船式旋耕埋草機技術的示范推廣及前景預測

摘要：船式旋耕埋草機技術是實現“水田適度耕整、秸稈埋覆還田”保護性耕作的一項新技術。通過在３省６縣市的生產示范推廣，表明經濟效益、生態效益和社會效益十分顯著。在我國南方和東南亞諸多國家具有廣闊的推廣應用前景。

關鍵詞：旋耕埋草；多熟制；適度耕整；埋覆還田

中圖分類號：Ｓ２２２．４文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）14－2966-04

Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ Ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ Boat-rotary Tillage and Ｓｔｕｂｂｌｅ－ｍｕｌｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＺＨＯＵ Ｙｏｎｇ，ＸＵ Ｑｉ－ｃｈｕａｎ，ＸＩＡ Ｊｕｎ－ｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ－ｚｈｏｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｈａｉ－ｄｏｎｇ

（College of Engineering Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ）

Abstract： Boat-rotary tillage and stubble-mulch is a tillage technology. It can accomplish moderate tillage and straw returning to the field. Through the demonstration and extension in 6 counties and cities in 3 provinces the production was significantly manifested for its the economic， ecological and social benefit. It has a vast application prospect in south China and the countries of Southeast Asia.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： rｏｔａｒｙ tillage and stubble-mulch； ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ； ｍｏｄｅｒａｔｅ ｔｉｌｌａｇｅ； ｂｕｒｉｅｄ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ

船式旋耕埋草機技術是主要針對以水稻生產為中心的我國南方油-稻、麥-稻、稻-稻、肥-稻等多熟制水稻產區，在前茬作物收獲后，田間秸稈愈留愈高，常規人畜、機械耕整技術難以將其埋覆還田的突出難題和因大量秸稈就地焚燒而污染環境、浪費資源的嚴重現象［１－３］，促進下茬水稻生產及其機械化發展，促進農業血防綜合治理，加快“以機代牛”步伐，實現“水田適度耕整、秸稈埋覆還田”的保護性耕作的一項新技術。

１整機結構及技術路線

１．１整機結構

船式旋耕埋草機采用“浮式”原理，按照機船合一、結構組合、性能綜合的創新設計理念，由船式拖拉機和旋耕埋草機兩大部分組成，其中包括船體、發動機、水田行走系統、傳動系統、懸掛提升系統、刀輥、罩殼等部分［４－６］，如圖１所示。

１．２技術路線

船式旋耕埋草機技術路線如圖２所示。機組在動力機驅動下，通過傳動系統，將一部分動力經雙級減速器傳遞給船體兩側葉輪，驅動機組前進，并將秸稈有序推倒壓埋，同時產生平衡工作部件耕作阻力的驅動力；另一部分動力經中間鏈傳動傳遞給旋耕埋草機主軸，再通過第二級齒輪傳動傳遞給刀輥軸，帶動刀輥回轉，并對土壤進行切割、破碎、融合。刀輥一面隨機組前進作等速直線運動，一面作回轉運動，不斷地向下輥軋、揉切土壤和殘留秸稈，同時將切下的土垡拋向罩殼，撞擊后落回地表，再由平土拖板耥平地表。機組前進的同時，刀輥連續不斷地對未耕地進行松碎和輥軋，最終使得秸稈被埋覆于地下，土壤細碎、起漿好、地表平整。

２主要技術經濟指標

船式旋耕埋草機的主要技術經濟指標：作業幅寬７００ ｍｍ，平均耕深≥１２０ ｍｍ，耕深穩定性系數≥８５％；耕寬穩定性系數≥９５％，地表平整度≤５％，泥腳適應深度≤３５０ ｍｍ，適應前茬作物留茬高度≤６５０ ｍｍ，植被覆蓋率９０％，作業速度４～５ ｋｍ／ｈ，純工作小時生產率０．１３５～０．１６７ ｈｍ２／ｈ（作業2遍），主燃油消耗量１２～１６．５ ｋｇ／ｈｍ２（２遍）［７，８］。

３示范推廣績效

２００７～２００９年，船式旋耕埋草機技術在湖北省的團風縣、浠水縣、鄂州市、監利縣，江西省的瑞昌市和湖南省的岳陽縣，即３省６縣（市），進行了生產示范推廣，取得的經濟效益、生態效益和社會效益都十分顯著。

３．１經濟效益

該項目實施后取得的經濟效益由三大部分組成：一是合作企業產品利稅收入和節約支出；二是船式旋耕埋草機機手作業服務純收入；三是被服務受益農戶的節本增收。

３年實施期內，合作企業共生產船式旋耕埋草機６３２臺，新增產值７５８．４萬元。新增利稅１７３．４５萬元，利稅率達２２．９％。其中，新增利潤１２３．４萬元，占１６．３％；新增稅收５０．０５萬元，占６．６％。同時，節約支出２２．５萬元，累計增收節支１９５．９１萬元。臺均創利稅２ ７４４元，該機產業化前景十分廣闊。

機手作業服務純收入即作業服務總收入減去作業服務總成本。據３年生產試驗示范的統計，每公頃平均作業服務總收入８２５元（即公頃作業收費標準），尚不含機手生活招待費。每公頃作業服務總成本由三項組成：一是折舊費；二是油料費；三是維修費。由于一般機器為機手自有，系自駕服務，所以未單列人員工資，上述三項每公頃平均總成本約為１５０元左右。因此，機手實際作業服務每公頃純收入一般在６７５元以上，日均純收入１ １００元左右。

被服務受益農戶每公頃節本增收由三項組成：一是節約的耕整田塊的成本；二是節約的化肥及支出；三是稻谷增產及增收。據３年的生產試驗示范跟蹤統計，與傳統人畜力耕整相比，每公頃平均節約耕整費用最少１５０元，最多達８１０元；每公頃平均節約化肥１３５ ｋｇ，相當于節約支出達２５５元；每公頃平均增收稻谷２８５ ｋｇ，相當于增加收入達５２５元。因此，受益農戶每公頃平均節本增收可達１ ２００元。

由此可見，作業服務機手和受益農戶合計增收節支每公頃平均約１ ８７５元，機手和農戶收益比為１∶１．７８，實現了機手和農戶的雙贏。能有效促進作業服務產業化和多熟制稻區水稻生產產業化的發展。

２００７～２００９年，據３省６縣（市）生產試驗示范區船式旋耕埋草機的生產試驗示范和輻射推廣綜合統計，示范區累計發展船式旋耕埋草機１８６臺，其中包括生產試驗示范機具５２臺和輻射推廣機具１３４臺；共完成作業面積１．３萬ｈｍ２；機手總收入達８５１萬元，純收入６８５萬元，受益農戶節本增效

１ ２３６萬元，節約化肥１ ４２２ ｔ，增產稻谷２ ８６４ ｔ，比人畜力耕整節約人工１４．８萬個，受益農戶達３．８萬戶。由此可見，生產試驗示范區作業機手和受益農戶累計增收節支達１ ９２１萬元。

又據該3年６省３４縣（市、區）船式旋耕埋草機生產試驗示范區和輻射推廣區的類比統計，累計發展船式旋耕埋草機６３２臺；年共完成作業面積近４萬ｈｍ２，機手總收入達３ １７３萬元，機手純收入

２ ６０２萬元，受益農戶節本增效４ ３８０萬元，節約化肥５ ２３８ ｔ，增產稻谷１０ ３６９ ｔ，比人畜力耕整節約人工５４．８萬個。由此可見，該項目生產試驗示范區和輻射推廣區作業機手和受益農戶累計增收節支達

６ ９８２萬元，合作企業增收節支１９６萬元，即該項目累計創社會經濟效益７ １７８萬元。

３．２生態效益

示范期３年的船式旋耕埋草機技術及裝備生產試驗示范和輻射推廣實績表明，“水田適度耕整、秸稈埋覆還田”技術是一項先進、適用，能有效保護生態的水田保護性耕作新技術。該項技術及裝備一次進入田間作業就能一次性替代傳統“耕→耙→耖→滾→平”等多道作業工序，無論是什么前茬作物，無論前茬作物收獲后的殘留秸稈數量多少、茬樁高矮或狀態如何，都能將其埋覆于合理的耕作層，并與土壤均勻融為一體，且能將耕深嚴格控制在１０～１２ ｃｍ的適度范圍內。由于耕整后的土壤細碎度適中，上有適當的浮泥，下有適當團塊，硬底層沒有被破壞，所以能實現邊耕整邊插秧。而用傳統方法過度耕整的田塊往往需要沉淀２～３ ｄ才能插秧，甚至出現秧苗隨同集堆秸稈一起漂浮在田面而發生死秧的現象。

生產試驗示范的抽樣檢測結果與有關研究資料對比證明，秸稈中含有氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫等元素，對無公害綠色稻米生產具有顯著的促進作用。以水稻秸稈為例，干稻草中含氮量為０．９１％，含磷量１．３％，含鉀量１．８９％，此外還含有其他植物必需的微量元素。按一季每公頃產７ ５００ ｋｇ稻谷的秸稈量計算，相當于氮素６８．２５ ｋｇ（折合碳銨４０５ ｋｇ）；磷素９７．５ ｋｇ（折合１３％的磷肥７５０ ｋｇ）；鉀素１４１．７５ ｋｇ（折合６０％的氯化鉀２３６．２５ ｋｇ）。該項目根據平均每公頃實際干秸稈還田量３ ３００ ｋｇ計算，相當于１３５ｋｇ化肥，若化肥平均銷售價格為２．２元／ｋｇ，則每公頃節約化肥支出２５５元。連續３年秸稈還田，可以增加土壤有機質０．３～０．５個百分點。同時，秸稈中還含有大量的能源物質，能促使微生物激增，提高土壤生物活性強度，促進土壤的酸堿平衡，使養分結構趨于合理。此外，秸稈還田可使土壤容重降低，疏松土質，提高通氣性，明顯改善土壤理化性能及結構，減緩土壤水分蒸發速率，明顯提高水分利用率，明顯加強儲存自然降水的能力并提高地溫，是實現大面積用地、養地，保證高產穩產的有效途徑，增產幅度可達４％～７％。

３．３社會效益

３年間的生產試驗示范和輻射推廣表明，船式旋耕埋草機技術的推廣應用和裝備的批量生產，有利于有機資源的開發利用和農業生態環境保護；有利于加快“以機代牛”步伐和促進農業血防綜合治理；有利于提高稻作復種指數和減輕農村勞力緊缺的壓力；有利于提高油－稻、麥－稻、稻－稻等多熟制優勢農產品的產能和促進可持續發展。

３年間，根據對比生產試驗效果測算：船式旋耕埋草機因作業條件的差異，１人１機每工日可完成作業面積１．６～２.0 ｈｍ２；而傳統的以牲畜為動力，１人１畜每工日最多只能完成作業面積０．０６７ ｈｍ２。前者作業效率是后者的２５～３０倍，大大節約了人工用工量。在“打工經濟”不斷發展，農村勞動力結構自發調整速度不斷加快，季節性乃至周年農業勞動力日漸短缺，農業勞動力工價逐漸看漲的態勢下，船式旋耕埋草機技術裝備和前茬油菜、小麥、水稻機械收獲、后茬水稻機械播栽技術裝備配合使用的社會化服務價值凸顯。以致成為作業服務機手就業致富的一條新門路；成為解決外出務工農民后顧之憂的一種新途徑；成為多熟制稻區新農村建設中生產力發展的一項新突破。

基于近些年來我國南方一些沿湖沿江地區血吸蟲病死灰復燃，疫情蔓延，危及人身安全的現實。因為在血吸蟲的傳播途徑中耕牛是主要傳染源，對此，中央及各級政府高度重視，大力實施“以機代牛”。船式旋耕埋草機是對耕牛名副其實的替代，對稻田耕整而言，使機手不與耕牛和泥水接觸，避免交叉感染。３年來，該項目推廣應用船式旋耕埋草機６３２臺，完成作業量３．８５萬ｈｍ２，若按３年平均，每年３季框算，約相當替代了６．４萬頭耕牛的耕作量，以每頭病牛宰殺政府補償１ ０００元計，則相當于節約財政支出６ ４００萬元；相應節約農民人工５４．８萬個，僅以從事其他行業工作每日工價最低５０元計，則另創社會經濟效益２ ７４０萬元。兩項合計達９ １４０萬元，這又是非常可觀的社會經濟效益，充分說明船式旋耕埋草機技術裝備的替代效應非常明顯。

３年來的對比試驗表明，船式旋耕埋草機技術顯著的社會價值明顯優于常規的耕整機械。量大面廣的手扶式微耕機對高度１５ ｃｍ以上的殘茬、秸稈根本無法實施作業；獨輪耕整機配套單鏵犁，即使深翻也難以將秸稈完全埋覆，且該機具技術簡單，安全隱患多。此兩種機具機手勞動的強度還大，在疫區感染血吸蟲病的幾率較高。常規的手扶拖拉機、機耕船、大中型拖拉機配套機具有兩種：一是翻垡式的鏵式犁或圓盤犁；二是傳統的旋耕機。為了對付高秸稈，前者必須深耕深翻，然而手扶拖拉機和機耕船功率小，達不到預期的翻埋效果，犁后只好靠耙、耖、滾反復進行整地，嚴重浪費能源，破壞土壤結構，生產率不及船式旋耕埋草機的６０％。大中型拖拉機雖可深耕深翻，工作效率也不比船式旋耕埋草機低，但能源消耗大，尤其是破壞了土壤硬底層，使水田泥腳逐年加深，甚至使后續插秧機無法作業，水、肥流失量大，造成浪費。而常規耕整動力機械及其配套傳統旋耕機，對高秸稈的埋草效果差，對此只好進行數遍旋耕，這樣既浪費能源，又耗時，破壞土壤結構，表層漂浮的碎草，需經過２～３ ｄ沉淀，才能插秧。

因此，船式旋耕埋草機的出現及推廣應用，有利于耕整機械技術及產品結構的合理調整；有利于水田耕整機械作業的節能減排；有利于耕地資源的保護、改良和產能的提高。

４前景預測

我國水稻種植面積約３ ０００多萬ｈｍ２，約占全國糧食播種面積的３５％和全國糧食總產量的４０％［９］。我國南方水稻種植面積約２ ５８０萬ｈｍ２，占全國水稻種植面積的８６％，覆蓋了南方１５個省、市、自治區。南方豐富的自然資源為穩定和發展農作物的多熟制及水旱連作提供了極為有利的條件［１０］。就水稻生產而言，周年肥-稻-稻、油-稻-稻、油-稻、麥-稻、三季稻等多種種植制度并存。但是，由于諸多比較效益的客觀差異，“打工經濟”的不斷發展，稻區勞動力結構和數量正在逐年發生著顯著變化，農業勞動力的季節性不足正在向周年短缺演化。加上多熟制及水旱連作農時季節緊，作業工序多、勞動強度大、機械化程度低、生產成本高、“三大效益”低、復種指數提高慢，致使稻-稻連作面積不僅未能得到發展，而且還呈下滑趨勢；油-稻面積擴大緩慢，甚至有的稻農干脆將水田改為旱地，此外拋荒棄耕現象還時有發生。

湖北省是我國水稻主產省區之一，水稻種植面積約占糧食種植總面積的５０％，稻谷產量約占糧食總產量的７０％，居水稻、油菜、小麥等九大優勢農產品之首。全省水稻常年種植面積約２１３萬ｈｍ２，分布在４６個糧食主產縣、市、區，其中１３個為優質稻板塊基地。多數主產縣、市、區同時還是血吸蟲重點疫區，開展“以機代牛”和促進農業血防綜合治理也是湖北省的一項重大而緊迫的任務。

通過對該項目２００７～２００９年３年間的生產試驗示范基礎數據的統計分析，得到推廣應用績效預測的技術經濟參數平均值如下：船式旋耕埋草機技術壽命１２年，機械使用壽命６年，生產率１．６ ｈｍ２／工日，年作業量４６．７ ｈｍ２／臺，機手純收入６７５元／ｈｍ２，受益農戶節本增益１ ２００元／ｈｍ２，節約化肥１３５ ｋｇ／ｈｍ２，增產稻谷２７０ ｋｇ／ｈｍ２，節約人工工日１４．４個／ｈｍ２，農村社會勞平工日值６０元，企業產品售價１．２萬元／臺，企業產品利稅率２３％。

湖北省若４０％的水稻種植面積采用該項技術裝備，則８５．３萬ｈｍ２水田需船式旋耕埋草機１．８３萬臺；生產企業創利稅５ ０５０萬元；機手年純收入５．７６億元；受益農戶年節本增效１０．２４億元；機手和農戶年總增收節支１６億元；年節約化肥１１．５萬ｔ；年增產稻谷２３萬ｔ。年節約人工１ ２２９萬個，則年創社會經濟效益７．４億元。依此推算，船式旋耕埋草機技術壽命期內，需求量約３．７萬臺，作業面積１ ０００萬ｈｍ２，生產企業創利稅１億元，機手、農戶和節約人工累計創社會經濟效益約２８１億元。

我國南方若３０％的水稻種植面積采用本項技術裝備，則７７４萬ｈｍ２水田需船式旋耕埋草機１６．６萬臺；生產企業可創利稅３．９９億元；機手年純收入５２．２４億元；受益農戶年節本增效９２．８８億元；機手和農戶年總增收節支１４５億元；年節約純化肥１０４萬ｔ；年增產稻谷２０９萬ｔ。年節約人工１１ １４７萬個，則年創社會經濟效益６７億元。依此推算，船式旋耕埋草機技術壽命期內，需求量約３３萬臺，作業面積０．９３億ｈｍ２，生產企業創利稅８億元，機手、農戶和節約人工累計創社會經濟效益約２ ５４４億元。

綜上所述，先進適用的船式旋耕埋草機技術及裝備，尤其在我國南方具有廣闊的推廣應用前景（北方稻區亦可推廣），其區域經濟、生態、社會效益將是非常可觀的。同時，東南亞諸多國家也盛產水稻，且機械化水平不高，物美價廉的中小型農業機械市場前景看好，充分利用“東盟”合作平臺，抓住出口創匯戰略的機遇也是完全有可能的。

參考文獻：

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