机械化保护性耕作实施现状与发展趋势

白元立

(虎林市虎林镇人民政府，黑龙江 虎林 158400)

0 引言

国家对“三农”发展重视程度越来越高，每年下发中央一号文件，部署如何稳定和提高粮食产量，保证国家粮食供应安全。但在我国不同地区，一些农民的农业生产方式一直沿用传统的耕种方式，耕作手段粗放、高投入、高消耗、低产出，重茬、迎茬严重，轮作不合理，化肥和农药施用量超标，生产过程科技含量较低等，结果使耕地沙化严重、板结严重，使农田土壤中的有机质含量和水分损失较严重，土壤的团粒结构和土壤贫瘠程度进一步恶化。另外，农民不注重耕地保护、农业生态保护，过分的掠取，造成耕地土壤的肥力下降，供需平衡被打破、生态系统恶化、破坏了土地的修养生息规律，严重影响了我国粮食生产安全。 因此，我们农业生产要实现可持续发展的战略目标，就要应用保护性机械化技术，改变传统粗放的生产方式，运用现代化农业生产科技手段，建设良好的农业生态系统，建立科学的生产规划，改善农业基础生产条件，实现土地规模化经营方式，实现粮食生产稳产高产，保证国家粮食供应安全。

1 保护性耕作机械化的意义

保护性耕作机械化技术的目标是保护农田地表土层的合理化土壤结构，提高农田土壤的抗风蚀性、蓄水保墒性，减少碱化板结、减少肥水流失、减小机械耕作对农田表面土壤的破坏，为农作物提供科学合理的生长条件的一种机械化作业方式。保护性耕作机械化技术就是要减少作业机械的作业次数，保护农田土壤合理化结构特性。保护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、秸秆覆盖还田、科学的少施用农药和化肥，并且对农田落实少耕、免耕的科学配套技术。推行保护性耕作机械化技术，优点一：在秋季机械化收获中把农作物秸秆粉碎处理覆盖在田间，防止水土流失，秸秆腐烂后增强了耕地土壤的有机质、氮磷钾和微量元素含量，培肥地力，为农作物生长提供了有利保证。优点二：可以避免因机械耕作次数多而破坏表面土壤合理化结构问题，增强农田土壤蓄水保墒的能力，增强农田土壤抗风蚀能力，完全接纳自然降水，提高天然降水的利用率，解决农业水资源短缺问题。优点三：可以加强农田改造，减少对农田耕地表层土壤的扰动，防止季节性大风对农田土壤的破坏，保护生态环境，减少农田表层土壤的冲刷和流失，提高农田土壤结构理化优越性。保护农田耕地土壤和农田生态环境，实施可持续发展战略，对推动我国粮食生产再上新台阶具有重要意义。

2 国外保护性耕作一般做法

在美国农业工程年会上，相关专家对美国保护性耕作最佳方式提出了新的方案，保护性耕作方式不是免耕，而是提倡深松、少耕、提高农作物秸秆的田间覆盖量。美国科学家认为要把秸秆覆盖量从30%提高到70%以上，最好达到100%的农作物秸秆覆盖率来发挥保护性耕作良好的生产效益，并且提出覆盖的效果优于免耕的效果。专家认为农田深松土壤有利于天然降水的吸收，增加农田土壤的蓄水量，对旱作农业效果很好。美国还提倡保护性耕作和农田养牛相结合的立体种养模式，在冬春季节里让牧畜到农田里吃吃秸秆、踩踏农田，耕种之前对农田进行全面深松，为农作物生长提供良好的基础条件。

在美国亚拉巴马州的奥本市有一个经历了一百多年的实验田，科学家们把实验田分成左右两块，其中一块实行传统耕作实验，则另一块实行保护性耕作实验。在相同的条件下对比实验结果可以清楚地看出传统种植玉米株高不到50 cm，而保护性耕作玉米株高102 cm左右；传统耕作种植的棉花实验还没有出苗，而保护性耕作的棉花实验株高35 cm左右，由此可以看出保护性耕作的优势和发展潜力。

3 我国保护性耕作机械现状与类型

我国保护性耕作技术是一场农业生产技术变革，是在借鉴国外先进经验的基础上，根据我国农业生产实际状况建立起来的一种科学的生产模式。保护性耕作的重要内容是通过减少机械化耕作的次数，提高农作物秸秆覆盖率，减少化肥和农药的施用量，采取科学的少耕、免耕、轮作手段实现对耕地的保护作用。

秸秆覆盖还田是发展现代的生态循环农业，促进秸秆资源利用的朝阳产业。覆盖还田的秸秆自然腐烂以后可以作为肥料，可以提高农田土壤的有机质及微量元素含量，增加了土地肥力，也可以提高农田土壤的蓄水和保墒蓄肥能力，提高天然雨水渗透力，增加农田土壤含水量。降低了农田土壤中残害物质，净化了农田土壤，更有效减少秸秆燃烧给空气带来的污染问题。

免耕是播种、施肥加深松联合作业以后不进行任何田间耕作的技术措施，是为了控制土壤的疏松程度，恢复农田土壤结构特性，帮助农作物根系深入土壤、固定土壤，确保土壤墒情，减少水分蒸发，提高天然雨水的利用效率。

目前，我国保护性耕作的主要系列机具是免耕播种机、秸秆集行机、秸秆粉碎还田机、根茬粉碎还田机、深松机、条耕机、圆盘耙、联合整地机、植保无人机等机具。机械类型较为单一，配套机械数量、种类相对较少，急需创新、制造和配置系列配套新机具。

3.1 免耕播种机

免耕播种机相比一般普通机械式播种机，具有较强的农业综合技术性能，它可以一次进入农田完成破茬、深松、开沟、深施肥、播种、培土、起垅、镇压等作业，减少耕作机械进地耕作次数。比较适用于大豆、高粱、玉米、甜菜等作物的免耕播种作业，是保护性耕作主要机具之一。

3.2 根茬粉碎还田机

根茬粉碎还田机主要适用于高粱、玉米、大豆、烤烟等作物，在往年有深耕基础的地块，当年不用进行耕翻的情况下，利用根茬粉碎还田机把垄上的农作物遗留根茬直接粉碎并均匀搅拌在土壤耕层里，一次性完成灭茬、碎土、搅拌作业。

3.3 秸秆粉碎还田机

秸秆粉碎还田机有两种类型，第一是联合收割机后侧安装的秸秆粉碎还田装置，如玉米、大豆、小麦、水稻等农作物的联合收获过程中，秸秆都可以直接被粉碎还田。第二是在“休耕养地”农田中，秋后把休耕养地的农作物或杂草使用专用收割粉碎还田机收割粉碎后还田。

秸秆粉碎还田有如下优点，第一，减少燃烧农作物秸秆对环境的污染，减少交通事故，提高生态循环农业发展优势。第二，改良土壤结构，使土壤疏松，增加土壤有机质，增强土壤结构孔隙度，促进微生物活力，增强农作物抗旱能力。秸秆粉碎还田是保护性耕作的主要措施之一。秸秆粉碎还田机普遍适用于玉米、大豆、小麦、水稻、皇竹草及其它休耕养地作物的收获。

3.4 深松整地联合作业机

深松整地联合作业机可一次性完成灭茬、深松、碎土及镇压等联合作业。 机械化深松可以打破犁底层，使生土熟化，改善土壤透气性，提高抗旱保墒能力，有效降低农田水土流失，促进农作物根系生长和土壤中微生物的繁衍。深松联合整地作业的质量对保护性耕作效果影响很大，我国深松整地联合作业机存在“小马拉大车”问题，解决好马力配套问题，深松整地质量就可以提高一个档次。

3.5 喷杆式喷雾机

近几年， 我国提高了自走式喷杆喷雾机的精准施药水平，精准喷雾实施定位、定量、定时喷药。其主要技术为：技术人员要掌握不同农田小区病虫和草荒信息及植保技术要求，根据它们差异性采用自动变量施药技术。农药过量使用不但造成土壤酸化、板结、残留农药毒性，也对农作物病虫害防治不利。使用精准施药机械可以解决以上问题，为保护性耕作农艺措施的实施提供了可靠的技术支撑。

3.6 圆盘耙

圆盘耙是机械化保护性耕作主要的机具之一，普遍适用于大型平原地区和农场的小麦、玉米、大豆旱作农业。通过浅耕、灭茬、松土，在秸秆粉碎后，用圆盘耙可以处理农作物残茬和覆盖物，可以减少农田土壤水土流失，培肥地力，保护环境和资源。

3.7 深松机

深松机主要有如下几种：翼铲式深松机松土深度可达35 cm左右，功能和结构比较简单；杆齿式和凿式深松机价格低，松土效果差；震动式深松机松土深度可达50 cm左右,松土好，结构复杂，成本高；翻转式双向浅翻深松犁可以一次完成深松、灭茬、浅翻，效率高，碎土效果好；全方位深松机松土范围大，松土好，耕深大，效率好。深松联合作业可以提高拖拉机具利用率，降低作业成本，降低资源消耗，减少机具进地次数。我国目前深松联合作业机具品种类型较少，配套动力不足，满足不了现代大农业生产的需要。

3.8 植保无人机

当前，智能农业飞速发展，极飞科技、大疆防飞、启飞智能等众多植保无人机企业进入市场，不断增加科技投入，提升关键适用技术，实现农业植保作业“精、高、准”，杜绝“滴、漏、冒、跑”现象。其核心技术是植保无人机在喷洒作业前把农田里农作物特点和地块特点的GPS信息如实采集，输入到地面站的控制系统中，并且切实预设好飞行航线、飞行速度和高度、施药量等数据，植保无人机就能按照农业技术要求自主完成植保喷洒作业。无人机在植保药剂灭草、病虫害预防、喷施微肥、水稻直播方面为现代农业发展做出突出贡献。

4 保护性耕作机械的发展探讨

我国农村大部分农民承包经营的耕地面积较小，阻碍了农业机械化连片高效种植的发展规模，也阻碍了保护性耕作技术的推广和发展。但是国家正在发展和实行承包土地规模化经营，大力发展家庭农场、种植农民专业合作社、发展改革国营农场，鼓励农民把承包土地集约化、规模化、连片经营，为保护性耕作机械化提供基础条件。目前，我国保护性耕作机械技术更新和产品普及速度较慢，机具使用寿命较短，质量较差，类型单一，配套动力不合适，和国际水平相比相差很远。因此需要农机生产企业根据市场要求搞好研发，生产出适用性高、耐用性强、多类型高质量农业机械。一是要对农机具制造进行生产标准化、规范化、规模化，使机具技术分类、制造、验收实现国家标准化，便于生产制造、农业使用、验收推广。二是要在设计上考虑适用新技术的创新和利用，使用新材料、新制造工艺生产出耐用高质量、适用性、可靠性、低成本农机具，让农机具减少功率消耗，提高工作效率。三是要研发多用途、多功能，适应不同地区，符合不同农业技术要求的多功能联合作业机具。四是要加强农机基层服务体系建设，加强农机信息网络大数据化管理，对各地区的农机具购置补贴、保有量、类型、工作量合理配置，推广农机跨区联合作业，提高农机的利用率。