保護性耕作技術筑牢糧食安全根基

文|本刊記者 孫潔

受新冠肺炎疫情的影響，世界上多個糧食出口大國加大了本國的糧食儲備，限制糧食出口量，我國糧食安全也因此面臨著挑戰。在我國東北地區，黑土地生產全國1/4的糧食，占對外供應量的1/3。從一定程度上說，守住東北黑土地，就守住了國家的糧食安全。

近年來，由于化肥的過度施用、秸稈隨意焚燒、不合理的耕作方式等導致當前我國東北黑土地存在“淺、硬、厚”的問題：耕層逐年變淺，僅0.15米；土壤硬度變高，嚴重板結；犁底層變厚，達0.12米左右。

習近平總書記對東北黑土地的保護工作高度重視，多次提出對黑土地實施戰略性保護。2020年7月習近平總書記在吉林省梨樹縣考察時，提出一定要采取有效措施，保護好東北黑土地這一“耕地中的大熊貓”。

那么，究竟如何保護黑土地？

玉米精密播種 為黑土地豐產蓄能

保護性耕作是對農田實行免耕、少耕，盡可能減少土壤耕作，并用作物秸稈覆蓋地表，減少土壤風蝕、水蝕，提高土壤肥力和抗旱能力的一項先進農業耕作技術。這項技術實施的核心農機裝備是免耕播種機。中國農機院研發的2BMY系列玉米免耕精密播種機，可以在前茬作物收獲后，直接進行播種作業，一次性完成清秸稈、開溝施肥、播種、覆土、鎮壓等多項作業工序。播種機帶有播種質量監測裝置，可實現漏播報警和作業面積監測等功能，既替代了傳統播種機作業時需要人輔助觀察作業質量，又實現了玉米種子使用量、作業面積等的統計，科學種植，提高玉米單產。

與傳統的播種機械相比，此種玉米免耕精密播種機有一些創新點。

“雙齒盤交錯”秸稈側向移位技術與裝置。設計一對齒形圓盤輪V型交叉安裝，相對旋轉，把地表上殘留、覆蓋的秸稈撥向兩側，清潔了種床帶，為開溝器創造良好的開溝環境，有效解決了開溝器秸稈擁堵和堵塞、秸稈架空種子影響發芽等免耕播種的難題。結合波紋圓盤切土、雙圓盤開溝播種創制出組合式雙齒分草開溝播種系統，實現大根茬和秸稈覆蓋工況下播種作業。合格粒距變異系數12%、晾籽率1.4%。

“彈齒盤組”秸稈側向移位技術與裝置。設計一種可豎直旋轉的彈齒盤組，以播種機縱向中心軸分兩組，每組內彈齒盤之間的彈齒位置交錯，在拖拉機PTO的驅動下旋轉，兩組彈齒盤相對旋轉，把工作幅寬內地表上覆蓋的秸稈依次撥到工作帶兩側，使種帶清潔，為開溝器創造良好的工作環境。該裝置安裝在播種機開溝器前面，與開溝器配合使用，實現了免耕播種作業。根據地表秸稈量可選裝該裝置。段粒數合格率93%，播種深度合格率90%。

高速恒壓氣吸式精密排種技術與裝置。改進了可外置調節的氣吸式排種器內側刮種刀結構、攪種裝置焊接工藝技術，顯著提高單粒排種精度和調節方便性；創新了獨立動力驅動的氣吸式排種器恒壓系統技術，使氣室壓力恒定，解決了氣吸式排種器高速作業條件下氣壓不穩定造成漏排、以及田間地頭轉彎氣壓中斷，造成種子成堆下落問題，不僅節約種籽，更關鍵的是減少了漏播、提高了排種均勻性和整機作業性能的可靠性。

創新成果應用推廣及效益分析

保護性耕作技術的應用可改善土壤結構、增加土壤有機質含量、提高土壤肥力、減少土壤侵蝕，具有抗旱增產、降低生產成本等優點，相對傳統精耕細作是一次耕作技術革命。

玉米免耕精密播種機械裝備的推廣應用，打破了進口免耕播種機在我國的壟斷局面，實現我國自主研發與制造大型免耕播種機“零”的突破，解決了東北壟作區保護性耕作無機可用的難題，也助力了東北地區保護性耕作技術的推廣。

據中國農機院播種機械研發團隊介紹，該項成果近年來在我國北方地區得到了較大面積的示范推廣和應用，產生了明顯的增產增收和節支效益。通過點上跟蹤和面上調查統計，近三年該項成果在吉林、黑龍江、遼寧、內蒙古等省（區）累計示范推廣面積約2億畝，該技術還具有顯著的減少作業環節、降低作業能耗、提高作業效率、減少生產用工、解決種（肥）投入和延長機具部件壽命等優勢。據多地多點調查統計，包括省工、省種、省肥、省能耗和維護成本在內，平均每畝可節省40元以上，累計實現節支效益80億元。

生態效益方面，通過保護性耕作技術的使用，增加土壤蓄水能力15%以上，提高土壤有機質含量，減少農田風蝕50%以上，為秸稈禁燒提供技術與裝備支撐，也為保護性耕作推廣計劃提供機具保障。

目前，玉米免耕精密播種機主要用于黑龍江、吉林、遼寧及內蒙古東部的玉米免耕播種作業。機具有2行、4行、8行，主要用于個體農民、家庭農場和農機合作社。根據科研人員調研發現，用戶在使用過程中對于該機具的評價也是多維度的。

東北地區地表具有大量秸稈根茬，該播種機播種開溝部件前配置了分草輪機構，可清理種床內的秸稈，有效解決開溝器堵塞問題。在分草輪的作用下，后面破茬和開溝圓盤能夠輕松切斷根茬和殘留秸稈，在覆土鎮壓輪的作用下，確保種子與土壤接觸良好，為種子提供理想的發芽生長條件。

因為免耕直接播種，地表平整度差，該播種機的單體通過平行四連桿機構與機架連接，實現各播種行的獨立仿形，有利于播種深度一致。與氣吸式排種器相比，指夾式排種器無需負壓風機，播種機整機結構相對簡單，購機成本較低，對拖拉機配置要求較低，功耗較小；與勺輪式排種器相比，具有主動約束取種，排種性能好。

東北地區人均耕地面積較多，且長期以來采用單茬種植、春播秋收、翻耕起壟、坐水播種玉米大豆的機械化作業方式，所以農村大量保有中小型輪式拖拉機。針對此類拖拉機牽引功率大小以及輪距與行距的匹配情況，該播種機分別可與25.7-40.4千瓦和40.4-55.1千瓦動力段拖拉機配套使用，行距0.6-0.65米，拖拉機輪距1.3-1.4米，作業時拖拉機輪胎跨過兩行壟臺。

不同用戶群體對機具的需求不同，個體農民種植面積和現有動力相對較小，多以2行播種機為首選，2行播種機每天作業面積約80畝，一般作業3-4天就可完成播種作業；經營面積1000畝以上的家庭農場可使用2行或4行播種機，一般作業5-10天可以完成播種作業；農機合作社以社會化服務為主，使用機型比較多，2、4、8行播種機，每個季節每臺機具可服務播種面積1500畝以上。

最近兩年新冠肺炎疫情嚴重，為拿到第一手資料，全面了解東北不同區域的播種生產條件、播種機具的工作性能及存在的問題等，中國農機院播種機械研發團隊數次奔赴吉林、黑龍江、遼寧玉米主產區開展玉米免耕精密播種機田間試驗。-200C嚴寒也未能阻止農機人戰勝困難的腳步，以農機人的堅毅精神，完成了試驗任務，獲取了寶貴的數據，為機具優化改進奠定了基礎。

“我們會根據這些數據完善機具的作業參數，對土壤含水量、地力、作物特性等進行實時調節，計算漏播、重播、播種面積、排種粒數等作業指標。”中國農機院播種機械研發團隊相關負責人告訴記者，未來，玉米播種機將向智能、高效、精準、環保方向改進，突破高速作業條件下精密排種、播深和鎮壓力智能調控、工作部件減阻低功耗等技術。