黑土地保護(hù)政策下的農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)方案設(shè)計與機(jī)型選擇

姜 紅

(農(nóng)安縣靠山鎮(zhèn)綜合服務(wù)中心，吉林 農(nóng)安 130000)

0 引言

黑土地是極為優(yōu)質(zhì)的耕地土壤資源，其不僅理化性狀好，而且有機(jī)質(zhì)含量高、微生物資源豐富，具有極高的耕地利用價值。東北地區(qū)占據(jù)著我國大部分的黑土地資源，一直以來是我國農(nóng)業(yè)種植業(yè)的重要生產(chǎn)區(qū)，對于保障我國糧食和農(nóng)產(chǎn)品供給發(fā)揮著重要作用。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的普及，大量農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)過程和模式選擇過于粗放，農(nóng)機(jī)對土壤的頻繁翻耕、行駛壓實及秸稈處理不當(dāng)?shù)缺姸嘣蛟斐闪撕谕恋刭Y源的嚴(yán)重破壞，使黑土耕地出現(xiàn)水土流失、理化性狀衰減、土壤板結(jié)、犁底層加厚等嚴(yán)重問題。面對黑土地資源產(chǎn)生的系列問題，我國政府強(qiáng)調(diào)必須加強(qiáng)黑土地保護(hù)工作，于2017年印發(fā)《東北黑土地保護(hù)規(guī)劃綱要(2017—2030)》，并于2020年和2021年先后發(fā)布《東北黑土地白皮書(2020)》《國家黑土地保護(hù)工程實施方案(2021—2025年)》等一系列保護(hù)政策，國家中央一號文件也連續(xù)多年強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)東北黑土地保護(hù)工作。

從東北地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展來看，如何在保護(hù)黑土地的基礎(chǔ)上保證農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)管理部門和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者必須面對的問題，農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化已經(jīng)成為東北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要實施模式，通過合理實施農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)實施模式，改進(jìn)農(nóng)藝技術(shù)，能有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長久可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)生產(chǎn)活動與環(huán)境保護(hù)協(xié)同共進(jìn)。

1 黑土地保護(hù)工作實施情況

我國對于黑土地的保護(hù)工作起步較早，相關(guān)工作的實施最早可追溯至20世紀(jì)60年代，隨著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)理念和技術(shù)能力的逐步提升，黑土地保護(hù)的方案也在持續(xù)優(yōu)化。從2004年以來，國家多次對東北地區(qū)的黑土地資源展開評級，將黑土地資源的等級分為10級，現(xiàn)有黑土地資源中1～3級的優(yōu)質(zhì)黑土地資源僅占總資源的45%～47%，黑土地整體品質(zhì)呈現(xiàn)下降趨勢，黑土地資源的退化已經(jīng)對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的糧食產(chǎn)出產(chǎn)生不利影響，逐漸威脅到我國的糧食供給，而導(dǎo)致黑土地自愿退化的主要問題就是有機(jī)質(zhì)含量的持續(xù)下降。尤其在大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)實施后，農(nóng)作物的秸稈處理、畜禽糞便處理存在眾多不合理問題，通過化肥替代傳統(tǒng)有機(jī)肥料、農(nóng)業(yè)密植、秸稈焚燒等導(dǎo)致農(nóng)田有機(jī)質(zhì)消耗嚴(yán)重但補(bǔ)充不足，沒有形成良好的土壤耕作利用條件。加之農(nóng)業(yè)機(jī)械化翻耕導(dǎo)致表層土壤疏松，持續(xù)淺耕和輪式機(jī)具頻繁作業(yè)導(dǎo)致耕地25～30 cm范圍產(chǎn)生堅實的犁底層，在一定程度影響土壤蓄水保墑能力，造成水土流失和土壤沙化、風(fēng)蝕等問題。

20世紀(jì)90年代以后，我國針對黑土耕作區(qū)加強(qiáng)了保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣，參考西方部分國家的生產(chǎn)模式，加強(qiáng)黑土地的保護(hù)，引進(jìn)保護(hù)性耕作新農(nóng)藝和新機(jī)械。推行免耕、少耕，用作物秸稈覆蓋地表的模式來減少翻耕和風(fēng)蝕、水蝕造成的不利影響，并促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)含量的提升和蓄水保墑能力的提升。同時對免耕播種機(jī)及免耕播種相關(guān)的配套機(jī)械、機(jī)具進(jìn)行了推廣，使少耕覆蓋、免耕播種等理念逐漸被更多農(nóng)民所接受。2009年，農(nóng)業(yè)部等部門聯(lián)合印發(fā)《保護(hù)性耕作工程建設(shè)規(guī)劃(2009—2015)》，并在我國東北黑土耕作區(qū)建立多處保護(hù)性耕作示范區(qū)，不僅促進(jìn)了區(qū)域保護(hù)性耕作的技術(shù)推廣，而且以標(biāo)準(zhǔn)模式對保護(hù)性耕作的作用和優(yōu)勢進(jìn)行了驗證，為保護(hù)性耕作技術(shù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。2015年的中央一號文件對東北黑土地保護(hù)實施試點(diǎn)工作，使保護(hù)性耕作成為黑土地保護(hù)的最重要技術(shù)路線，有效促進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣實施。以“梨樹模式”為例，吉林省梨樹縣在2007—2020年持續(xù)推廣和應(yīng)用保護(hù)性耕作近13年，保護(hù)性耕作的實施面積已超過14萬hm2，20 cm以上耕層的有機(jī)質(zhì)含量平均增加12%以上，土壤平均含水量增加20%以上，年均有效利用作物秸稈90萬～100萬t，顯著降低了化肥使用量。除保護(hù)性耕作技術(shù)外，種植綠肥、合理輪作等技術(shù)方案也在一定范圍內(nèi)對黑土地保護(hù)產(chǎn)生積極影響，對耕地的有機(jī)質(zhì)恢復(fù)起到積極促進(jìn)作用[1]。

整體上看，我國東北地區(qū)的黑土地保護(hù)工作已經(jīng)初見成效，但新的生產(chǎn)模式推廣和耕地保護(hù)工作的覆蓋面積仍需優(yōu)化和擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新理念、新技術(shù)、新機(jī)具仍需在農(nóng)業(yè)主管部門的引導(dǎo)下持續(xù)推廣、普及。

2 黑土地保護(hù)政策下農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)需求

2.1 保證肥力與地力

針對黑土地保護(hù)的政策要求，農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)應(yīng)充分考慮對耕地土壤產(chǎn)生的影響，思考如何在保持土壤肥力，增強(qiáng)地力的條件下開展。需要將農(nóng)業(yè)施肥機(jī)械與有機(jī)肥技術(shù)相結(jié)合，與傳統(tǒng)綠肥、農(nóng)家肥施用農(nóng)藝相結(jié)合，提高秸稈資源還田量，促進(jìn)耕地地力提升。

2.2 建立新的生產(chǎn)模式

總結(jié)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過程的不利因素，適當(dāng)摒棄對土壤破壞嚴(yán)重的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)模式，促進(jìn)免耕、少耕等相關(guān)生產(chǎn)模式及機(jī)具的推廣，減少機(jī)械化生產(chǎn)對黑土地的破壞[2]。

2.3 開發(fā)全新農(nóng)機(jī)設(shè)備

在傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合黑土地保護(hù)的相關(guān)要求和耕地實際需求，開發(fā)新的農(nóng)機(jī)技術(shù)或在傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)所使用的機(jī)械設(shè)備更符合黑土地保護(hù)需求，既能促進(jìn)秸稈利用、秸稈還田、有機(jī)肥制作的工藝進(jìn)步，還能通過農(nóng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)升級減少作業(yè)過程對土壤的壓實問題，將農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)對耕地的不利因素轉(zhuǎn)換為有利因素。

3 黑土地保護(hù)與農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的融合方案

3.1 促進(jìn)土地集約化經(jīng)營，加強(qiáng)技術(shù)示范

利用宣傳與政策激勵支持農(nóng)業(yè)耕地的集約化經(jīng)營，擴(kuò)大農(nóng)田的連片化、統(tǒng)一化經(jīng)營程度，促進(jìn)區(qū)域范圍種植模式、農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)模式和作物品種等統(tǒng)一，有效避免傳統(tǒng)一家一戶生產(chǎn)經(jīng)營的復(fù)雜形勢，避免出現(xiàn)生產(chǎn)習(xí)慣混亂、農(nóng)機(jī)作業(yè)模式復(fù)雜等問題，促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合，規(guī)避生產(chǎn)過程對耕地產(chǎn)生的不利因素。同時加強(qiáng)區(qū)域示范基地建設(shè)，通過示范基地展示農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的新模式，體現(xiàn)保護(hù)性耕作、輪作等生產(chǎn)模式的技術(shù)優(yōu)勢，展示免耕播種機(jī)、深松機(jī)、秸稈處理設(shè)備的使用方式和技術(shù)特征，通過系統(tǒng)科學(xué)的作業(yè)模式和實時可見的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益，轉(zhuǎn)變農(nóng)民的傳統(tǒng)思維，促進(jìn)黑土地保護(hù)相關(guān)農(nóng)機(jī)設(shè)備與農(nóng)藝技術(shù)真正在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中落地生根。

3.2 加強(qiáng)生產(chǎn)作業(yè)監(jiān)管，強(qiáng)化農(nóng)機(jī)推廣

加強(qiáng)對農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)過程的監(jiān)管，建立黑土地保護(hù)專項監(jiān)管條例，使監(jiān)管工作人員有章可依，針對生產(chǎn)過程中對耕地造成較為嚴(yán)重的不利影響、破壞等生產(chǎn)行為，予以糾正、制止或處罰，對于保護(hù)性耕作、輪作等生產(chǎn)過程實施質(zhì)量予以監(jiān)督，必要時組織建立專家團(tuán)隊或利用國家和省市級科技特派員項目開展作業(yè)品質(zhì)監(jiān)管和指導(dǎo)，促進(jìn)生產(chǎn)模式向合理化轉(zhuǎn)型。同時，加強(qiáng)黑土地保護(hù)相關(guān)的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品試驗鑒定，選擇優(yōu)勢機(jī)型進(jìn)行技術(shù)推廣，推廣過程充分結(jié)合地區(qū)農(nóng)藝習(xí)慣和作物品種特征，做到因地制宜。

3.3 確立典型推廣技術(shù)，組織專項培訓(xùn)

以省市帶頭，以縣級為主體，深入梳理適宜黑土地保護(hù)的新技術(shù)、新理念，探索適宜的引進(jìn)技術(shù)，以成熟技術(shù)帶動更多區(qū)域黑土地保護(hù)工作實現(xiàn)突破。現(xiàn)階段，黑土地保護(hù)的相關(guān)技術(shù)及機(jī)械設(shè)備包括：1)保護(hù)性耕作技術(shù)及免耕播種機(jī)的定向推廣，2)有機(jī)肥根區(qū)導(dǎo)入技術(shù)及專用施肥機(jī)械的研發(fā)推廣，3)有機(jī)肥激發(fā)秸稈腐熟技術(shù)與混施設(shè)備的技術(shù)推廣，4)秸稈還田—測土施肥—有機(jī)培肥—耕層增厚改土成套技術(shù)，等。對于適宜推廣的技術(shù)和農(nóng)機(jī)設(shè)備，農(nóng)機(jī)推廣部門應(yīng)積極利用農(nóng)機(jī)培訓(xùn)過程加強(qiáng)技術(shù)推廣，并為農(nóng)民提供系統(tǒng)的技術(shù)教學(xué)與實踐教學(xué)，幫助農(nóng)民掌握新技術(shù)實施要點(diǎn)和新機(jī)械設(shè)備的操作技能，促進(jìn)黑土地保護(hù)相關(guān)技術(shù)的優(yōu)質(zhì)實施[3]。

3.4 加強(qiáng)農(nóng)機(jī)質(zhì)量反饋，加強(qiáng)信息化管理

應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的粗放形式，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程建立系統(tǒng)的信息化管理措施，將農(nóng)機(jī)作業(yè)過程、作業(yè)質(zhì)量與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量、農(nóng)機(jī)作業(yè)問題的實時反饋，方便農(nóng)機(jī)管理部門、農(nóng)機(jī)企業(yè)第一時間獲取生產(chǎn)實踐的反饋信息，幫助有利于黑土地保護(hù)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品快速實現(xiàn)技術(shù)改進(jìn)與技術(shù)升級，促進(jìn)相關(guān)機(jī)械設(shè)備向成熟化、合理化發(fā)展，為黑土地保護(hù)提供更好助力。

4 黑土地保護(hù)政策下的農(nóng)機(jī)選型

4.1 表土處理設(shè)備選型

現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的表土處理和耕整地設(shè)備種類較多，包括淺旋、旋耕、淺松、深松、覆土、鎮(zhèn)壓等多種設(shè)備，與國外表土處理設(shè)備相比，我國相關(guān)設(shè)備的功能較為單一，技術(shù)整合性不良，導(dǎo)致作業(yè)過程工序繁多，農(nóng)機(jī)反復(fù)進(jìn)地作業(yè)造成嚴(yán)重土壤壓實，因此，表土處理設(shè)備的選擇應(yīng)向功能復(fù)合型設(shè)備轉(zhuǎn)變，如圖1所示為凱斯B20系列聯(lián)合整地機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)一次作業(yè)完成全部表土處理任務(wù)要求，類似的功能復(fù)合型整地機(jī)適宜在黑土地保護(hù)區(qū)應(yīng)用。

圖1 凱斯B20系列聯(lián)合整地機(jī)

4.2 免耕播種設(shè)備選型

首先，免耕播種技術(shù)適宜在干旱、半干旱耕作區(qū)應(yīng)用，不適宜在冷涼地區(qū)、黏重土區(qū)、低洼易澇區(qū)等應(yīng)用。其次，免耕播種機(jī)多為懸掛式結(jié)構(gòu)，選型時應(yīng)注意拖拉機(jī)動力與免耕播種機(jī)之間相匹配，盡量購買知名廠商生產(chǎn)的正規(guī)產(chǎn)品，選型時應(yīng)關(guān)注開溝器技術(shù)特征與排種器技術(shù)特征，通常情況下，直刀式開溝器能形成良好的秸稈覆蓋帶與凈土苗床帶，入土能力和開溝質(zhì)量較好，適合應(yīng)用于大部分免耕播種環(huán)境；排種器分為機(jī)械式和氣力式兩類，機(jī)械式排種器應(yīng)用時間較長，技術(shù)相對落后，排種效率較低，但購機(jī)成本也相對較低；氣力式排種器屬于更先進(jìn)的新技術(shù)，播種精確性好，播種效率高，但購機(jī)成本更高[4]。

4.3 秸稈處理設(shè)備選型

常用的秸稈處理設(shè)備包括秸稈打捆機(jī)、秸稈粉碎機(jī)、滅茬機(jī)等，農(nóng)戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需求合理選擇，如部分免耕播種機(jī)配備有滅茬裝置，因此，農(nóng)戶應(yīng)避免類似功能機(jī)械的重復(fù)購置。秸稈打捆機(jī)應(yīng)根據(jù)秸稈覆蓋量和離田量進(jìn)行選擇，通常情況下，免耕播種的耕地秸稈離田量較低，可選擇小方捆打捆機(jī)進(jìn)行作業(yè)，以降低購機(jī)成本；秸稈粉碎機(jī)的選型應(yīng)重視粉碎質(zhì)量，通常要求秸稈粉碎長度小于10 cm，以保證良好的秸稈覆蓋效果。

5 結(jié)語

綜上所述，黑土地保護(hù)工作任重而道遠(yuǎn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過程中，應(yīng)重視農(nóng)機(jī)技術(shù)的合理應(yīng)用，充分考慮農(nóng)機(jī)產(chǎn)品對耕地土壤的影響，積極推廣保護(hù)性耕作等新生產(chǎn)方式，努力促進(jìn)黑土區(qū)資源優(yōu)化、實現(xiàn)水土環(huán)境改善，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長久、合理發(fā)展。