江偉,盧秉福

（1.黑龍江大學呼蘭校區(qū)管理委員會，哈爾濱150080；2.黑龍江大學科技處，哈爾濱150080；3.中國農業(yè)科學院甜菜研究所，哈爾濱150080）

甜菜耕整地機械化

江偉1，3,盧秉福2，3*

（1.黑龍江大學呼蘭校區(qū)管理委員會，哈爾濱150080；2.黑龍江大學科技處，哈爾濱150080；3.中國農業(yè)科學院甜菜研究所，哈爾濱150080）

介紹了甜菜耕地機械、整地機械、深松機械及其作業(yè)效果，對提高甜菜生產機械化水平具有一定的借鑒意義。

甜菜；耕地；整地；機械化

甜菜是深根系作物，只有土壤深厚,固相、氣相、液相比例適宜，水肥供應良好，才適合甜菜生長和塊根膨大，因此耕翻、整地是甜菜獲得高產、高糖的重要措施之一。耕翻深度因土壤條件、機械化水平不同而有所差異，一般應達到20～25cm；在土層深厚有條件的地方可深耕30cm結合增施有機肥。國外甜菜耕翻深度一般在25～35cm，在60cm范圍，隨深翻而增產，最多可增產50%。近年來隨著農村勞動力成本的迅速上升，對甜菜機械化技術的要求越來越高，實現(xiàn)甜菜整地機械化，對減少人工費用，降低生產成本，提高甜菜產業(yè)競爭力具有重要的意義。

1 耕整地機械

1.1 鏵式犁

鏵式犁可分為牽引犁、懸掛犁、半懸掛犁、雙向犁。牽引犁和拖拉機通過牽引裝置連接在一起，溝輪在已開出的犁溝中行走，地輪在未耕地上行走，尾輪在最后犁體所開出的犁溝中行走，作業(yè)效率較低，應用逐漸減少；懸掛犁通過懸掛架與拖拉機懸掛機構鉸接，犁的耕深可由限深輪或拖拉機液壓系統(tǒng)來控制，耕寬可以通過耕寬調節(jié)器調節(jié)，結構緊湊，調節(jié)簡便；半懸掛犁性能介于牽引犁和懸掛犁之間，但比牽引犁結構簡單，重量比牽引犁減少30%；雙向犁分為全翻轉式雙向犁和水平擺式雙向犁，耕地時，垡片始終向地塊的一邊翻倒，耕后地表平整，不留塹溝，適合耕作坡地，也適用于耕作灌溉地、小塊地或形狀不規(guī)則的地，構造比較復雜，但發(fā)展較快。目前常用的有2鏵、3鏵、4鏵、5鏵、6鏵等，國產、進口均有，如1LF系列3鏵、4鏵、5鏵犁，R71系列、R41系列、Master152系列、EurOpal系列，Mirco系列4鏵、5鏵、6鏵、7鏵等。這些犁單鏵幅寬在30～50cm，犁體間距85～100cm，犁架高度70～90 cm，耕翻深度25～40 cm，配套動力50kW～300kW，掛接方式有牽引，也有懸掛或半懸掛。此外還有淺翻深松犁，如1LSF-540、1LSF-535等，驅動圓盤犁，如1LYQ-722、1LYQ-822等。

1.2 圓盤耙

圓盤耙品種較多，主要有重耙、中耙和輕耙。重型圓盤耙多為牽引式或半懸掛式，耙片直徑為660mm，耙深可達18～20cm，開荒型重耙耙深可達25 cm，適用于粘重土壤的耕后碎土，也可用于粘壤土的滅茬耙地；中型圓盤耙多為懸掛式，也有牽引式或半懸掛式，耙片直徑為560mm，耙深可達14～16cm，適用于粘壤土的耕后碎土，也可用于一般壤土的滅茬耙地；輕型圓盤耙多為懸掛式，也有牽引式或半懸掛式，耙片直徑為460mm，耙深可達10～12cm，適用于一般壤土的耕后碎土，也可用于輕壤土的滅茬耙地。常用的圓盤耙有1BYX系列懸掛輕耙、1BYP系列偏置輕耙、1BY系列折疊輕耙，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。輕耙工作幅寬1.5～12m，耙片數(shù)18～137片，配套動力18.3kW～270kW；中耙工作幅寬4～8.8m，耙片數(shù)16～81片，配套動力44kW～300kW；重耙工作幅寬2.6～9.5m，耙片數(shù)24～64片，甚至更多，配套動力50kW～300kW，圓盤耙作業(yè)速度6～10km/h。

1.3 齒耙

齒耙可分為釘齒耙、彈齒耙和滾籠耙。釘齒耙釘齒在耙架上呈螺旋線排列，靠自身重量以齒尖入土，在機組前進中撞擊和切碎耕后的土塊，作業(yè)阻力小，耙深穩(wěn)定；彈齒耙耙齒為彈簧鋼片彎成弧形制成，具有一定彈性，因彈齒的顫動又使其具有較強的碎土能力，耙深可達10cm左右；滾籠耙是以圓柱網籠為工作部件的一種整地機械，作業(yè)時，桿條壓入土中，使土塊碎裂，同時又壓實了下層土壤，消除了土層間空隙。

齒耙在整地過程中起到碎土、平土、壓實土壤等綜合作用，耙后地表平整、上虛下實，適宜甜菜等小粒種子生長發(fā)育，由于阻力較小，多作為整地聯(lián)合作業(yè)機組的機具。

1.4 旋耕機

旋耕機是一種用拖拉機動力驅動工作部件進行耕作的機具，能一次完成耕耙作業(yè)，碎土能力強。旋耕機工作時，刀片一方面由拖拉機動力輸出軸驅動作回轉運動，另一方面隨機組前進作直線運動，先將土垡切下，隨即向后方拋出，土垡撞擊到擋泥罩和平土拖板而細碎，然后再落回地面上，因而碎土較好，一次完成了耕、耙作業(yè)。目前旋耕機應用廣泛，常與起壟機復合使用，也有與深松、滅茬配合使用。但是，旋耕機功率消耗高，耕深較淺，覆蓋質量差，不利于消滅雜草。常用的旋耕機有1DM系列、1GML系列、1GN系列、ZAF系列、Maschio B系列、Maschio C系列等，工作幅寬1.45～3.5m，耕深12～18cm，最大耕深可達27 cm，作業(yè)速度3～5km/h，配套動力40kW～130kW。

1.5 深松機

深松機的主要工作部件是鑿形深松鏟，裝在機架后橫梁上，強度高，結構簡單，磨損后易更換。深松鏟由鏟頭、鏟柱兩部分組成，鏟頭寬度與鏟柱寬度相近、較窄，工作阻力較小，適合行間深松，也適用全面深松。在作全面深松或較寬的行間深松，還可以在兩側配上翼板，提高松土效果。目前常用的深松機有1S-300、1S-320、1S-370～735型深松機，1SB-570型深松機，Pinocchio系列、Attila系列、Artiglio系列全方位深松機，1SZQ-2.0、1SZ-3.0、1SZ-3.5、1Z360-A、1Z360-B型深松整地機等。深松機工作幅寬1.0～5.0m，淺松深度20～35cm、深松深度35～65cm，作業(yè)速度4～6km/h，配套動力45kW～200kW。

1.6 鎮(zhèn)壓器

鎮(zhèn)壓器分為V形鎮(zhèn)壓器、網環(huán)形鎮(zhèn)壓器和圓筒形鎮(zhèn)壓器。V形鎮(zhèn)壓器每組由前后兩列不同直徑的V形環(huán)和心軸組成，前后列的V形凸緣互相錯開，V形環(huán)的軸承孔與心軸之間有較大間隙，作業(yè)時V形環(huán)除繞心軸轉動外，還發(fā)生上下竄動，碎土、鎮(zhèn)壓，壓后地表呈波浪形起伏，可減少土壤風蝕；網環(huán)形鎮(zhèn)壓器由網紋凸齒狀鑄鐵輪組成，鎮(zhèn)壓輪松套于軸上，直徑較大，質量較重，以撞擊土壤、壓實下層土壤為主，并保持上層土壤疏松；圓筒形鎮(zhèn)壓器由一塊或數(shù)塊鋼板合成或用鑄鐵制成的圓柱筒組成，為了增加鎮(zhèn)壓效果，筒內可灌沙增重。目前最常用的鎮(zhèn)壓器是V形鎮(zhèn)壓器，主要有1ZY-12.8、1ZY-10.8、1ZY-8.8、1YZQ-12.5、1YZQ-14型，鎮(zhèn)壓輪直徑450～460mm，工作幅寬8.8～14m，作業(yè)速度6～14km/h，配套動力37kW～150kW。

1.7 聯(lián)合整地機械

聯(lián)合整地機械是集圓盤耙、齒耙、深松鏟、滅茬、旋耕、鎮(zhèn)壓為一體，或者部分組合而成的整地機械，一次作業(yè)即可完成滅茬碎土、耕層淺松、底層深松、整平合墑、鎮(zhèn)壓碎土等工序，作業(yè)后的土壤表層細碎、平整、緊實，為甜菜播種創(chuàng)造優(yōu)良的種床環(huán)境，適合于甜菜整地使用。目前常用的聯(lián)合整地機有1DF系列復式少耕聯(lián)合整地機，1DQ系列全面耕耘機，1DSL系列深松碎土聯(lián)合整地機，1SBL系列深松耙茬聯(lián)合整地機，CTC系列保護性耕作聯(lián)合整地機，1ZML-350滅茬松耙聯(lián)合整地機，1GZMN-490、Land Tracker-9400、Diablo-6M、Diablo-7M聯(lián)合整地機，1GY-740耕耘機、Granchio耕耘機等。聯(lián)合整地機運輸寬度2.5～3m,運輸間隙30cm，工作幅寬3.5～7.4m，作業(yè)速度3～12km/h，淺松深度8～25cm，深松深度25～46cm，滅茬深度6～10 cm，齒耙深度5～10 cm，圓盤耙深8～18cm，旋耕深度12～18cm，配套動力136kW～300kW。

2 甜菜耕整地對土壤及甜菜的影響

2.1 甜菜耕整地作業(yè)

2.1.1 耕地作業(yè)耕地機械的種類和型式很多，其中以鏵式犁應用最廣。鏵式犁工作時犁體切開一定寬度和深度的垡條后，在犁體曲面的作用下，垡條初步破碎倒在前一犁體翻起的土垡上，犁體曲面的不同決定了鏵式犁的碎土和翻土性能。耕地的基本行走方法有內翻法和外翻法兩種，耕后土垡松碎，不產生立垡或回垡，田面平整。耕深應隨土壤、動力、季節(jié)等不同而合理選擇，通常在16～30cm之間，土層厚的地區(qū)可達20～30cm，土層薄的地區(qū)可在16～20cm，一般情況下秋耕宜深，而春耕宜淺。甜菜田在耕翻時可根據(jù)土地情況和農藝要求選擇合適的鏵式犁與拖拉機組成機組，充分發(fā)揮拖拉機的牽引力和牽引效率，既能滿足生產的要求，又具有良好的經濟性。

2.1.2 整地作業(yè)甜菜地耕翻完后，土伐不規(guī)則地分布于地表，塹溝較多，起伏不平，必須經過整地作業(yè)使土塊散碎，地表平整，土壤緊實度適宜，耕層形成上虛下實的種床，才能播種，保證甜菜種子發(fā)芽及幼苗生長。

耙地方式有順耙、橫耙和對角耙，順耙的碎土作用小，適用于輕質土壤和狹長地塊；橫耙的碎土和平土作用大，適用于較寬的大地塊，對角耙碎土的作用介于兩者之間，平地、碎土作用都較好，機組行進也較平穩(wěn)，適宜于大地塊。這幾種方法可單獨使用，亦可以組合使用。鎮(zhèn)壓有壓實土壤、壓碎土塊和平整地面的作用。常用的鎮(zhèn)壓器多為牽引式，三組呈“品”字形排列，前后組還應有一定的重疊度。決定作業(yè)質量的主要參數(shù)是鎮(zhèn)壓器的質量與直徑，直徑小的鎮(zhèn)壓器接地壓力大，較易壓入土中，直徑大的通過性好，阻力小，壓碎土壤的能力較弱。整地分單項和復式作業(yè)，主要使用重耙、輕耙、釘齒耙、彈齒耙、V型鎮(zhèn)壓器、網環(huán)形鎮(zhèn)壓器、圓筒形鎮(zhèn)壓器等，對于粘性土壤宜用重型圓盤耙，對于輕質土壤一般使用圓盤耙。

2.2 整地質量對甜菜產質量的影響

2.2.1 地表平整度與機具進地次數(shù)甜菜種子小，含有的營養(yǎng)物質較少，往往因發(fā)芽、出苗條件差，在發(fā)芽過程中消耗體內營養(yǎng)物質過多，影響幼苗的生長。甜菜胚根十分幼嫩，在胚根組織分化生長過程中，如碰到土塊容易形成叉根，影響產量。由此可見，整地質量的好壞直接關系到甜菜播種質量和幼苗出土生長狀況以及以后塊根膨大速度和根形的種類。秋季翻地后一直到春播前，要限制農機具田間作業(yè)次數(shù)，保護好整個冬季形成的土壤結構，為避免土壤硬結、風干和分散，僅限于必須進行的播種前處理作業(yè)。土壤經過冬季熟化后，形成具有毛細管功能的土壤結構，這可以保障很高的田間發(fā)芽率且出苗整齊。

春季于表土層2～4cm的深度進行破碎土塊和平整土地作業(yè)，這個厚度的土壤團粒必須疏松且平整，必要時放置標尺置于地表以下3cm處以便準確指導田間作業(yè)。春季松土、耙地、平整作業(yè)最好一次性使用聯(lián)動機完成。春季播前作業(yè)1次比作業(yè)3～4次，甜菜產量提高5%、含糖率提高0.16度、叉根率降低6.4%。

2.2.2 種床質量甜菜播種對播種前整地質量的要求很高。播前整地，主要是造成平整、細碎、松軟和墑度適宜的播種層，以利播種或移栽作業(yè)，給全苗創(chuàng)造適宜的土壤條件。為甜菜播種創(chuàng)造良好的種床和為幼苗生長、發(fā)育創(chuàng)造良好的土壤條件，在地表3cm厚形成細碎而有一定緊密度的表土層，利于種子接觸土壤以吸水分，減少土壤水分蒸發(fā)，在3～8cm形成由小土塊構成的透水層，源源不斷地供給種子發(fā)芽所需的水分，第一層土壤通常用碎土器或碎土鎮(zhèn)壓器來完成，第二層是用各種耙來完成，使土壤達到平整、細碎、保墑，上虛下實，對保證種子萌發(fā)，促進其發(fā)芽、成苗有重要作用。整地質量好比整地質量差的地塊可提高甜菜出苗率20.1%～34.8%，提高保苗率10.9%～26.3%，增加甜菜根產量15.7%～22.28%。甜菜為早春播種，耕翻、整地應在上一年秋冬進行，春天耕整地容易失墑，不利于甜菜出苗。一般情況下秋整地比春整地可提高出苗率10%，提高保苗率7%，增加甜菜產量24.6%，含糖率提高1.3度。

2.3 深松對土壤及甜菜的影響

2.3.1 打破犁底層，改善土壤物理性狀深松后土壤含水量正常情況下提高0.8%（絕對值），干旱情況下提高0.6%（絕對值），多雨時降低3%（絕對值），土壤容重可降低0.075～0.097g/cm3，孔隙度增加2.5%～2.9%，深松還可提高耕層土壤平均地溫0.5℃，改善了土壤的固相、液相和氣相的三相比例關系，并且打破了犁底層。進入雨季時，由于土壤透水性增強，可使雨水滲入到下層，減輕因雨水浸泡而發(fā)生的根腐病。深松地塊甜菜根長增加6.1～10cm，直徑增加0.6cm，甜菜產量提高12.3%～20%，含糖率提高1.3度。深松作業(yè)可結合整地、中耕進行，也可以單獨進行。在土層薄或鹽堿土地區(qū)采取深松可防止未熟化土壤和含鹽分高的土壤被翻到表層，影響甜菜出苗、生長。深松并結合施肥，甜菜增產效果更好。甜菜深耕的后效可達3～4年，其中尤以第一、第二年增產效果明顯，在土壤粘重、潛在肥力高的土壤上，深耕后效的持續(xù)時間較長。

2.3.2 活化土壤、增加肥力深松后由于土壤氣相的增加，改變了土壤環(huán)境，土壤中微生物的數(shù)量發(fā)生變化，微生物總量增加86.4%，其中好氣性細菌增加49.0%、嫌氣性細菌減少38.8%，氨化菌增加366.97%、硝化菌增加83.68%、亞硝化菌增加54.56%、有機磷分解菌增加26.98%、無機磷分解菌增加18.80%、鉀細菌增加58.25%，加速了有機質及礦物質的分解轉化，提高了土壤中速效氮7.2%～14%、速效磷9.5%～11.6%、速效鉀7.3%～13.6%，為甜菜生長發(fā)育提供了更多的養(yǎng)分。

3 結論

甜菜耕整地機械化技術可以疏松土壤、破碎土塊、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，防止水分蒸發(fā)，創(chuàng)造上緊下實、透氣保水的土壤環(huán)境條件，尤其是機械化深松，只松土，不翻土，深度可達30～60cm，能夠實現(xiàn)人畜力作業(yè)所不能完成的工作，為甜菜種子出苗提供適宜的種床，并為甜菜后期塊根增長和葉叢的發(fā)育創(chuàng)造良好的條件。良好的整地質量可提高甜菜出苗率10%～20.1%，提高保苗率7%～26.3%，增加甜菜產量5%～24.6%，含糖率提高0.16～1.3度，叉根率降低6.4%～15.2%。深耕整地同時還能夠起到減少甜菜病蟲害發(fā)生和防除田間雜草的作用。

[1]范素香，侯書林，趙勻.國內外甜菜生產全程機械化概況[J].農機化研究，2011（3）：12-15

[2]張忠武，張樹寶，趙東升.甜菜生產全程機械化探索[J].農機使用與維修，2008（5）：82-83

[3]閻富敏，王明貴.國產配套機械甜菜栽培技術的研究[J].中國甜菜糖業(yè)，1995（3）：14-19

[4]閻富敏，王明貴.深松在甜菜機械化栽培中的意義和效果[J].中國甜菜糖業(yè)，1991（3）：35-37

[5]曲文章,高妙真.甜菜機械化栽培的機械改裝配套及作業(yè)標準研究[J].中國甜菜糖業(yè)2000（3）：7-10

[6]曲文章，高妙真，谷思玉.甜菜機械化栽培三松耕法的增產效應[J].中國甜菜糖業(yè)，1999（3）：1-4

[7]郭百礪.甜菜深松的試驗研究.中國甜菜，1982（4）：14-22

[8]蔣恩臣.農業(yè)生產機械化[M].北京：中國農業(yè)出版社，2003

[9]單明徹.農田耕作機械使用與維修[M].合肥：安徽科學技術出版社，2004

[10]Thomas Keller.Soil Compaction and Soil Tillage–Studies in Agricultural SoilMechanics[D].Uppsala:Swedish University of Agricultural Sciences,2004

[11]M.G.Frakes.Minimum Seed Bed Preparation.Proceedings Eighth Generalmeeting[R].The American Society of Sugar Beet Technologists,1954

[12]C.K.Cavalaris,T.A.Gem tos.Evaluation of Four Conservation Tillage Methods in the Sugar Beet Crop[J].Agricultural Engineering International:the CIGR Journal of ScientificResearch and Development,2002,4(6):124

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

黑龍江省教育廳科學技術研究項目（12541636）資助。

江偉（1973-），男，山東人，碩士，實習研究員，E-mail:57120448@qq.com.

盧秉福（1963-），男，吉林省梅河口市人，博士、研究員，主要研究甜菜生產機械化。Email：lubingfu@163.com