保护性耕作条件下深松机发展现状与展望

2016-12-12 02:50杨雪峰范旭辉袁洪印
农业与技术 2016年19期
关键词:保护性耕作可持续发展

杨雪峰+++范旭辉+++袁洪印

摘 要:保护性耕作是农业发展和自然环境矛盾激化的产物,它集中配套了多项技术,促进了农业的可持续发展。而作为保护性耕作的重要技术,深松可以起到抗旱、保水、保肥、排水等目的,使农作物产量大幅度增加。本文介绍了保护性耕作技术;阐述了深松机国内外发展现状;提出了保护性耕作条件下深松机发展建议。

关键词:保护性耕作;可持续发展;深松机

中图分类号:S222 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161032022

引言

由于传统机械耕作方式的多年运用,风蚀、水蚀越发严重,时常会有农作物大片倾斜歪倒,影响作物的收获,致使粮食的质量和产量降低。为在农业生产发展的同时,保护好农田生态环境,保障农业可再生发展,应积极采取土壤深松等保护性耕作技术。

随着全球农业的发展,国内外深松技术的运用已比较普及。土壤深松不仅能够打破犁底层,增进土壤透气、透水性,还可以减少风蚀水蚀,提高畜水能力[1-4]。

1 保护性耕作技术

出现保护性耕作技术的直接原因事件是美国“黑风暴”如噩梦一般的到来严重破坏了人类生存环境,进而引发了人们的反省和深思。保护性耕作在我国被定义为“将大量秸秆残茬覆盖地表,在保证种子发芽的基础上尽量减少耕作次数,控制杂草和病虫害基本依靠农药的耕作技术”[5-6]。覆盖秸秆、少耕免耕、化学去草、机械深松是其主要技术[7]。

目前适合东北地区(尤其是吉林省)的保护性耕作技术模式主要有3种。

1.1 宽窄行交替种植模式

该种保护性耕作技术模式是把平均垄距650mm的种植,变成行距分别为900mm和400mm的种植。宽行和窄行隔年轮流替换种植,每年仅宽行深松一回。秋季收获后在田间地表保留高根茬,根茬经风吹、日晒后自然腐烂直接还田,如图1。该模式光照丰富,透风效果明显,对增加产量有促进作用[8-10]。

1.2 秸秆全覆盖免耕播种模式

该模式在收获作物后,把全体秸秆直接还田。秋季实行深松,待到来年适宜播种的时候,再运用播种机进行施肥和播种。节本增产的效果在这种模式下十分理想。

1.3 留茬行间交替耕作模式

该模式将根茬留在地表。播种作业在两留茬行之间的位置进行,种行与留茬行隔年交替种植[8-16],如图2。地表保留的高茬(一般玉米留茬高度为30~50cm),具有蓄水保墒等优势。

2 深松机国内外发展现状

2.1 国外发展现状

欧美国家着手探究和开始运用深松技术是在21世纪30年代。在科技迅猛发展的背景下,欧美国家在深松机械领域的研究已经非常深入,并有系列产品出产以满足各种需求。振动深松机、弯腿犁、主被动联合作业机是国外当前新型深松机具主要类型[17-19]。Willians等人自80年代就开始了对弯腿犁的研究;加拿大的Harrison设计出了弯折45°的弯腿犁;Sakai等人研制了配套中型拖拉机的振动深松机;土耳其Uzel公司生产了作业深度可达600mm的E979 型深松机;美国Sgubbers等人构思出了主被动联合作业机,此机具的特点是能够减少牵引阻力,且性能有所提升。国外的深松机基本与大型拖拉机相配套,深松效果好,更加适合全面深松。其中,有最大作业深度能到70cm左右的约翰迪尔公司出产的900V型深松机;西劳德公司的悬挂式深松机深松深度超过58cm时,能够作业出暗沟进而排水[1][18-20]。

深松整地联合作业机一次进地即可完成深松、整地、施肥等多项作业,保证了深松效果,且符合保护性耕作的要求。许多国家对深松技术和深松联合作业机的研究都非常重视。欧美国家的深松整地联合作业机发展方向主要是在大型化的基础上更加精致细密。如凯斯纽荷兰9300型联合作业机配套大马力拖拉机,作业幅宽达6.9m;采用了深松弹齿的约翰迪尔2623VT立式联合整地机,可以梳理残茬、杂草[21-23]。

2.2 国内发展现状

我国对深松技术的研究始于20世纪60年代。对于深松铲外形的优化设计,解决关于深松机缠绕等难题等都做了多项研究[21]。国产深松机有多种形式,如表1所示。国内出产的深松机适用于保护性耕作模式的主要有1SQ-250型深松机等[24-25],如表2所示。

2306全方位深松联合作业机(中机美诺设计出产)、1SL-340/550型全方位复式深松机(黑龙江勃农兴达有限公司生产)等是我国深松整地联合作业机领域的主要产品。虽然深松过后地表比较平整,但是容易出现堵塞,而且动力消散损耗较大,同时在造价方面也并不便宜,所以推广起来还是具有一定的难度。

国外深松整地机械性能优越,并形成了适合自身的配套保护性耕作机具[21-26]。我国保护性耕作机具在发展的同时,针对机具的现实性问题,进行了改造设计,许多新机型相继出现[21-23]。保护性耕作模式的不同,对其配套机具要求也不尽相同,例如在留茬行间交替耕作模式下,高留茬覆盖地表于种行之间,而现有农机具能够满足此种保护性耕作模式的深松整地联合作业机较缺乏,有必要研究此种耕作模式下的配套机具。

3 展望

随着农业的发展和环保意识的增强,大家都认识到农业可持续发展才是最理想的发展道路。研究人员越发注重对符合保护性耕作条件的深松技术和机具的钻研,且此技术和机具得到了较快的发展应用,研制新型深松机及深松联合作业机具十分必要。在保护性耕作模式秸秆覆盖条件下如何有效防止秸秆缠绕深松铲、如何节能减阻是一项重要的研究课题。使用合理的工作部件布局、合适的机具机架和牵引方式、让机具产生振动、适宜的深松部件种类及位置等都是促进保护性耕作模式下深松作业机节能、高效工作的有效方法。同时,应使生产的机具更加精细标准,研制出各种系列化产品。设计上,在鉴借国外现有先进机具和技术的同时要不断进行创新,使深松机具的性能进一步提高。

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作者简介:杨雪峰(1990-),河北张家口人,在读硕士,研究方向:农业生产过程机械化;袁洪印(1963-),男,吉林长春人,博士,教授,硕导,研究方向为农业信息化与智能化。

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