黑龍江省深松整地技術必要性及技術裝備

盧國成

摘 要：近些年，隨著機械化程度的不斷提高，糧食產量逐年穩產增產，但是隨著農用化肥使用量逐漸加大，農家肥使用量逐年減少，土壤嚴重板結，造成地力下降，糧食品質降低，因此一種能夠改善土壤理化性能培肥地力的農機新技術開發成為了農機發展的新課題，與此相適應，深松整地技術和保護性耕作技術應運而出，解決了這一難題。

關鍵詞：深松整地；技術裝備

中圖分類號：S233.1 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.030

玉米是黑龍江省第一大糧食作物，2014年，玉米播種面積680萬hm2，產量600多億斤。播種面積超過全國的1/6，是我國玉米種植面積最大的省份。玉米機械收獲后地表覆蓋大量秸稈，起壟作業時地表秸稈量大，壟體內含有大量秸稈，透風跑墑，抗旱保墑能力差，還影響播種質量。為了采取壟作耕作模式，保證起壟和播種質量，必須將地表秸稈清理掉。但清理秸稈投入很大，農民只好焚燒秸稈，污染環境。現代農業生產方式迫切需要耕種制度變革。

1 黑龍江省農業生產概況

黑龍江省氣候類型屬于溫帶大陸性季風氣候，春季干燥風大，夏季高溫多雨，秋季早霜涼爽，冬季寒冷漫長。全省大于0 ℃積溫平均值在2000～3200 ℃，無霜期為100～150天，降水量在400～600 mm之間。由于全球性的氣候變暖以及草原、森林的破壞，生態失去平衡，黑龍江省自然災害頻率增加。經常發生的氣象災害有旱災、澇災、雹災、風災、低溫冷害、霜凍災害等。其中經常對農業生產造成比較嚴重影響的是低溫冷害和旱澇災害。

黑龍江省農業生產根據自身的氣候條件，經過長期實踐，形成了具有悠久歷史的壟作耕作模式。建立了以深翻為主體，翻、耙、起相結合的土壤耕作制度。家庭聯產承包責任制以后，建立了以旋耕為主體，滅茬、旋耕、起壟相結合的土壤耕作制度。采取壟作耕作主要有兩個原因：一是由于東北地區無霜期短，積溫不足，壟作可增加積溫200 ℃左右，提高糧食產量；二是由于受大陸性季風氣候影響，年降雨量集中在夏季，壟作可防止澇災。

黑龍江省東北部為三江平原，西部為松嫩平原，地勢走向西北部、北部和東南部高，東北部、西南部低。黑龍江省是中國耕地面積最大的省份，是世界三大黑土地之一，全省人均耕地面積居全國第一位。

近50年來，全球氣候明顯變暖，全國氣溫平均升高1 ℃以上。今后20～50年間，全國平均溫度升高2～3 ℃ ，預計到2030年平均氣溫將升高1.9 ℃，年可增加積溫200 ℃左右，與采取壟作耕作模式增加的積溫量相近。積溫不足已不僅是黑龍江省農業生產的最主要制約因素，而氣候變暖可能使北方江河徑流量減少，干旱缺水進一步加重，旱災將成為黑龍江省農業生產最嚴重的威脅之一。

2009年全省播種期間墑情較好，到5月中下旬，出現10多天的高溫大風天氣，受旱面積9254萬畝，重旱面積3740萬畝。說明現在耕地質量很差，抵御自然災害能力很弱。旱災頻發迫切需要進行耕作制度變革。

近10年來，我國農機購機補貼力度不斷加大，2014年達237.5億元，大馬力拖拉機保有量迅速增加，黑龍江省深松整地面積達4000多萬畝，土壤的蓄水保墑能力增強，可最大限度利用“土壤水庫” 調節水分，蓄夏秋雨為春用，解決了夏秋季節降雨集中易造成澇災問題，也緩解了“十年九春旱”的問題，大大提高了農業生產抵御自然災害的能力。

試驗表明，以深松為主體、以免耕為核心的土壤保護性耕作技術，是提高農業生產抵御自然災害能力、實現農業高產穩產的根本出路，也是解決秸稈焚燒的必然選擇。

2 深松整地技術

深松是松耕的一種。松耕是不翻轉土層，保持原有土壤層次，局部松動耕層土壤和耕層下面土壤的一種耕作。其深度不打破犁底層稱為淺松，一般為15～20 cm；深度打破犁底層稱為深松，一般為25～30 cm。理想的、合理的耕層結構如下：

（1）覆蓋層（0～5 cm）。是對全部土壤起保護作用的表土層，也是播后對種子覆蓋的表土層。覆蓋層土壤較干，有利于保存土壤水分。

（2）種床（5～10 cm）。位于覆蓋層下面，是作物種子著床萌發的土層。為使種子獲得較充足的水分，土壤密度應大于覆蓋層，毛管孔隙與大孔隙的比例保持在3∶1左右，以保證毛管水的上升。為了保持種床層的水分免于蒸發，種床層的毛管孔隙與覆蓋層的毛管孔隙應不相連通，而雨水可通過大孔隙向下滲透，使種床水分不致過多。

（3）耕層（5～25 cm）。是作物根系密集和生理活躍的重要土層。這一土層受氣候直接干擾較小，但對緩沖氣候影響和抗災能力卻是關鍵的土層。深松改善耕層構造主要針對這一土層。使其便于根系伸展，蓄水供肥，既能將過多的水份滲向非耕層（心土層），又能保證從下面土層提墑。因此，它與種床層和下面的心土層應保持毛管孔隙和大孔隙的連通性，從而達到水分和空氣的適當梯度。理想的耕層構造是虛實相間。

（4）心土層是非耕層。這一土層保持自然的緊密狀態，而且有機質含量低，團聚體較少，其土壤密度比耕作層大0.2～0.3 g/cm3。作物根系達到這一土層僅占總根重的5%～10%左右。但心土層與耕作層的配合如一座土壤水庫，甚至2～3 m深的土壤水分都參與耕層的水分運動。

（5）犁底層。是由于多年連續采用同一深度的耕整地作業，工作部件對土壤的壓實作用很大。這樣就在耕層和心土層之間人為地形成6～10 cm厚的緊實層，稱為犁底層。一般犁底層比耕作層或心土層的土壤密度大0.3～0.5 g/cm3，總孔隙小于40%，使耕作層中過多的水分不能及時向心土層滲透，耕作層干旱時，心土層不能及時向耕作層提墑，消弱了耕作層抗旱、抗澇能力，影響耕作層和心土層之間的氣體交換，阻礙根系向心土層分布，無法利用心土層的肥力，易于倒伏。深松能夠打破犁底層，十分重要。

現在耕整地主要使用滅茬旋耕起壟機，是滅茬與旋耕組合模式的機具，一次完成滅茬、旋耕、起壟多項作業，一次整地達到待播狀態，具有滅茬效果好，碎土能力強，作業次數少，作業費用低等特點，應用范圍廣，使用數量多。少數耕地使用翻地犁和圓盤耙進行耕整地作業。

壟作耕作模式需對土壤進行翻耙或旋耕，然后再進行起壟作業，動土量大，跑墑嚴重，是典型的精耕細作模式。

黑龍江省從實行家庭聯產承包責任制以來，土壤耕作制度由原來的以深翻為主體，翻、耙、起相結合的深層土壤耕作模式，轉變為主要采取以旋耕為主體，滅、旋、起相結合的淺層土壤耕作模式，耕地基本上是“晴天硬邦邦、雨天水汪汪”，既不蓄水，也不保墑。

國家玉米產業技術體系耕地質量調查顯示，我國耕地存在著“淺、硬、厚”問題，一是耕層變淺；二是土壤變硬，嚴重板結，全國平均耕層土壤容重達1.38 g/cm3，超過作物根系生長發育的適宜容重（1.1～1.3 g/cm3）；三是犁底層加厚，厚度達到12 cm，容重1.52 g/cm3，嚴重影響土壤理化性狀和作物根系生長發育。

近年來，國家玉米產業技術體系針對耕地質量下降問題，進行了多點的深松改土技術裝備試驗研究，通過建立以深松為主體，松、耙、壓相結合的土壤耕作制度，減少作業次數，降低成本，改善土壤結構，增強土壤蓄水保墑能力，抗旱保墑增產效果顯著。

3 深松整地裝備

（1）深松機

與80～180馬力拖拉機配套，有3、5、7齒選擇，可以完成深松、碎土、鎮壓聯合作業。深松鏟與機架彈性連接，深松鏟入土后，在土壤阻力和彈性深松鏟座耦合作用下不停抖動，實現斷續切割土壤，深松作業阻力小，能耗小，成本低；同時，由于深松鏟不停抖動，脫附能力強，解決了深松作業時易產生托堆堵塞問題。

（2）滅茬深松整地機

與120 ～ 210馬力拖拉機配套，有210 cm、350 cm型選擇，可以完成滅茬、深松、碎土、鎮壓聯合作業。斜式深松鏟與直柄深松鏟同等作業深度條件下松土距離長，斜式深松鏟松土后再用波紋耙垂直切割，提高了碎土能力，一次作業可達到播種作業狀態，實現了松耙聯合整地作業。

（3）松耙聯合整地機

與180 ～ 210馬力拖拉機配套，作業幅寬350 cm，可以完成切茬、深松、碎土聯合作業，一次作業可達到播種作業狀態，實現了松耙聯合整地作業。

（4）復式少耕整地機

與260～450馬力拖拉機配套，有5、7、9齒選擇，可以完成滅茬碎土、耕層淺松、底層深松、整平合墑、碎土鎮壓等聯合作業。研究了彈性減阻過載保護深松鏟、組合式機架、寬幅折疊機構，作業后耕地表層土壤細碎緊實，利于提高播種質量；中層土壤全面松動，利于作物根系發育；底層土壤虛實相間，形成利于蓄水保墑的耕層構造，增強農業抵御自然災害的能力，是以深松為主體、松耙結合的土壤保護性耕作先進裝備。