李增宏

（山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心，山西太原 030002）

1 機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)主要技術(shù)

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐總結(jié)，機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要包括四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

1.1 作物秸稈殘茬覆蓋地表技術(shù)

收獲后的作物秸稈殘茬留在地表作覆蓋物，是減少土壤風(fēng)蝕和水蝕的關(guān)鍵，也可以提高土壤的蓄水保墑能力，提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)可以改善土壤的塊粒結(jié)構(gòu)。因此，要盡可能多地把作物秸稈殘茬保留在地表，在進(jìn)行整地、播種、除草等作業(yè)時(shí)要盡可能減少對(duì)覆蓋物的破壞。但是，長(zhǎng)秸稈或秸稈覆蓋量過(guò)多，可能造成播種機(jī)堵塞，影響播種質(zhì)量。所以要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)作物秸稈殘茬進(jìn)行粉碎、撒勻、地表耕作等作業(yè)。

1.2 免少耕施肥播種技術(shù)

與傳統(tǒng)耕作不同，機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)是在農(nóng)作物殘茬覆蓋的免少耕條件下進(jìn)行播種作業(yè)，因此，必須使用免少耕播種機(jī)。免少耕播種機(jī)械的性能是影響機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)實(shí)施水平的關(guān)鍵因素。免耕播種是指作物收獲后，保持作物殘茬覆蓋，不進(jìn)行任何耕作處理、直接播種的播種技術(shù)；少耕播種是指收獲后，保持作物殘茬覆蓋，在播種前進(jìn)行深松、表土耕作等少耕作業(yè)后再用免耕播種機(jī)進(jìn)行施肥、播種作業(yè)的播種技術(shù)。

1.3 雜草及病蟲害防治技術(shù)

從我國(guó)發(fā)展機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)的實(shí)踐來(lái)看，尚未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的病蟲害情況，但機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)雜草和病蟲相對(duì)容易生長(zhǎng)，必須隨時(shí)觀察，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行處理。

1.4 深松技術(shù)

主要靠作物根系和蚯蚓等生物松土，但由于作業(yè)時(shí)機(jī)具及人畜對(duì)地面的壓實(shí)，需要對(duì)有些類型的土壤進(jìn)行疏松。一般情況下，采用深松機(jī)械3年深松一次，深度保持在25 cm以上。對(duì)新采用機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)的地塊，為了打破犁底層，應(yīng)首先進(jìn)行深松作業(yè)。深松是在地表有作物殘茬覆蓋的情況下進(jìn)行的，要求深松機(jī)有較強(qiáng)的防堵能力。實(shí)施深松技術(shù)，可以打破犁底層，加深耕作層；降低土壤容重，提高土壤通透性；蓄水保墑，提高農(nóng)作物抗旱抗?jié)衬芰Γ辉黾油寥烙袡C(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

以上四項(xiàng)技術(shù)構(gòu)成機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)的核心內(nèi)容，同時(shí)也是操作規(guī)范的技術(shù)集成和綜合應(yīng)用。

2 雜糧機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)工藝流程

山西省東西兩山及北部高寒冷涼區(qū)，主要種植馬鈴薯、油菜、莜麥、胡麻、向日葵、谷黍、豆類等雜糧農(nóng)作物，一般情況下，在4～6月播種，9～10月收獲，屬一年一熟制。這一地區(qū)實(shí)施機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)目標(biāo)是通過(guò)留茬固土、少免耕、輪作倒茬技術(shù)措施的綜合應(yīng)用，減少土壤風(fēng)蝕和水分損失，提高土壤蓄水保墑能力，減少作業(yè)次數(shù)，節(jié)約設(shè)備投資，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率，增加作物產(chǎn)量，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

在秋季收獲季節(jié)，人工收獲谷黍、豆類、向日葵，人工或機(jī)械收獲胡麻、攸麥，收獲后免耕留茬越冬，實(shí)行輪作倒茬種植。一般來(lái)講，在以種植谷黍?yàn)橹鞯牡貐^(qū)，前茬作物為谷黍的地塊，下茬必須改種馬鈴薯、豆類、向日葵等作物，谷黍不能連種。在以種植胡麻、攸麥為主的地區(qū)，實(shí)行胡麻、攸麥、豆類、馬鈴薯每年倒茬輪作，不主張重茬種植。倒茬的目的是減少病蟲害的發(fā)生，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。馬鈴薯的種植、收獲都必須實(shí)施耕整地作業(yè)，因此，機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)要求土地經(jīng)過(guò)三至四年免少耕種植其他雜糧和油料作物后倒茬種植馬鈴薯，以最大限度地減少對(duì)土壤的耕翻和破壞，從而減少土壤風(fēng)蝕和水蝕的發(fā)生。在第二年春季播種期間，采用免耕施肥播種機(jī)、旋耕播種機(jī)、多用途少免耕播種機(jī)進(jìn)行谷黍、豆類、胡麻、攸麥播種作業(yè)，一次完成播種、施肥、鎮(zhèn)壓等多道工序。在生產(chǎn)實(shí)踐中，由于采用免耕播種技術(shù)，作物生長(zhǎng)期雜草控制困難，因此，在這一地區(qū)采用直接免耕播種技術(shù)的農(nóng)戶很少。大多數(shù)農(nóng)戶在播種前，對(duì)農(nóng)田進(jìn)行淺旋或淺耕作業(yè)，然后再進(jìn)行播種，或采用旋耕播種機(jī)、多用途少免耕播種機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)。采用人工除草和化學(xué)除草相結(jié)合的方法控制雜草。雜糧機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 一年一熟雜糧機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)工藝流程

3 雜糧機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)和機(jī)械配備

機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)核心技術(shù)的農(nóng)藝要求是人、畜力不能夠?qū)崿F(xiàn)的，必須實(shí)行機(jī)械化作業(yè)，免少耕播種、秸稈處理、地表耕作、深松等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的機(jī)械化技術(shù)是機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的重要組成部分。

3.1 免少耕播種機(jī)械化技術(shù)

實(shí)施機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)要求在有作物殘茬覆蓋的少耕或免耕地表進(jìn)行播種作業(yè)，實(shí)現(xiàn)這一作業(yè)的重要機(jī)具是免少耕播種機(jī)械。從目前國(guó)內(nèi)的研發(fā)和生產(chǎn)情況來(lái)看，適用農(nóng)戶的雜糧播種機(jī)型主要有免耕播種機(jī)、旋耕播種機(jī)、條帶播種機(jī)等。本文主要介紹免耕播種機(jī)。

3.1.1 豆類免少耕播種機(jī)。豆類免少耕播種機(jī)型為山西運(yùn)城大渠施肥播種機(jī)廠生產(chǎn)的2BMF-3型免耕覆蓋施肥播種機(jī)，河北農(nóng)哈哈廠生產(chǎn)的2BYF-3型免耕播種機(jī)?，F(xiàn)以2BMF-4型免耕覆蓋施肥播種機(jī)為例，介紹其工作原理（如圖2）。這一播種機(jī)由分草圓盤、排種器、排肥器、播種開(kāi)溝器、施肥開(kāi)溝器、機(jī)架、地輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)、四連桿仿形機(jī)構(gòu)等組成。作業(yè)時(shí)，在拖拉機(jī)牽引下，分草圓盤將雜草和土層分開(kāi)，施肥、播種開(kāi)溝器分別開(kāi)出適宜的溝槽，鎮(zhèn)壓輪驅(qū)動(dòng)排種軸和排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使肥料和種子落入肥溝，土壤回落覆土，V形鎮(zhèn)壓輪隨后鎮(zhèn)壓。

圖2 2BMF-3免耕覆蓋播種機(jī)

3.1.2 麥谷黍類等雜糧免耕播種機(jī)。2BMF-7型免耕覆蓋播種機(jī)（如圖3），由排種器、排肥器、輸種管、輸肥管、種肥量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、開(kāi)溝深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鎮(zhèn)壓器、懸掛機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成。工作時(shí)開(kāi)溝器開(kāi)出種溝，由地輪傳動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)排種輪、排肥輪，將肥料首先落入溝底，土壤回落覆土后，種子落入適宜深度溝槽中，種肥同溝縱向分施3 cm左右，鎮(zhèn)壓輪覆土鎮(zhèn)壓。與傳統(tǒng)播種機(jī)相比，免耕播種機(jī)開(kāi)溝器分置兩排，開(kāi)溝器窄且相互間距離較大，機(jī)架高，機(jī)構(gòu)重量大。這一系列免耕播種機(jī)可與大中型拖拉機(jī)配套，適用于少免耕秸稈覆蓋條件下作業(yè)。

圖3 2BMF-7 免耕播種機(jī)

3.2 作物秸稈和殘茬處理及地表耕作機(jī)械化技術(shù)

作物秸稈殘茬覆蓋是機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)?？珊芎玫貪M足作物秸稈殘茬覆蓋地表的農(nóng)藝技術(shù)要求，特別是在作物秸稈殘茬覆蓋量較大時(shí)，就必須利用機(jī)械的方式對(duì)地表秸稈殘茬進(jìn)行處理。作物秸稈殘茬處理方式主要有兩種：一是粉碎處理，即使用秸稈切碎還田機(jī)對(duì)地表作物秸稈殘茬進(jìn)行切碎處理，使其細(xì)碎、覆蓋均勻；二是地表耕作處理，即用旋耕機(jī)、圓盤耙、翼形鏟耕作機(jī)等地表耕作機(jī)具進(jìn)行表土作業(yè)，控制地表作物秸稈殘茬覆蓋水平，同時(shí)消滅雜草。這兩種處理方式的目的是平整地表、均勻覆蓋殘茬、控制殘茬覆蓋水平，保證免耕播種機(jī)的播種質(zhì)量。

秸稈切碎還田機(jī)由萬(wàn)向節(jié)、懸掛結(jié)構(gòu)、變速箱、筒軸、張緊輪、地輪等部件組成（見(jiàn)圖4）。秸稈還田機(jī)粉碎刀具可分為錘爪式、直刀式和L型刀片三種，工作時(shí)，拖拉機(jī)后輸出軸輸出動(dòng)力，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)將動(dòng)力傳遞給還田機(jī)，還田機(jī)利用傳動(dòng)系統(tǒng)，帶動(dòng)筒軸高速旋轉(zhuǎn)。錘爪（或直刀和L型刀片）的高速旋轉(zhuǎn)，在負(fù)壓作用下，秸稈被吸入粉碎室，并與機(jī)殼內(nèi)的第一排定齒相遇受到一次剪切，接著在流經(jīng)折線型的機(jī)殼內(nèi)壁時(shí)，由于截面的變化導(dǎo)致氣流速度的改變，使秸稈多次受到錘爪（或直刀和L型刀片）的錘擊。當(dāng)秸稈進(jìn)入錘爪（或直刀和L型刀片）與后排定齒的間隙時(shí)，再一次受到剪切和撕拉。最后被氣流拋灑到地表。工作原理是：高速旋轉(zhuǎn)的粉碎刀對(duì)地上的秸稈進(jìn)行砍切，并在喂入口處負(fù)壓的作用下將其吸入機(jī)殼內(nèi)（粉碎室），使秸稈在多次砍切、打擊、撕裂、揉搓作用下成碎段和纖維狀。最后被氣流拋送出去，均勻地拋灑到田間。

圖4 秸稈粉碎還田機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 深松機(jī)械

深松作業(yè)機(jī)械包括全方位深松機(jī)、鑿式深松機(jī)、鏟式帶翼深松機(jī)、震動(dòng)式深松機(jī)和深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)，下面介紹是常用的鏟式帶翼深松機(jī)。

鏟式帶翼深松機(jī)目前常用的有l(wèi)S-2型雙鏟、lS-3型三鏟和lS-5型五鏟三種型號(hào)系列產(chǎn)品。以lS-3型三鏟深松機(jī)為例：鏟式帶翼深松機(jī)由深松鏟、長(zhǎng)短深松翼、連接支架、機(jī)架、懸掛架等部件組成（見(jiàn)圖5）。深松機(jī)的深松鏟在機(jī)架前后梁上雙排橫向相間60～80 cm配置。能夠根據(jù)需要卸掉深松翼成為局部深松機(jī)，深松機(jī)通過(guò)性較好；加裝長(zhǎng)深松翼后成為全方位深松機(jī)，松土面積擴(kuò)大；加裝短深松翼后擴(kuò)大了局部松土面積，介于全方位深松和局部深松之間；調(diào)整長(zhǎng)深松翼在深松鏟上的安裝位置可以實(shí)現(xiàn)土壤深層局部深松和上部全方位淺松除草，一機(jī)多能。但是，深松機(jī)上沒(méi)有地輪限深裝置，深松深度不穩(wěn)定；帶翼深松時(shí)，土壤容易翻動(dòng)，作業(yè)后留有深松溝，地表質(zhì)量較差，動(dòng)力消耗大，在地表秸稈覆蓋時(shí)，深松機(jī)通過(guò)性稍差；結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制造成本較高。

圖5 鏟式帶翼深松機(jī)

4 結(jié)語(yǔ)

山西省是我國(guó)跨緯度較多的省份之一，雜糧作物品種多，相對(duì)種植模式也比較多，在機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣中，首先根據(jù)固有的區(qū)域氣候條件，海拔高低因素，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)等。其次，按照傳統(tǒng)的雜糧農(nóng)作物品種分類，科學(xué)配置農(nóng)機(jī)裝備，使之更合理地適應(yīng)旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。