保護性耕作機械的現狀分析與發展建議

張永明

摘要：多年來高負荷機械化耕作破壞了地面的保護層，導致土壤風蝕、河流泛濫、沙塵暴猖撅，耕地質量嚴重下降。為了遏制環境的進一步惡化，國家提出了保護性耕作。對秸稈還田機、深松整地機、免耕播種機等保護性耕作機械進行了分析，指出了存在的問題，提出發展建議。

關鍵詞：保護性耕作機械；秸稈還田機；深松整地機；免耕播種機

中圖分類號：$345

文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njWX.2016.05.039

0.引言

我國傳統的耕作作業工序繁多，翻耕、耙地、整地、平地、鎮壓等一系列作業程序。為了提高農作物產量，近幾十年來，我國機械化旱地耕作活動增強，翻耕土地，除掉地面殘茬、雜草，然后平地整地、施肥播種。高負荷機械化耕作破壞了對地面的保護，導致土壤風蝕、河流泛濫、沙塵暴猖撅，耕地質量嚴重下降。

為了遏制環境的進一步惡化，國家提出了保護性耕作。保護性耕作技術是以免耕少耕播種和地表覆蓋為主體的一項農業耕作技術。保護性耕作技術轉變了農業生產方式，改革了農業耕作制度，是發展生態、環保、效益型農業的基礎。保護性耕作在全國各地得到了廣泛推廣，尤其是旱作農業區，并取了很好的經濟效益和社會效益，受到廣大農戶的歡迎。2015年農業部在多地開展保護性耕作試點，堅持生態為先，保護為重，推進用地與養地結合，集成技術模式發展保護性耕作。

從近幾年的保護性耕作示范工程實施情況看，盡管仍存在一些問題，但總體實施成效還是很明顯的：減輕農田水土侵蝕，通過農田免耕和秸稈覆蓋有效控制了農田水土流失，并起到抑制農田揚塵作用；提高農田蓄水保墑能力，免耕覆蓋改善了土壤孔隙分布，可以有效地減少土壤水分蒸發和增加土壤蓄水量；提升農田耕層土壤肥力，秸稈還田及減少動土次數能夠提高表層土壤有機質和養分含量；省工、省時、節本增效，通過減少土壤耕作次數和復式作業，減少機械動力和燃油消耗成本，降低農民勞動強度。

1.保護性耕作機械的現狀及存在的問題

保護性耕作技術的主要作業環節為：①秸稈與表土處理，②免耕播種施肥，③雜草及病蟲害防治，④土壤深松。無論哪個環節都離不開農機的應用，為此農機部門提出了比較適用的配套機具。

1.1秸稈還田機具

以往農作物秸稈大多是就地焚燒，然而焚燒秸稈造成的負面影響巨大，已引起省級政府高度重視，2015年以來陸續出臺政策，將秸稈粉碎還田直接免耕播種作為主要的解決路徑。秸稈如果不經粉碎還田或土壤未經深翻，秸稈很難腐爛成肥，而且還容易引發病蟲害及壓苗現象，降低種子出苗率等。

秸稈切碎還田機有：4Q-1、4QY-1.5c、4Q-1.5A、4Q-1.8、4Q-2B等型號，以石家莊農業機械股份有限公司為主要生產廠家。其機具特點是：在引進吸收國外先進技術基礎上，研制了錘爪型碎茬刀，對在田間直立或放倒的各類秸稈均有良好的粉碎性能。既適用于華北、東北、西北等單季地區，也適用于華北等兩茬平作地區。

秸稈粉碎還田機有：1JHY-150、4JL-1.5、4F-1.5D、4JF-T2A、4JF-150、4QW-155B、2JH-1.8、2JH-0.9等十幾個型號。主要生產廠家有河北農哈哈機械有限公司、河北華勤機械股份有限公司、南昌旋耕機廠，連云港市旋耕機廠、石河子大學機電服務中心等十幾個生產廠家。這些機具各有特點，均具有良好的秸稈粉碎性能和使用性能。

秸稈還田機在使用中存在的主要問題：秸稈還田機械動力不足，還田機械刀具耐磨損性差，刀片不鋒利，秸稈粉碎過長過大，秸稈粉碎質量差以及喂入口堵塞、機器強烈震動、傳動皮帶易磨損等。

1.2深松整地機具

深松是在翻耕基礎上總結出來的利用深松鏟疏松土壤，加深耕層而不翻轉土壤，適合于旱地的耕作方法。深松能改善耕層土壤結構，提高土壤的蓄水抗旱能力。深松形成的虛實并存的土壤結構有助于氣體交換、礦物質分解、活化微生物、培肥地力。因此，在旱地保護性耕作中，深松被確定為一項基本的少耕作業。

目前，我國研制的深松機具主要有桿齒式、鑿式、可調翼鏟式、旋耕式和振動式等。其中：桿齒式深松機和鑿式深松機結構簡單，價格低廉，但其松土效果不好，松土范圍有限，且消耗功率較大。翼型桿齒式深松機安裝有翼型桿齒深松鏟，作業深度可達35cm以上，在功能和效率方面有了明顯改進。振動式深松機的松土效果較好，松土深度可達50cm，功率消耗小，但結構比較復雜，成本較高。單柱式、懸掛式淺翻深松犁結構比較簡單，適用性強，一次作業可完成土壤的淺層翻轉和深層松動。翻轉式雙向淺翻深松犁，液壓翻轉與深松淺翻相結合，一次性可完成深松底土、淺翻滅茬等多項作業，作業效率高，碎土能力強，主要適于我國北方旱作地區深松淺翻作業。全方位深松機的優點是松土范圍大、耕作深度深、作業效率高、松土系數大等，但需與大功率拖拉機配套，且作業時對地表要求較高。深松聯合作業機可以降低勞動消耗，減少機械壓地次數，提高拖拉機的功率利用率，降低作業成本，具有明顯的經濟效果和間接的增產作用。目前我國深松聯合作業機的品種較少，尚不能滿足農業生產的需要。

中國農業大學旱地保護性耕作課題組研制的1SY-120型帶翼鏟深松機是專為適應保護性耕作的深松作業而設計的。該機具有如下特點：采用從澳大利亞引進的鑿鏟式立柱，入土性能好；鏟柱上安裝有翼鏟，且翼鏟的深度可調。這樣可實現底層單隔深松，表層全面疏松；深松機鏟柱安裝在前后兩排梁上，相鄰深松鏟之間的橫向和縱向間距大，在秸稈覆蓋地有良好的通過性能；深松機后帶有紋桿式鎮壓輪，保證深松后地表平整。

深松機存在的主要問題：一是深松機具與動力裝備不匹配。深松機具工作時功率消耗大，需要配套大馬力拖拉機。很多購機者不知道深松機械與拖拉機如何匹配，常常出現小馬拉大車，限制了深松機的生產率，并影響了深松機的作業質量。二是深松機具主要工作部件的結構設計存在一些問題。例如，現有深松鏟工作曲面的曲線多采用小弧形或直刀式，工作阻力大，功率消耗大。三是深松機械品種繁多，但通用性差，很多廠家是根據當地農業生產情況自發研制的，不具備標準化、系列化的管理條件，為深松機械的推廣工作帶來一定的困難。四是深松聯合作業機普遍存在能耗大、效率低、作業成本高等問題，不適合推廣應用。

1.3免耕播種機

為了防止水土流失，實施保護性耕作的土壤表層將會覆蓋一定高度的秸稈和根茬，普通的播種機在這種田地里無法作業。所以，免耕播種機除要有傳統播種機的開溝、下種、下肥、覆土、鎮壓功能外，一般還必須有清草排堵功能、破茬入土功能、種肥分施功能和地面仿形功能。

小麥免耕施肥播種機目前平作地區應用的主要有：2BMFS-5/10、2BMFS-6/12型免耕覆蓋施肥播種機；SGTNB-18024/8A8、SGTNB-20024/8多功能覆蓋旋播施肥機；2BMFS-10型免耕覆蓋施肥播種機。主要生產廠家有河北農哈哈機械有限公司、河北華勤機械股份有限公司、石家莊農業機械股份有限公司生產。河北農哈哈機械有限公司的產品已經改進到第四代。多功能覆蓋旋播施肥機由西安市旋播機廠生產。2BMFS-10型免耕覆蓋施肥播種機為天津市農業機械研究所與天津市薊縣農業機械廠聯合開發的新機型。適用兩茬平作免耕，地面有直立或倒伏玉米秸稈及根茬地。

免耕播種機存在的主要問題是：①小麥免耕施肥播種機適用機型少，目前以河北農哈哈機械有限公司生產的機子占主導地位，經過幾代改進，該機具有良好的工作可靠性和適應性，尚沒有解決的問題就是溝壟還是比較大。②天津市農業機械研究所與天津市薊縣農業機械廠聯合開發的新機型，主要是為了適應玉米秸稈回收用作青貯飼料，大力發展養牛業的需要，適用地表設定為根茬地，減小動力消耗；另外采用了長短旋耕刀組合開出階梯形種、肥溝，盡量減少動土量，減小溝壟差距。通過實際應用，效果不錯，但是尚存在較輕的掛草現象，溝壟差距縮小的不是很明顯。③西安市旋播機廠生產的多功能覆蓋旋播施肥機雖然具有很好的性能，但是其播種行距不適于兩茬平作地區，所以要在兩茬平作地區應用，需要開發新機型。

2.對保護性耕作機械的發展建議

隨著保護性耕作技術的不斷推進，研制新型的保護性耕作機械十分必要。耐用性強的高質量深松機毫無疑問是主流。我國的保護性耕作起步較晚，而且普通散戶農民的農田地塊較小，機械作業的連片作業效果顯現的并不明顯。但是，國家正在推行土地“適度”規模經營，這也是對保護性耕作的一種政策支持。目前，我國的保護性耕作機械如深松機，制造水平距離國際農機具巨頭還有很大的差距，有些國產深松機的使用壽命只有一個作業季，而國際農機具巨頭生產的深松機可以使用幾十年。從深松機設計時的機身彎度怎樣才能節省動力，到機具所用的金屬元素配比怎樣才能讓機具更堅固，這些都需要國產深松機生產企業在抓住這次機會的同時去用心研發，用心去提高產品品質。一是要在設計上考慮技術創新，采取有效措施減少功率消耗，提高機具的作業效果和工作效率。二是要提高產品的制造工藝水平，保證整機及工作部件質量，從而保證機具的工作可靠性。三是要對機具生產進行標準化、規范化管理，制定出機具的技術分類、制造標準和驗收標準，以便于推廣。四是要發展“一機多用”的聯合作業機，研制適應不同地區農業技術要求的系列化、標準化的多功能聯合作業機。五是要加強農機信息管理，對各地區的農機進行合理配置，實行跨區作業。避免農機閑置時間太長而影響農機的利用率，從而增加農機戶的收入。