農業保護性耕作機械及配套農藝技術特征

魏紅艷

(榆樹市農業機械化學校,吉林 榆樹 130400)

0 引言

近年來,我國農業生產呈現明顯的規?；l展趨勢,農機應用普及率和應用質量顯著提高,農業生產產出效益穩步提升,農業機械化生產已經成為農業生產實施的關鍵。在我國應用農機生產的數十年時間里,農業機械在發揮作用的同時,也在一定程度造成了土壤資源的退化和環境污染問題,尤其在翻耕、耙地、整地、平地、鎮壓一系列作業的過程中,農業耕地受到了一定不利影響,且阻礙了農業可持續發展。保護性耕作作為新時期農業生產耕作技術的新理論,契合現階段我國農業發展實際需求,應用保護性耕作技術和開發推廣相關機械產品對于促進農業高質量發展及經濟效益長期穩步提升具有積極作用。

1 農業保護性耕作分類

保護性耕作是應對農業土壤及生產周邊環境退化而產生的一項新技術,意在保持農業的可持續發展,其核心技術是通過少耕、免耕、深松、地表微地形改造等方式與合理種植、地表秸稈覆蓋、農田防護林建設等復合作用,實現農業耕地有效抵御土壤退化、水土流失、土壤沙化、環境污染等系列問題,降低因農業耕作方式不合理引起的沙塵暴、糧食減產等環境和社會問題[1]。

從新耕作形式的角度出發,保護性耕作主要包括以下幾類耕作方法。

1)覆蓋耕作法。主要是將農作物秸稈、根茬等在收獲過程直接粉碎,使地表覆蓋一層粉碎秸稈的保護層,用以保護土壤,減少耕地土壤損失,并固水保肥,培肥地力。2)防風蝕耕作法。風蝕是很多農田退化的主要問題,保土保水保苗是很多沙土耕作地區的工作難點,采用例如垂直主風向耕翻等防風蝕耕作技術,能夠保持犁溝與垡壟不平整,從而在一定程度上降低風力對土壤的不利影響。3)等高耕作法。主要針對坡地土壤硬性,其耕作播種沿等高線進行,使原本呈坡度導致的水土流失問題受到等高小壟結構及種植作物的阻礙,耕地平均徑流量減少,沖擊力降低,不僅水蝕問題緩解,而且有利于提高水資源利用率。4)溝壟耕作法。與傳統壟作不同,新的溝壟耕作法是在耕地表面構筑更大的溝和壟,通常多與等高耕作法相結合應用,能夠增強固土能力,適合應用于較大坡度的耕地[2]。

2 保護性耕作機械作業組成

2.1 保護性機械化耕整地

保護性機械化耕整地作業主要包括兩大類作業類型,一是通過傳統設備與新作業方式結合。此種作業過程采用常見的耕整地機具進行土壤處理,如鏵式犁、旋耕機、圓盤耙、聯合整地機等進行常規耕深的作業,但作業方式采用等高耕作法的技術模式,主要應用于大坡地耕地;二是采用保護性耕作新模式,如覆膜作業、淺耕作業等,主要是通過減少土壤擾動的方式實現土壤保護,通常需要應用專用播種機相配合[3]。

2.2 機械化免耕播種

機械化免耕播種屬于覆蓋耕作法的一種,是利用秸稈覆蓋地表的耕作播種一體化作業方案,其主要包括以下核心技術:一是要對耕地和秸稈進行預先處理,在正式開展免耕播種的前一年耕整季,利用機械化耕整地作業將耕層整平壓實,保證地表平整,并利用收獲機或秸稈粉碎機將收獲后的秸稈進行粉碎處理,將秸稈粉碎成長度小于10 cm的狀態后拋撒在田間,使其均勻覆蓋在地表;二是開展機械化播種,利用免耕播種機實施播種作業,能夠在有秸稈覆蓋地表的狀態下一次性完成滅茬、開溝、施肥、播種、覆土、鎮壓、秸稈覆蓋等工作,在播種同時保證盡量少的對耕層土壤造成擾動,充分保持耕層結構和理化狀態。

2.3 機械深松技術

在實施保護性耕作的過程中,由于常年不翻耕土壤以及輪式機具作業造成的土壤壓實問題,會造成土壤耕層約20～25 cm下方出現厚實的犁底層,導致土壤蓄水能力降低,易出現地表徑流而造成水土流失和土壤內部養分下降,因此適宜利用深松機進行作業,在不過度翻動土壤的前提下打破土壤深層的犁底層,保證耕地的深層蓄水。機械深松包括全方位深松、局部松土兩種主流作業方式,應結合田間情況適當選取作業方式,除常規深松機外,為降低松土阻力還可選擇振動深松機作業。一般情況下,深松作業不應連年實施,應當根據耕地犁底層狀態每2～3年松土一次。對新采用保護性耕作的地塊,應在免耕覆蓋前利用深松機先打破原有犁底層,再實施免耕播種作業,由于保護性耕作的深松作業會受到秸稈覆蓋層影響,因此宜選用具有較強防堵能力的深松機作業[4]。

2.4 機械植保技術

保護性耕作的作業模式土壤會因為不經翻耕及地表秸稈覆蓋而累積病蟲害誘因,需要做好田間的檢查和病蟲害防治工作,此外,免耕播種地塊也極易滋生雜草,應做好植保的全面工作。首先,在播種前做好種子處理,通過藥劑拌種、包衣處理等方式降低病蟲害發生率;其次,發現病蟲害初期第一時間噴施防治藥劑,噴施藥劑應選擇技術先進的噴霧機產品,避免農藥的浪費和周邊環境污染;再次,需每年噴施一次除草劑,預防雜草生長。此外,還應重視綠色植保技術的應用,盡量控制化學藥劑用量,避免過量用藥,結合生物防治、物理防治、人工處理等多種形式,促進低污染植保技術應用[5]。

3 農藝要點與注意事項

由于免耕播種的模式與傳統耕作和播種模式差異性明顯,因此,其在實際應用時農藝技術和相關操作等事項也存在著明顯的差異性。

3.1 播種時機的選擇

在開展免耕播種時,應合理選擇播種時機,由于不同地區的環境、氣候、溫度等差異明顯,導致最適宜的播種時機存在差異性。與常規的耕地和播種相比,收到秸稈覆蓋作用及冬季低溫的影響,耕地地溫的升溫較慢,因此播種時機相對延后,具體可通過測地溫判斷實施,一般情況下,大部分作物的適宜播種地表溫度在12～15 ℃范圍,且3～5 cm深度土壤的含水率在16%～20%左右,較為適宜開展免耕播種,若墑情不足,則需要進行灌溉、造墑后再開展機械化免耕播種[6]。

3.2 秸稈覆蓋量的調整

秸稈覆蓋量應視作物的種類和下茬作物的選擇而定,一方面,為保證秸稈有效覆蓋耕地表面,通常秸稈的覆蓋量應不低于秸稈總量的30%,這是秸稈還田的最低要求,秸稈覆蓋量過少,覆蓋保水、保土效果會變差,對于部分秸稈產量不高的農作物,秸稈還田量應高于70%,甚至可進行全量還田。另一方面,秸稈覆蓋量也不宜過量,如玉米等秸稈產量高的作物,應適當保證秸稈離田,避免因秸稈覆蓋過厚而增加免耕播種難度或影響作物種植與生長。

3.3 種植密度與有效株數控制

農作物種植密度和實際生長的有效株數對于農作物產量和產出品質均具有明顯的影響,因此合理設計免耕播種的行距、株距,具體結合地區的種植方式、品種特征以及田塊地力等情況,合理設計種植密度,并通過優化田間管理提高保苗率。以玉米種植為例,免耕播種模式下因不考慮起壟造成的行距影響,可進行適當的合理密植,通常密度應在55 000株/hm2以上,最高密度應不高于70 000株/hm2,以保證良好的田間管理便捷性及優異產量[7]。

3.4 強化病蟲草害的植保防治

保護性耕作環境下的田間土壤環境與傳統耕作模式發生變化,容易導致病蟲草害的發生概率增加,因此,采取必要措施強化病蟲草害的防治十分必要。首先,應制定合理的植保作業技術方案,結合耕地種植作物的種類,常見病蟲草害特征,做好預防預案與前期藥劑準備;其次,應密切關注氣候變化,結合暴雨、臺風等不利因素提前做好防控,結合農業部門的病蟲害預警和雜草滋生狀態,提前進行防控,堅持“預防為主、綜合防治、綠色防治”的原則,結合病蟲害發生情況和品種本身抗性水平,做到機械設備精準、精量用藥;再次,對于農藥和除草劑的選擇,應盡量以低毒、高效、低殘留的農藥品種為主,植保噴施的用藥劑量、用藥次數、用藥方法等應嚴格執行使用標準或咨詢農業部門意見。此外,對于使用后的農藥,應妥善處理,并做好植保機械的檢查,避免重噴、漏噴,防止藥害發生[8]。

3.5 定期深松與規范施肥

保護性耕作主要依靠自然條件進行松土,例如作物根系生長、蚯蚓等生物調控,有利于土壤恢復團粒結構和原始地力,但受到農機對地表壓實的影響,應當合理開展機械化深松整地作業。機械化深松主要以保護性耕作2～3年的實施為主,應注意黏土或壤土不適宜進行機械深松作業,同時,深松作業必須確保將犁底層打破,以達到充分利用降水的效果。除需要在播種同時施足底肥外,為避免作物與微生物爭奪速效養分的矛盾,可通過補施氮肥改善碳氮比,還應利用追肥提高土壤肥力,重視苗期和生長中后期的追肥工作,保障農作物穩定增產[9]。

4 保護性耕作的發展趨勢

保護性耕作適應我國農業可持續發展需求,未來將得到政府及地方農業管理部門的持續政策支持,鼓勵農民因地制宜、行之有效地落實保護性耕作技術。隨著現代農業技術的不斷進步,保護性耕作能夠更好地與傳統生產模式相結合。例如,保護性耕作農田實施變量施肥、變量噴藥、節水灌溉等,并有效限制農業機械的壓實、減少化學農藥和化肥的使用。下一階段,應依托保護性耕作關鍵機械設備的發展,促進生產質量的提升,將技術更為先進的免耕播種機、秸稈處理機、深松機等設備推向市場,并利用氣候技術、網絡數字技術、視覺檢測技術相整合,實現環境判斷并優化免耕播種及后期田間管理[10]。

5 結語

總體來說,保護性耕作的普及和發展與農業生產理念的革新息息相關,該技術的應用離不開耕作技術的升級與科學技術的進步,采用保護性耕作技術,合理應用保護性耕作機械和結合農藝技術,能更好地保護和改善土壤環境,減少農業生產對環境的影響。隨著保護性耕作技術愈發受到重視,各地實施的保護性耕作作業模式愈發規范,相信隨著配套農機技術的不斷發展進步,免耕播種作業的實施將越來越科學規范。