陜西關中小麥玉米生產機械化作業工藝標準化探索

張積社

(咸陽師范學院，陜西 咸陽 712025)

0 引言

陜西關中號稱八百里秦川，東西連綿400余km，南北寬100余km，自然形成兩級階地和兩級黃土臺塬區，地勢平坦，土地肥沃，四季分明，無霜期短，年均溫6～13 ℃，降雨量500～800 mm，從民國至今，相繼建成并完善了涇惠、洛惠、寶雞峽、抽渭、抽黃、各大小型水庫、部分機井采抽等農田水利灌溉工程，水力資源十分豐富。優越的自然條件是陜西小麥玉米種植最適宜的地區，多年來種植面積穩定在100萬hm2以上[1]，特別是近幾年，由于非優果業生產區逐漸退出市場，小麥玉米種植面積繼續增長。針對目前大面積大規模的小麥玉米生產，研究和規范其生產過程機械化作業工藝，對于促進小麥玉米兩大糧食作物的生產再上新臺階，對于保證國家糧食安全都具有十分重要意義。

1 機械化田間作業工藝演化過程

1.1 傳統田間作業工藝

在陜西關中地區的農業生產中，每年10月前后播種冬小麥，第二年6月前后收獲小麥然后播種玉米，10月前后收獲玉米再播種小麥，形成了一年兩熟兩茬輪作的種植制度。小麥玉米生產過程包含9項田間作業工序，在機械技術不發達的年代，這些工序全部依靠人畜力完成，況且還有多項場上作業。作業工序繁多，作業工藝過程長，人畜力消耗大，農時尤為緊張，如圖1所示。

圖1 傳統田間作業工藝及過程

1.2 機械化田間作業工藝

1.2.1 早期機械化田間作業工藝

20世紀80年代末期到20世紀90年代中期，我國經濟處于剛剛起步恢復階段，農機產品型號單一、數量有限、質量較差，不能滿足機械化農業生產的要求和需要，只有少量農機具應用于農業生產，而且只能進行單項作業。從全程生產過程看，只是小麥玉米種植的部分工序用機械替代了人畜力操作，此時主要優點是大幅度減輕了人們繁重體力勞動的程度，但整個生產過程的工序基本上沒有變化，機組在田間的行走次數并未減少，農時緊張程度也無緩解，耕種意識仍然停留在傳統耕種思維上，如圖2所示。

圖2 早期機械田間作業工藝及過程

1.2.2 中期機械化田間作業工藝

20世紀90年代后期到21世紀初期，我國經濟飛速發展，科學技術全面提高，人們的耕種思想發生巨大變化，先進的少耕免耕法、聯合作業法、復式作業方式深入人心，大量農機具的普遍使用，以及新型農機具的誕生，使陜西關中小麥玉米輪作區田間生產過程作業工藝在初期的基礎上逐步向合理化方向發展。這個時期，主要體現在小麥播前耕整地和小麥施肥播種用小麥旋播機一次完成；玉米播前耕整地和玉米播種用免耕施肥播種機一次完成。全程減少了兩道單項作業工序，工藝過程變短，節約了農時，如圖3所示。單項機械作業的減少，進一步減輕機組對土壤的破壞程度，另外，由于多年使用旋耕機，使得土壤耕層變淺，犁底層堅硬，作物產量連續下降。在地表上，兩茬作物收獲后，大量長秸稈鋪放田間對下茬作物播種極為不利，需要有效的辦法處理秸稈和根茬。

圖3 中期機械田間作業工藝及過程

1.2.3 當前機械化田間作業工藝

從20世紀90年代前幾年到現在的三十多年間，農機技術不斷改進和提高，農藝技術也在不斷改進和推新。到目前為止，小麥玉米生產過程機械化作業工藝相對穩定，而且更趨合理。在農機和農藝融合方面，為了使玉米收獲更適應機收，同時為了擬制冬小麥在越冬期發旺，采取了玉米適當早播推遲收獲，小麥適當加大播種量推遲播期的農藝措施。但是還存在玉米秸稈根茬粉碎質量較差；多年少、免耕，造成耕層變薄，犁底層堅硬；小麥收獲時，經營者為追求效益，留茬過高，嚴重影響下茬玉米播種作業；田間管理機械中耕技術滯后，以化學除草為主要植保方式日顯弊端等，如圖4所示。

圖4 當前機械作業工藝及過程

2 機械化田間作業工藝標準模式構建

2.1 陜西關中種植區的生產特點

由于地域不同，陜西關中小麥玉米種植有其特點，一年兩熟兩茬輪作，玉米收獲時籽粒含水量較大，極不適應聯合收獲脫粒，而采用聯合收割機摘穗、剝皮(或不剝皮)的收獲法；基于陜西的灌溉條件，小麥玉米田間灌溉大都采用地面大水漫灌，所以在田間筑有畦梁，給機械作業帶來了一定的困難；近幾年，為了提高產量，玉米采取密植種植等方法；大量農民棄地進城務工，種植專業戶以極低的租金承包經營戶責任田，部分可連片耕種，給機械化作業創造了一定空間。

2.2 機械化田間作業工藝模式構建

基于兼顧經濟效益、生態效益、因地制宜原則，模式化的小麥玉米生產機械化田間作業工藝應具有先進性。實踐證明，復式作業、聯合作業法是實現生產過程各個環節的有效途徑。在生產中，將土壤深松保護性耕作技術、有機肥替代化肥技術、秸稈覆蓋等先進技術的融入，形成一整套優越的工藝模式應用于生產。構建整體模式時，可以大膽想象而且實現的可能性很大，這就是在夏季收獲小麥時，小麥聯合收獲配套秸稈切碎、拋撒裝置將秸稈切碎并均勻拋撒于田間。陜西關中田間水分蒸發量較大，利用麥秸覆蓋地表，既處理了秸稈又能蓄水保墑。秋季收獲玉米時，不對玉米秸稈切碎還田，用玉米收割機配套秸稈收集打捆裝置，既可解決切碎秸稈對小麥播種質量的影響，又可為有機肥制備提供充足的原料。從減少作業機組對土壤破壞程度、探尋工藝過程的最短路徑出發，理想的作業工藝是玉米收獲機組配套深松、旋耕、播種小麥裝置，機組在田間行走一次，即可完成玉米收獲、收集秸稈、土壤深松、旋耕、施肥播種小麥、筑埂等工序，小麥收獲機組配置免耕播種裝置，機組在田間行走一次，即可完成小麥收獲、秸稈切碎均勻拋撒、玉米播種施肥、筑埂等工序，如圖5所示。

圖5 理想機械化作業工藝及過程

2.3 機械化田間作業可行性工藝及措施

目前，由于技術水平、土地經營方式限制，難以實現復雜聯合機組作業的理想模式，但可在目前成熟條件下，依照可行性工藝及過程并結合如下農藝和農機技術措施實施機械化作業。1)堅定貫徹播期、收獲期一體化，在“一早兩晚”上下功夫，即抓好玉米早播晚收，小麥推廣適當加大播量推遲播期的農藝措施[2]。這樣既可實現控旺又可保證產量。2)提高玉米收割機秸稈根茬粉碎還田質量，以利于小麥播種作業順利進行。3)選擇配置有松土部件的旋播機在秋季實現土壤深松、旋耕整地、施肥播種小麥作業，夏季播種玉米時免除土壤深松。4)加大小麥玉米田間管理中的投入，在灌溉施肥一體化方向上繼續努力，植保選擇性能良好的無人機進行作業，中耕培土除草機械還需加快推廣應用，盡量減少化學除草，以降低產品的農藥殘留量。5)選擇配置有秸稈切碎能均勻拋撒的小麥聯合收獲機進行收獲作業，達到切碎秸稈均勻覆蓋地表，同時應盡量降低割茬高度，為玉米精量免耕播種和生長創造有利條件。6)收獲、播種、中耕作業機具幅寬須配套，以提高機組的生產效益和環保效益。7)大量施用作物秸稈、養殖廢棄物等制成的農家肥，以培肥耕層土壤，如圖6所示。

圖6 機械化作業可行工藝及過程

3 結語

改革開放四十多年來，陜西農業機械化有了長足的發展，特別是關中地區，小麥玉米兩大作物的生產在邁進全程機械化作業的基礎上日趨完善，作業工藝相對穩定，機械化作業空間增大。站在農業生產發展的長遠看，整套優化的機械化作業工藝及工藝過程，對于引領陜西關中地區機械化農業生產、農業機械化水平提高、農業可持續發展、環境保護、經濟效益、生態效益的提高都有良好的促進作用。