甜菜耕整地机械化

江伟,卢秉福

（1.黑龙江大学呼兰校区管理委员会，哈尔滨150080；2.黑龙江大学科技处，哈尔滨150080；3.中国农业科学院甜菜研究所，哈尔滨150080）

甜菜耕整地机械化

江伟1，3,卢秉福2，3*

（1.黑龙江大学呼兰校区管理委员会，哈尔滨150080；2.黑龙江大学科技处，哈尔滨150080；3.中国农业科学院甜菜研究所，哈尔滨150080）

介绍了甜菜耕地机械、整地机械、深松机械及其作业效果，对提高甜菜生产机械化水平具有一定的借鉴意义。

甜菜；耕地；整地；机械化

甜菜是深根系作物，只有土壤深厚,固相、气相、液相比例适宜，水肥供应良好，才适合甜菜生长和块根膨大，因此耕翻、整地是甜菜获得高产、高糖的重要措施之一。耕翻深度因土壤条件、机械化水平不同而有所差异，一般应达到20～25cm；在土层深厚有条件的地方可深耕30cm结合增施有机肥。国外甜菜耕翻深度一般在25～35cm，在60cm范围，随深翻而增产，最多可增产50%。近年来随着农村劳动力成本的迅速上升，对甜菜机械化技术的要求越来越高，实现甜菜整地机械化，对减少人工费用，降低生产成本，提高甜菜产业竞争力具有重要的意义。

1 耕整地机械

1.1 铧式犁

铧式犁可分为牵引犁、悬挂犁、半悬挂犁、双向犁。牵引犁和拖拉机通过牵引装置连接在一起，沟轮在已开出的犁沟中行走，地轮在未耕地上行走，尾轮在最后犁体所开出的犁沟中行走，作业效率较低，应用逐渐减少；悬挂犁通过悬挂架与拖拉机悬挂机构铰接，犁的耕深可由限深轮或拖拉机液压系统来控制，耕宽可以通过耕宽调节器调节，结构紧凑，调节简便；半悬挂犁性能介于牵引犁和悬挂犁之间，但比牵引犁结构简单，重量比牵引犁减少30%；双向犁分为全翻转式双向犁和水平摆式双向犁，耕地时，垡片始终向地块的一边翻倒，耕后地表平整，不留堑沟，适合耕作坡地，也适用于耕作灌溉地、小块地或形状不规则的地，构造比较复杂，但发展较快。目前常用的有2铧、3铧、4铧、5铧、6铧等，国产、进口均有，如1LF系列3铧、4铧、5铧犁，R71系列、R41系列、Master152系列、EurOpal系列，Mirco系列4铧、5铧、6铧、7铧等。这些犁单铧幅宽在30～50cm，犁体间距85～100cm，犁架高度70～90 cm，耕翻深度25～40 cm，配套动力50kW～300kW，挂接方式有牵引，也有悬挂或半悬挂。此外还有浅翻深松犁，如1LSF-540、1LSF-535等，驱动圆盘犁，如1LYQ-722、1LYQ-822等。

1.2 圆盘耙

圆盘耙品种较多，主要有重耙、中耙和轻耙。重型圆盘耙多为牵引式或半悬挂式，耙片直径为660mm，耙深可达18～20cm，开荒型重耙耙深可达25 cm，适用于粘重土壤的耕后碎土，也可用于粘壤土的灭茬耙地；中型圆盘耙多为悬挂式，也有牵引式或半悬挂式，耙片直径为560mm，耙深可达14～16cm，适用于粘壤土的耕后碎土，也可用于一般壤土的灭茬耙地；轻型圆盘耙多为悬挂式，也有牵引式或半悬挂式，耙片直径为460mm，耙深可达10～12cm，适用于一般壤土的耕后碎土，也可用于轻壤土的灭茬耙地。常用的圆盘耙有1BYX系列悬挂轻耙、1BYP系列偏置轻耙、1BY系列折叠轻耙，1BJ系列中耙、1BJP系列偏置中耙，1BZP系列偏置重耙、1BZK系列超重耙等。轻耙工作幅宽1.5～12m，耙片数18～137片，配套动力18.3kW～270kW；中耙工作幅宽4～8.8m，耙片数16～81片，配套动力44kW～300kW；重耙工作幅宽2.6～9.5m，耙片数24～64片，甚至更多，配套动力50kW～300kW，圆盘耙作业速度6～10km/h。

1.3 齿耙

齿耙可分为钉齿耙、弹齿耙和滚笼耙。钉齿耙钉齿在耙架上呈螺旋线排列，靠自身重量以齿尖入土，在机组前进中撞击和切碎耕后的土块，作业阻力小，耙深稳定；弹齿耙耙齿为弹簧钢片弯成弧形制成，具有一定弹性，因弹齿的颤动又使其具有较强的碎土能力，耙深可达10cm左右；滚笼耙是以圆柱网笼为工作部件的一种整地机械，作业时，杆条压入土中，使土块碎裂，同时又压实了下层土壤，消除了土层间空隙。

齿耙在整地过程中起到碎土、平土、压实土壤等综合作用，耙后地表平整、上虚下实，适宜甜菜等小粒种子生长发育，由于阻力较小，多作为整地联合作业机组的机具。

1.4 旋耕机

旋耕机是一种用拖拉机动力驱动工作部件进行耕作的机具，能一次完成耕耙作业，碎土能力强。旋耕机工作时，刀片一方面由拖拉机动力输出轴驱动作回转运动，另一方面随机组前进作直线运动，先将土垡切下，随即向后方抛出，土垡撞击到挡泥罩和平土拖板而细碎，然后再落回地面上，因而碎土较好，一次完成了耕、耙作业。目前旋耕机应用广泛，常与起垄机复合使用，也有与深松、灭茬配合使用。但是，旋耕机功率消耗高，耕深较浅，覆盖质量差，不利于消灭杂草。常用的旋耕机有1DM系列、1GML系列、1GN系列、ZAF系列、Maschio B系列、Maschio C系列等，工作幅宽1.45～3.5m，耕深12～18cm，最大耕深可达27 cm，作业速度3～5km/h，配套动力40kW～130kW。

1.5 深松机

深松机的主要工作部件是凿形深松铲，装在机架后横梁上，强度高，结构简单，磨损后易更换。深松铲由铲头、铲柱两部分组成，铲头宽度与铲柱宽度相近、较窄，工作阻力较小，适合行间深松，也适用全面深松。在作全面深松或较宽的行间深松，还可以在两侧配上翼板，提高松土效果。目前常用的深松机有1S-300、1S-320、1S-370～735型深松机，1SB-570型深松机，Pinocchio系列、Attila系列、Artiglio系列全方位深松机，1SZQ-2.0、1SZ-3.0、1SZ-3.5、1Z360-A、1Z360-B型深松整地机等。深松机工作幅宽1.0～5.0m，浅松深度20～35cm、深松深度35～65cm，作业速度4～6km/h，配套动力45kW～200kW。

1.6 镇压器

镇压器分为V形镇压器、网环形镇压器和圆筒形镇压器。V形镇压器每组由前后两列不同直径的V形环和心轴组成，前后列的V形凸缘互相错开，V形环的轴承孔与心轴之间有较大间隙，作业时V形环除绕心轴转动外，还发生上下窜动，碎土、镇压，压后地表呈波浪形起伏，可减少土壤风蚀；网环形镇压器由网纹凸齿状铸铁轮组成，镇压轮松套于轴上，直径较大，质量较重，以撞击土壤、压实下层土壤为主，并保持上层土壤疏松；圆筒形镇压器由一块或数块钢板合成或用铸铁制成的圆柱筒组成，为了增加镇压效果，筒内可灌沙增重。目前最常用的镇压器是V形镇压器，主要有1ZY-12.8、1ZY-10.8、1ZY-8.8、1YZQ-12.5、1YZQ-14型，镇压轮直径450～460mm，工作幅宽8.8～14m，作业速度6～14km/h，配套动力37kW～150kW。

1.7 联合整地机械

联合整地机械是集圆盘耙、齿耙、深松铲、灭茬、旋耕、镇压为一体，或者部分组合而成的整地机械，一次作业即可完成灭茬碎土、耕层浅松、底层深松、整平合墒、镇压碎土等工序，作业后的土壤表层细碎、平整、紧实，为甜菜播种创造优良的种床环境，适合于甜菜整地使用。目前常用的联合整地机有1DF系列复式少耕联合整地机，1DQ系列全面耕耘机，1DSL系列深松碎土联合整地机，1SBL系列深松耙茬联合整地机，CTC系列保护性耕作联合整地机，1ZML-350灭茬松耙联合整地机，1GZMN-490、Land Tracker-9400、Diablo-6M、Diablo-7M联合整地机，1GY-740耕耘机、Granchio耕耘机等。联合整地机运输宽度2.5～3m,运输间隙30cm，工作幅宽3.5～7.4m，作业速度3～12km/h，浅松深度8～25cm，深松深度25～46cm，灭茬深度6～10 cm，齿耙深度5～10 cm，圆盘耙深8～18cm，旋耕深度12～18cm，配套动力136kW～300kW。

2 甜菜耕整地对土壤及甜菜的影响

2.1 甜菜耕整地作业

2.1.1 耕地作业耕地机械的种类和型式很多，其中以铧式犁应用最广。铧式犁工作时犁体切开一定宽度和深度的垡条后，在犁体曲面的作用下，垡条初步破碎倒在前一犁体翻起的土垡上，犁体曲面的不同决定了铧式犁的碎土和翻土性能。耕地的基本行走方法有内翻法和外翻法两种，耕后土垡松碎，不产生立垡或回垡，田面平整。耕深应随土壤、动力、季节等不同而合理选择，通常在16～30cm之间，土层厚的地区可达20～30cm，土层薄的地区可在16～20cm，一般情况下秋耕宜深，而春耕宜浅。甜菜田在耕翻时可根据土地情况和农艺要求选择合适的铧式犁与拖拉机组成机组，充分发挥拖拉机的牵引力和牵引效率，既能满足生产的要求，又具有良好的经济性。

2.1.2 整地作业甜菜地耕翻完后，土伐不规则地分布于地表，堑沟较多，起伏不平，必须经过整地作业使土块散碎，地表平整，土壤紧实度适宜，耕层形成上虚下实的种床，才能播种，保证甜菜种子发芽及幼苗生长。

耙地方式有顺耙、横耙和对角耙，顺耙的碎土作用小，适用于轻质土壤和狭长地块；横耙的碎土和平土作用大，适用于较宽的大地块，对角耙碎土的作用介于两者之间，平地、碎土作用都较好，机组行进也较平稳，适宜于大地块。这几种方法可单独使用，亦可以组合使用。镇压有压实土壤、压碎土块和平整地面的作用。常用的镇压器多为牵引式，三组呈“品”字形排列，前后组还应有一定的重叠度。决定作业质量的主要参数是镇压器的质量与直径，直径小的镇压器接地压力大，较易压入土中，直径大的通过性好，阻力小，压碎土壤的能力较弱。整地分单项和复式作业，主要使用重耙、轻耙、钉齿耙、弹齿耙、V型镇压器、网环形镇压器、圆筒形镇压器等，对于粘性土壤宜用重型圆盘耙，对于轻质土壤一般使用圆盘耙。

2.2 整地质量对甜菜产质量的影响

2.2.1 地表平整度与机具进地次数甜菜种子小，含有的营养物质较少，往往因发芽、出苗条件差，在发芽过程中消耗体内营养物质过多，影响幼苗的生长。甜菜胚根十分幼嫩，在胚根组织分化生长过程中，如碰到土块容易形成叉根，影响产量。由此可见，整地质量的好坏直接关系到甜菜播种质量和幼苗出土生长状况以及以后块根膨大速度和根形的种类。秋季翻地后一直到春播前，要限制农机具田间作业次数，保护好整个冬季形成的土壤结构，为避免土壤硬结、风干和分散，仅限于必须进行的播种前处理作业。土壤经过冬季熟化后，形成具有毛细管功能的土壤结构，这可以保障很高的田间发芽率且出苗整齐。

春季于表土层2～4cm的深度进行破碎土块和平整土地作业，这个厚度的土壤团粒必须疏松且平整，必要时放置标尺置于地表以下3cm处以便准确指导田间作业。春季松土、耙地、平整作业最好一次性使用联动机完成。春季播前作业1次比作业3～4次，甜菜产量提高5%、含糖率提高0.16度、叉根率降低6.4%。

2.2.2 种床质量甜菜播种对播种前整地质量的要求很高。播前整地，主要是造成平整、细碎、松软和墒度适宜的播种层，以利播种或移栽作业，给全苗创造适宜的土壤条件。为甜菜播种创造良好的种床和为幼苗生长、发育创造良好的土壤条件，在地表3cm厚形成细碎而有一定紧密度的表土层，利于种子接触土壤以吸水分，减少土壤水分蒸发，在3～8cm形成由小土块构成的透水层，源源不断地供给种子发芽所需的水分，第一层土壤通常用碎土器或碎土镇压器来完成，第二层是用各种耙来完成，使土壤达到平整、细碎、保墒，上虚下实，对保证种子萌发，促进其发芽、成苗有重要作用。整地质量好比整地质量差的地块可提高甜菜出苗率20.1%～34.8%，提高保苗率10.9%～26.3%，增加甜菜根产量15.7%～22.28%。甜菜为早春播种，耕翻、整地应在上一年秋冬进行，春天耕整地容易失墒，不利于甜菜出苗。一般情况下秋整地比春整地可提高出苗率10%，提高保苗率7%，增加甜菜产量24.6%，含糖率提高1.3度。

2.3 深松对土壤及甜菜的影响

2.3.1 打破犁底层，改善土壤物理性状深松后土壤含水量正常情况下提高0.8%（绝对值），干旱情况下提高0.6%（绝对值），多雨时降低3%（绝对值），土壤容重可降低0.075～0.097g/cm3，孔隙度增加2.5%～2.9%，深松还可提高耕层土壤平均地温0.5℃，改善了土壤的固相、液相和气相的三相比例关系，并且打破了犁底层。进入雨季时，由于土壤透水性增强，可使雨水渗入到下层，减轻因雨水浸泡而发生的根腐病。深松地块甜菜根长增加6.1～10cm，直径增加0.6cm，甜菜产量提高12.3%～20%，含糖率提高1.3度。深松作业可结合整地、中耕进行，也可以单独进行。在土层薄或盐碱土地区采取深松可防止未熟化土壤和含盐分高的土壤被翻到表层，影响甜菜出苗、生长。深松并结合施肥，甜菜增产效果更好。甜菜深耕的后效可达3～4年，其中尤以第一、第二年增产效果明显，在土壤粘重、潜在肥力高的土壤上，深耕后效的持续时间较长。

2.3.2 活化土壤、增加肥力深松后由于土壤气相的增加，改变了土壤环境，土壤中微生物的数量发生变化，微生物总量增加86.4%，其中好气性细菌增加49.0%、嫌气性细菌减少38.8%，氨化菌增加366.97%、硝化菌增加83.68%、亚硝化菌增加54.56%、有机磷分解菌增加26.98%、无机磷分解菌增加18.80%、钾细菌增加58.25%，加速了有机质及矿物质的分解转化，提高了土壤中速效氮7.2%～14%、速效磷9.5%～11.6%、速效钾7.3%～13.6%，为甜菜生长发育提供了更多的养分。

3 结论

甜菜耕整地机械化技术可以疏松土壤、破碎土块、平整地面，提高土壤孔隙度，增加土壤通透性，改善土壤三相比，防止水分蒸发，创造上紧下实、透气保水的土壤环境条件，尤其是机械化深松，只松土，不翻土，深度可达30～60cm，能够实现人畜力作业所不能完成的工作，为甜菜种子出苗提供适宜的种床，并为甜菜后期块根增长和叶丛的发育创造良好的条件。良好的整地质量可提高甜菜出苗率10%～20.1%，提高保苗率7%～26.3%，增加甜菜产量5%～24.6%，含糖率提高0.16～1.3度，叉根率降低6.4%～15.2%。深耕整地同时还能够起到减少甜菜病虫害发生和防除田间杂草的作用。

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M echanization Technology of Tillage and Soil Preparation for Sugarbeet

JIANGWei1,3,LU Bing-fu2,3
(1.Administration Committee of Hulan Campus,Heilongjiang University,Harbin 150080; 2.Science and Technology Department,Heilongjiang University,Harbin 150080; 3.Sugarbeet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080)

This paper introduced the tillage machineries,soil preparation machineries,mechanical subsoiling and its operational effect in beet field,and a certain significance for enhancing mechanization of sugarbeet production was discussed.

sugarbeet;tillage;soil preparation;mechanization

S566.3

B

1007－2624（2015）01－0050－03

10.13570/j.cnki.scc.2015.01.021

2014-06-24

黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12541636）资助。

江伟（1973-），男，山东人，硕士，实习研究员，E-mail:57120448@qq.com.

卢秉福（1963-），男，吉林省梅河口市人，博士、研究员，主要研究甜菜生产机械化。Email：lubingfu@163.com