馮佐龍,杜亞尊,孫彥玲*
(1.河北省農機化技術推廣總站,河北 石家莊 050011;2.河北省農機鑒定總站,河北 石家莊 050011)
小麥是我國第三大糧食作物,其穩定持續發展是我國糧食絕對安全的重要保障[1,2]。我國小麥種植區主要分布在黃淮海流域、長江中下游流域、西南、西北和東北五大優勢產區,種植面積約0.24 億hm2,年總產量約1.3 億t,2017 年小麥耕種收綜合機械化率為95.1%[3~8],已基本實現小麥生產全程機械化。
河北省地處黃淮海流域,是我國傳統小麥生產區,也是我國重要的優質小麥生產區[9]。基于河北省小麥機械化生產發展現狀梳理與分析,結合小麥生育期需水量大、施肥過量、農機作業環節多、智能化程度不高等問題[10],提出該地區小麥生產農機裝備的發展方向,旨為河北省小麥產業穩定發展提供借鑒。
2 018 年河北省小麥耕種收綜合機械化率達到99.8%,較全國平均水平高4.7 個百分點,其中,耕整地機械化率為99.9%,播種機械化率為99.6%,收獲機械化率為99.8%[11],小麥聯合收割機保有量達到9 萬臺。
隨著農業現代化進程加快,小麥機械化生產技術已由傳統的耕、種、收3 個環節延伸到其他生產環節,如田間的病蟲草害綜合防治、水肥一體化、播后二次鎮壓、收獲后烘干、秸稈還田離田等農機裝備及技術均有突破性進展,部分農機具已規模化應用。為解決旋耕造成的土壤犁底層問題,河北省推廣應用了深松、深松+旋耕、深松聯合整地等作業技術。為實現節本增效,示范推廣了旋耕施肥播種、免耕施肥播種、深松深施肥播種一體化作業。自走式小麥鎮壓機、絞盤式噴灌機、大型平移式噴灌機、無人植保機、自走式噴桿噴霧機等田間管理機械快速應用。8 kg 喂入量的小麥聯合收割機在河北省得到了很好的應用與推廣,打破了國外品牌在該領域內的長期壟斷[12]。近幾年,烘干機、秸稈打捆機、秸稈壓塊機也得到了快速發展,為實現小麥生產全程機械化找到新的發力點[13]。
河北省小麥產業技術體系農機崗位團隊針對傳統小麥種植先撒肥再旋耕(2 遍)最后播種的繁雜程序,研發生產了深松(可選)旋耕分層施肥勻播機,實現了機械進地后一次完成所有播種作業工序,大大減少了人工投入,省工省時省事;開展了集小麥新型播種、無人植保、精準灌溉、高效收獲、秸稈處理等技術一體化的小麥規模化生產全程機械化技術集成應用,明確了小麥-玉米兩熟區規模化生產全程機械化技術路線(圖1)。

圖1 兩熟區小麥玉米規模化生產全程機械化技術路線圖Fig.1 Technology roadmap of full mechanization in scale production of wheat and corn in double cropping area
2.1.1 遵循農機農藝融合的原則 農藝是農機的設計目標和方向,農機是農藝實現的載體,二者只有高度緊密融合,才能形成合力,產生最大效益[14~16]。加快構建農機農藝融合的部門工作體系,建立健全產學研推用協同、多學科聯動的攻關機制,一切以是否更有利于農業生產、更有利于實現農業機械化和農業農村現代化為出發點,本著最好、最快、最經濟的發展原則,推進小麥農機化的發展。
2.1.2 遵循機械化信息化融合的原則 加快物聯網、大數據、移動互聯網、智能控制、衛星通訊等信息技術在小麥農機裝備、作業和監管服務上的應用,推進智能農機與智慧農業融合發展,推進農機化信息系統互聯互通,實現小麥農機智能化發展。
2.1.3 遵循機械化生產與農田建設相適應的原則 農田地塊的大小和是否規模經營決定著農機裝備發展的方向。農業機械的發展應與高標準農田建設、土地宜機化改造、農機經營主體規模化經營等相適應,根據規模化種植情況確定,適宜的農機裝備。
2.2.1 節水農機 河北省人均水資源占有量為307 m3,是我國平均水平的1/7,地下水漏斗區面積約4萬km2,屬嚴重的資源型缺水省份[17]。小麥屬于高耗水農作物,該地區的小麥機械化發展須考慮節水問題,在秸稈覆蓋、免耕播種、節水灌溉、深松整地、二次鎮壓等環節重點應研發并使用高效節水農機具。
2.2.2 復式農機 復式作業具有減少作業環節、爭取農時、降低作業成本、減少人工投入等特點,在農村地區具有發展的優勢[18,19]。同時,隨著大馬力拖拉機保有量的迅速提高,復式作業機具有了更廣泛的應用空間。小麥復式作業機將在聯合整地作業、旋耕施肥播種復式作業、整地播種一體化作業、收獲并秸稈處理作業等方面進行研發與推廣。
2.2.3 綠色農機 我國要實現2020 年化肥農藥施用量零增長,智能化精準施肥、施藥成為小麥生產機具研發的關鍵領域。同時隨著我國對生態環境愈加重視,農機具的發動機改造與升級將成為未來農機市場的新常態。
2.2.4 高效農機 土地流轉和規模化經營是發展現代化農業的必經之路[20,21]。土地規模化經營不斷擴大是高效農機的潛力市場。“大功率+10 kg 以上喂入量+一機多用+高舒適性+最經濟油耗+智能化作業”小麥聯合收獲機、高效精準大型噴灌機、大型耕整地機械將成為小麥規模化生產的發展方向。
在農機購置補貼、農機作業補助、新型職業農民培育等方面加大政策扶持力度,讓愛農業、懂農機的年輕人全力投入到小麥全程機械化生產中去,促進河北省農機化工作的持續健康發展。加大對小麥復式播種機、高效植保機、新型聯合收割機等大型農機裝備的購置補貼力度,提高補貼標準,切實讓農機戶想購買、少花錢。探索并開展對新型農機裝備作業環節的補助,確定合理的作業補助標準,切實讓農機戶能掙錢、得實惠。加大對新購機用戶的培訓力度,不斷提高機具操作水平和實際作業能力,讓年輕農機手進得來、留得住。
圍繞土壤耕層構建、秸稈粉碎還田、土壤地力培育等目標,進一步開展農機深松、深耕、深旋等作業,加快土壤耕整聯合作業技術的示范推廣,實現耕層上虛下實、土面細平,為種子創造良好的土壤環境,確保一播全苗、苗齊、苗壯。
以精量勻播、高效施肥、播后鎮壓等技術為核心,研制推廣配套作業機具,優化機具生產加工工藝,提高作業機具適用性,達到“七分種、三分管”的效果,確保小麥穩產增產。
大力發展符合產地區域特點的技術裝備,增加熱源可選擇性,降低生產成本及能耗,提高機械化烘干作業補助力度,加快推進機械化干燥技術廣應用。
開展小麥與接茬作物在耕作方式、播種機具、銜接時間等方面的適應性研究,示范推廣前后耕作協調發展的生產模式,實現高效、高質、可持續的小麥生產全程機械化。
強力推進自動駕駛、衛星平地、精量播種、精準施肥、智能灌溉、無人植保、智慧收獲技術的示范應用,加大配套機具裝備的研發力度,為小麥農機裝備的轉型升級奠定基礎。