)備，深松結(jié)束之后的深度大于25 cm，不存在漏耕、細(xì)碎、虛土、不平整等明顯缺陷。該技術(shù)推廣后，能夠確定設(shè)備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)性能，通過機(jī)具推廣和實際生產(chǎn)的結(jié)合提出更適用的實施方案。

2）農(nóng)業(yè)管理部門需要嚴(yán)格執(zhí)行公開公示制度，對深松作業(yè)的結(jié)果和技術(shù)規(guī)程進(jìn)行說明，確定對應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，與深松機(jī)配套的大型拖拉機(jī)，要根據(jù)國家規(guī)定，使用之前到農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理機(jī)構(gòu)進(jìn)行注冊登記，在領(lǐng)取有關(guān)證件之后才能投入運(yùn)行[10]。投入運(yùn)行一段時間后，要展開安全技術(shù)檢驗，確保配套機(jī)具和拖拉機(jī)等農(nóng)具的安全狀態(tài)保持穩(wěn)定。拖拉機(jī)的操作人員要經(jīng)過培訓(xùn)、考核之后方可上崗，嚴(yán)格遵守各項操作流程，完成安全生產(chǎn)。在整個作業(yè)期間，農(nóng)業(yè)管理部門還應(yīng)做好作業(yè)服務(wù)保障工作，提供技術(shù)巡回服務(wù)或資源配置服務(wù)，參考當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)市場要求簽訂相應(yīng)的生產(chǎn)合同。

3 結(jié)語

一直以來，國家都高度重視農(nóng)機(jī)深松技術(shù)對糧食增產(chǎn)起到的促進(jìn)作用。如今，該技術(shù)在多地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，并且也會和其他先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行有效配合，打造新時期的高效高產(chǎn)綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。這樣不僅能夠提升耕地質(zhì)量，還能讓一些重要的農(nóng)產(chǎn)品供給更加便捷，維護(hù)國家糧食安全，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的深度發(fā)展。相關(guān)管理部門應(yīng)該鼓勵培育技術(shù)力量，重視技術(shù)層面的宣傳和引導(dǎo)。