機械化保護性耕作實施現狀與發展趨勢

白元立

(虎林市虎林鎮人民政府，黑龍江 虎林 158400)

0 引言

國家對“三農”發展重視程度越來越高，每年下發中央一號文件，部署如何穩定和提高糧食產量，保證國家糧食供應安全。但在我國不同地區，一些農民的農業生產方式一直沿用傳統的耕種方式，耕作手段粗放、高投入、高消耗、低產出，重茬、迎茬嚴重，輪作不合理，化肥和農藥施用量超標，生產過程科技含量較低等，結果使耕地沙化嚴重、板結嚴重，使農田土壤中的有機質含量和水分損失較嚴重，土壤的團粒結構和土壤貧瘠程度進一步惡化。另外，農民不注重耕地保護、農業生態保護，過分的掠取，造成耕地土壤的肥力下降，供需平衡被打破、生態系統惡化、破壞了土地的修養生息規律，嚴重影響了我國糧食生產安全。 因此，我們農業生產要實現可持續發展的戰略目標，就要應用保護性機械化技術，改變傳統粗放的生產方式，運用現代化農業生產科技手段，建設良好的農業生態系統，建立科學的生產規劃，改善農業基礎生產條件，實現土地規?；洜I方式，實現糧食生產穩產高產，保證國家糧食供應安全。

1 保護性耕作機械化的意義

保護性耕作機械化技術的目標是保護農田地表土層的合理化土壤結構，提高農田土壤的抗風蝕性、蓄水保墑性，減少堿化板結、減少肥水流失、減小機械耕作對農田表面土壤的破壞，為農作物提供科學合理的生長條件的一種機械化作業方式。保護性耕作機械化技術就是要減少作業機械的作業次數，保護農田土壤合理化結構特性。保護性耕作主要包括合理化深松、深翻、秋耕、秋起垅等高水平耕作、蓄水聚肥改造、秸稈覆蓋還田、科學的少施用農藥和化肥，并且對農田落實少耕、免耕的科學配套技術。推行保護性耕作機械化技術，優點一：在秋季機械化收獲中把農作物秸稈粉碎處理覆蓋在田間，防止水土流失，秸稈腐爛后增強了耕地土壤的有機質、氮磷鉀和微量元素含量，培肥地力，為農作物生長提供了有利保證。優點二：可以避免因機械耕作次數多而破壞表面土壤合理化結構問題，增強農田土壤蓄水保墑的能力，增強農田土壤抗風蝕能力，完全接納自然降水，提高天然降水的利用率，解決農業水資源短缺問題。優點三：可以加強農田改造，減少對農田耕地表層土壤的擾動，防止季節性大風對農田土壤的破壞，保護生態環境，減少農田表層土壤的沖刷和流失，提高農田土壤結構理化優越性。保護農田耕地土壤和農田生態環境，實施可持續發展戰略，對推動我國糧食生產再上新臺階具有重要意義。

2 國外保護性耕作一般做法

在美國農業工程年會上，相關專家對美國保護性耕作最佳方式提出了新的方案，保護性耕作方式不是免耕，而是提倡深松、少耕、提高農作物秸稈的田間覆蓋量。美國科學家認為要把秸稈覆蓋量從30%提高到70%以上，最好達到100%的農作物秸稈覆蓋率來發揮保護性耕作良好的生產效益，并且提出覆蓋的效果優于免耕的效果。專家認為農田深松土壤有利于天然降水的吸收，增加農田土壤的蓄水量，對旱作農業效果很好。美國還提倡保護性耕作和農田養牛相結合的立體種養模式，在冬春季節里讓牧畜到農田里吃吃秸稈、踩踏農田，耕種之前對農田進行全面深松，為農作物生長提供良好的基礎條件。

在美國亞拉巴馬州的奧本市有一個經歷了一百多年的實驗田，科學家們把實驗田分成左右兩塊，其中一塊實行傳統耕作實驗，則另一塊實行保護性耕作實驗。在相同的條件下對比實驗結果可以清楚地看出傳統種植玉米株高不到50 cm，而保護性耕作玉米株高102 cm左右；傳統耕作種植的棉花實驗還沒有出苗，而保護性耕作的棉花實驗株高35 cm左右，由此可以看出保護性耕作的優勢和發展潛力。

3 我國保護性耕作機械現狀與類型

我國保護性耕作技術是一場農業生產技術變革，是在借鑒國外先進經驗的基礎上，根據我國農業生產實際狀況建立起來的一種科學的生產模式。保護性耕作的重要內容是通過減少機械化耕作的次數，提高農作物秸稈覆蓋率，減少化肥和農藥的施用量，采取科學的少耕、免耕、輪作手段實現對耕地的保護作用。

秸稈覆蓋還田是發展現代的生態循環農業，促進秸稈資源利用的朝陽產業。覆蓋還田的秸稈自然腐爛以后可以作為肥料，可以提高農田土壤的有機質及微量元素含量，增加了土地肥力，也可以提高農田土壤的蓄水和保墑蓄肥能力，提高天然雨水滲透力，增加農田土壤含水量。降低了農田土壤中殘害物質，凈化了農田土壤，更有效減少秸稈燃燒給空氣帶來的污染問題。

免耕是播種、施肥加深松聯合作業以后不進行任何田間耕作的技術措施，是為了控制土壤的疏松程度，恢復農田土壤結構特性，幫助農作物根系深入土壤、固定土壤，確保土壤墑情，減少水分蒸發，提高天然雨水的利用效率。

目前，我國保護性耕作的主要系列機具是免耕播種機、秸稈集行機、秸稈粉碎還田機、根茬粉碎還田機、深松機、條耕機、圓盤耙、聯合整地機、植保無人機等機具。機械類型較為單一，配套機械數量、種類相對較少，急需創新、制造和配置系列配套新機具。

3.1 免耕播種機

免耕播種機相比一般普通機械式播種機，具有較強的農業綜合技術性能，它可以一次進入農田完成破茬、深松、開溝、深施肥、播種、培土、起垅、鎮壓等作業，減少耕作機械進地耕作次數。比較適用于大豆、高粱、玉米、甜菜等作物的免耕播種作業，是保護性耕作主要機具之一。

3.2 根茬粉碎還田機

根茬粉碎還田機主要適用于高粱、玉米、大豆、烤煙等作物，在往年有深耕基礎的地塊，當年不用進行耕翻的情況下，利用根茬粉碎還田機把壟上的農作物遺留根茬直接粉碎并均勻攪拌在土壤耕層里，一次性完成滅茬、碎土、攪拌作業。

3.3 秸稈粉碎還田機

秸稈粉碎還田機有兩種類型，第一是聯合收割機后側安裝的秸稈粉碎還田裝置，如玉米、大豆、小麥、水稻等農作物的聯合收獲過程中，秸稈都可以直接被粉碎還田。第二是在“休耕養地”農田中，秋后把休耕養地的農作物或雜草使用專用收割粉碎還田機收割粉碎后還田。

秸稈粉碎還田有如下優點，第一，減少燃燒農作物秸稈對環境的污染，減少交通事故，提高生態循環農業發展優勢。第二，改良土壤結構，使土壤疏松，增加土壤有機質，增強土壤結構孔隙度，促進微生物活力，增強農作物抗旱能力。秸稈粉碎還田是保護性耕作的主要措施之一。秸稈粉碎還田機普遍適用于玉米、大豆、小麥、水稻、皇竹草及其它休耕養地作物的收獲。

3.4 深松整地聯合作業機

深松整地聯合作業機可一次性完成滅茬、深松、碎土及鎮壓等聯合作業。 機械化深松可以打破犁底層，使生土熟化，改善土壤透氣性，提高抗旱保墑能力，有效降低農田水土流失，促進農作物根系生長和土壤中微生物的繁衍。深松聯合整地作業的質量對保護性耕作效果影響很大，我國深松整地聯合作業機存在“小馬拉大車”問題，解決好馬力配套問題，深松整地質量就可以提高一個檔次。

3.5 噴桿式噴霧機

近幾年， 我國提高了自走式噴桿噴霧機的精準施藥水平，精準噴霧實施定位、定量、定時噴藥。其主要技術為：技術人員要掌握不同農田小區病蟲和草荒信息及植保技術要求，根據它們差異性采用自動變量施藥技術。農藥過量使用不但造成土壤酸化、板結、殘留農藥毒性，也對農作物病蟲害防治不利。使用精準施藥機械可以解決以上問題，為保護性耕作農藝措施的實施提供了可靠的技術支撐。

3.6 圓盤耙

圓盤耙是機械化保護性耕作主要的機具之一，普遍適用于大型平原地區和農場的小麥、玉米、大豆旱作農業。通過淺耕、滅茬、松土，在秸稈粉碎后，用圓盤耙可以處理農作物殘茬和覆蓋物，可以減少農田土壤水土流失，培肥地力，保護環境和資源。

3.7 深松機

深松機主要有如下幾種：翼鏟式深松機松土深度可達35 cm左右，功能和結構比較簡單；桿齒式和鑿式深松機價格低，松土效果差；震動式深松機松土深度可達50 cm左右,松土好，結構復雜，成本高；翻轉式雙向淺翻深松犁可以一次完成深松、滅茬、淺翻，效率高，碎土效果好；全方位深松機松土范圍大，松土好，耕深大，效率好。深松聯合作業可以提高拖拉機具利用率，降低作業成本，降低資源消耗，減少機具進地次數。我國目前深松聯合作業機具品種類型較少，配套動力不足，滿足不了現代大農業生產的需要。

3.8 植保無人機

當前，智能農業飛速發展，極飛科技、大疆防飛、啟飛智能等眾多植保無人機企業進入市場，不斷增加科技投入，提升關鍵適用技術，實現農業植保作業“精、高、準”，杜絕“滴、漏、冒、跑”現象。其核心技術是植保無人機在噴灑作業前把農田里農作物特點和地塊特點的GPS信息如實采集，輸入到地面站的控制系統中，并且切實預設好飛行航線、飛行速度和高度、施藥量等數據，植保無人機就能按照農業技術要求自主完成植保噴灑作業。無人機在植保藥劑滅草、病蟲害預防、噴施微肥、水稻直播方面為現代農業發展做出突出貢獻。

4 保護性耕作機械的發展探討

我國農村大部分農民承包經營的耕地面積較小，阻礙了農業機械化連片高效種植的發展規模，也阻礙了保護性耕作技術的推廣和發展。但是國家正在發展和實行承包土地規?；洜I，大力發展家庭農場、種植農民專業合作社、發展改革國營農場，鼓勵農民把承包土地集約化、規?；?、連片經營，為保護性耕作機械化提供基礎條件。目前，我國保護性耕作機械技術更新和產品普及速度較慢，機具使用壽命較短，質量較差，類型單一，配套動力不合適，和國際水平相比相差很遠。因此需要農機生產企業根據市場要求搞好研發，生產出適用性高、耐用性強、多類型高質量農業機械。一是要對農機具制造進行生產標準化、規范化、規模化，使機具技術分類、制造、驗收實現國家標準化，便于生產制造、農業使用、驗收推廣。二是要在設計上考慮適用新技術的創新和利用，使用新材料、新制造工藝生產出耐用高質量、適用性、可靠性、低成本農機具，讓農機具減少功率消耗，提高工作效率。三是要研發多用途、多功能，適應不同地區，符合不同農業技術要求的多功能聯合作業機具。四是要加強農機基層服務體系建設，加強農機信息網絡大數據化管理，對各地區的農機具購置補貼、保有量、類型、工作量合理配置，推廣農機跨區聯合作業，提高農機的利用率。