機(jī)械化免耕播種技術(shù)路線與設(shè)備應(yīng)用特征

張 鑫

(梨樹縣農(nóng)機(jī)推廣總站,吉林 梨樹 136500)

0 引言

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的變革,農(nóng)業(yè)新理念和農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品應(yīng)用有效改善了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的弊端,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展要求農(nóng)業(yè)發(fā)展向著自動(dòng)化、科學(xué)化、綠色化、可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型。保護(hù)性耕作技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新理念,在促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展、協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系、改善耕作環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用,機(jī)械化免耕播種作為保護(hù)性耕作的重要組成部分,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。免耕播種利用粉碎后的秸稈覆蓋地表,起到蓄水保墑、培肥地力等功效,且在降低勞動(dòng)力消耗、提高作物產(chǎn)出等方面具有積極作用。

1 機(jī)械化免耕播種技術(shù)特征

機(jī)械化免耕播種是在農(nóng)作物收獲過程中或完成收獲后將秸稈粉碎并拋撒于地表覆蓋,第二年播種時(shí)利用免耕播種機(jī)進(jìn)行播種,實(shí)現(xiàn)一次作業(yè)完成滅茬、開溝、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓、秸稈覆蓋等工序,對(duì)于土壤貧瘠、土質(zhì)退化、水土流失等耕地具有顯著改善作用,其應(yīng)用的技術(shù)特征如下。

1.1 具有顯著的培肥地力作用

利用秸稈覆蓋地表的生產(chǎn)方式能夠?yàn)楦靥峁┝己玫谋砻姹Ｗo(hù),有效降低風(fēng)蝕、水蝕的發(fā)生概率,減少自然因素造成的土壤退化,同時(shí)秸稈層的存在有利于提高降水滲透率和減少土壤中水分蒸發(fā)量,提高耕地抗旱性能[1]。地表秸稈逐漸降解能夠?yàn)橥寥捞峁┐罅康挠袡C(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素,在一定程度提高土壤養(yǎng)分,降低化肥使用量,長期應(yīng)用免耕播種還有利于改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增加有益微生物的含量,優(yōu)化耕層質(zhì)量。

1.2 能有效優(yōu)化生產(chǎn)工序

與傳統(tǒng)土壤耕整地后進(jìn)行的播種作業(yè)模式相比,免耕播種省去了耕整地環(huán)節(jié)和秸稈離田環(huán)節(jié),且無需進(jìn)行田間清理和提前滅茬、起壟,顯著提高了作業(yè)效率[2]。應(yīng)用免耕播種機(jī)作業(yè),一次性完成了傳統(tǒng)的耕整地和播種、施肥作業(yè)流程,在一定程度降低了生產(chǎn)成本,僅從燃油消耗來看,免耕播種作業(yè)與傳統(tǒng)模式相比約可減少燃油消耗25%～35%,節(jié)約了生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間[3]。

1.3 有效降低環(huán)境污染和資源浪費(fèi)

免耕播種有效避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中農(nóng)民焚燒秸稈的不當(dāng)行為,避免了秋收或春播前焚燒秸稈造成的大氣污染問題,減少空氣中的CO2和N2O避免造成溫室效應(yīng)加劇。同時(shí)秸稈資源的充分利用間接減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的灌溉水、施肥等資源消耗,提高了資源利用率。

2 機(jī)械化免耕播種技術(shù)路線

機(jī)械化免耕播種的總體技術(shù)路線為:秸稈粉碎處理-秸稈均勻覆蓋地表-播種品種選擇-免耕播種機(jī)選擇與調(diào)整-耕地處理與材料準(zhǔn)備-免耕播種實(shí)施-田間管理。

2.1 秸稈粉碎處理

秸稈粉碎是免耕播種的前提條件，秸稈粉碎最佳工序是在農(nóng)作物收獲的同時(shí)完成，例如，水稻、玉米、棉花等作物使用大型聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)秸稈同步粉碎，或利用秸稈粉碎機(jī)在作物收獲后將秸稈粉碎。秸稈粉碎的質(zhì)量會(huì)直接影響免耕播種的實(shí)施效果，通常情況下，要求秸稈的粉碎長度小于10 cm，且達(dá)到較好的粉碎均勻度[4-5]。

2.2 秸稈均勻覆蓋地表

覆蓋在地表的粉碎秸稈應(yīng)分布均勻,通常情況下,聯(lián)合收獲機(jī)在收獲同時(shí)進(jìn)行的秸稈粉碎與拋撒能達(dá)到均勻覆蓋的效果,但人工收割或小型機(jī)收不能直接將秸稈粉碎,會(huì)造成秸稈在田間聚堆,作業(yè)時(shí)易造成免耕播種機(jī)作業(yè)過程中堵塞,再利用秸稈粉碎機(jī)粉碎后易導(dǎo)致秸稈覆蓋不均,此時(shí)應(yīng)通過人工或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)整,保證覆蓋均勻。

2.3 播種品種選擇

免耕播種的品種選擇應(yīng)結(jié)合地區(qū)生產(chǎn)習(xí)慣、氣候特征及免耕播種的農(nóng)田環(huán)境特性,通常選擇適應(yīng)性、抗病性、抗逆性強(qiáng)的品種種植。現(xiàn)階段投入市場的大部分雜交水稻、玉米、小麥品種具有較好的適應(yīng)能力,適合在免耕播種田間種植,此外,例如棉花、大豆、高粱等作物的品種選擇應(yīng)進(jìn)行專業(yè)咨詢,分析是否適宜免耕播種種植。在免耕播種前,需要對(duì)種子進(jìn)行必要的精選、曬種、消毒、包衣等處理,以提高種子萌發(fā)率和抗病害能力[6]。

2.4 免耕播種機(jī)選擇與調(diào)整

免耕播種機(jī)的選型應(yīng)充分考慮田間耕地條件,分析免耕播種機(jī)功能上的實(shí)用性。首先,結(jié)合前茬作物的種類和根系特征合理選擇免耕播種機(jī)的破茬開溝技術(shù),對(duì)于根系不大,易于破碎的作物根系,可選擇配備移動(dòng)式破茬開溝器的設(shè)備,以降低購機(jī)成本,對(duì)于跟茬較硬、不易破碎的耕地,應(yīng)選擇配備動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式破茬開溝器的設(shè)備,從而提高破茬能力;其次,分析土壤條件,土壤容重、土壤流動(dòng)性、地表平整度等會(huì)影響開溝器入土的難度,對(duì)于土壤容重大、流動(dòng)性差的耕地,應(yīng)選擇入土能力強(qiáng)、刀刃耐磨的機(jī)型;再次,應(yīng)結(jié)合秸稈粉碎質(zhì)量、田間雜草情況合理選擇免耕播種機(jī)的防堵技術(shù),易堵田地可選用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式防堵技術(shù);此外,免耕播種機(jī)的施肥和鎮(zhèn)壓能力對(duì)于播種質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生較大影響,盡量選擇種肥分施和鎮(zhèn)壓能力強(qiáng)的免耕播種機(jī)產(chǎn)品。在作業(yè)前,需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,包括對(duì)行距、輪距、播種深度、施肥量等方面的調(diào)整,并根據(jù)農(nóng)作物的生長要求和地形條件,進(jìn)行精細(xì)檢驗(yàn),以確保播種作業(yè)的質(zhì)量和效率[7-8]。

2.5 耕地處理與材料準(zhǔn)備

在播種前,需將地塊中的雜草、殘株、垃圾等清理干凈,并準(zhǔn)確把握播種時(shí)機(jī),播種前要求耕地含水率適宜,避免播后灌水影響萌發(fā)和覆土質(zhì)量。根據(jù)待播種農(nóng)作物的生長要求和產(chǎn)量目標(biāo),選擇適宜品種且足量的種子和化肥,做好播種方案規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2.6 免耕播種實(shí)施

要保證免耕播種機(jī)在良好工況下開展播種工作,正式作業(yè)前應(yīng)做好試播,調(diào)整好播種機(jī)狀態(tài)后方可進(jìn)行大面積播種。播種作業(yè)過程應(yīng)按照預(yù)設(shè)的播種路線行駛,保證播種機(jī)速度穩(wěn)定,作業(yè)過程中若發(fā)現(xiàn)機(jī)具異常應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查,避免播種機(jī)在故障狀態(tài)下工作。作業(yè)過程中應(yīng)重點(diǎn)檢查開溝器是否堵塞,其次檢查作業(yè)過程是否出現(xiàn)漏播問題,發(fā)現(xiàn)漏播及時(shí)調(diào)整和補(bǔ)播。免耕播種需合理施肥,根據(jù)土壤肥力和作物生長情況確定施肥量和施肥方式,以滿足作物生長所需的營養(yǎng)元素。

2.7 田間管理

1)免耕播種完成后,為避免雜草滋生,應(yīng)結(jié)合易生雜草的種類科學(xué)選擇并及時(shí)噴施濃度、配比標(biāo)準(zhǔn)的除草劑;2)免耕播種完成后,在作物生長期應(yīng)根據(jù)作物的生長階段和土壤肥力及時(shí)補(bǔ)施化肥;3)作物種子萌發(fā)率容易受到土壤板結(jié)影響,免耕播種后,應(yīng)結(jié)合土壤濕度及時(shí)灌溉,以改善萌發(fā)條件;4)免耕播種后,應(yīng)做好作物生長情況的定期檢查和記錄,重點(diǎn)檢查作物株高、葉色、病蟲害等情況,并進(jìn)行技術(shù)分析,發(fā)現(xiàn)作物生長不良或出現(xiàn)病蟲害問題,需及時(shí)采取措施進(jìn)行治理。

3 免耕播種設(shè)備應(yīng)用特征

隨著免耕播種技術(shù)的逐漸成熟,其配套的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品種類已經(jīng)相對(duì)固定,從農(nóng)機(jī)產(chǎn)品選型來看(圖1),可分為必用農(nóng)機(jī)產(chǎn)品,如免耕播種機(jī)、深松機(jī)等;選用農(nóng)機(jī)產(chǎn)品,如聯(lián)合收獲機(jī)、秸稈粉碎機(jī)、根茬破碎機(jī)、耕整機(jī)、植保機(jī)等。免耕播種機(jī)械設(shè)備逐漸與生產(chǎn)農(nóng)藝相融合,形成有別與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的設(shè)備應(yīng)用新形勢。

圖1 免耕播種常用機(jī)械設(shè)備

免耕播種機(jī)械設(shè)備應(yīng)用具有以下典型特征:一是免耕播種機(jī)等設(shè)備具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力,能夠適應(yīng)秸稈覆蓋下的復(fù)雜地形,并能有序完成播種、植保等作業(yè)任務(wù);二是具有良好的可靠性,以免耕播種機(jī)為例,應(yīng)具有良好的防堵性能,并保證種子在秸稈覆蓋下分布均勻,播種深度一致;三是打破了傳統(tǒng)耕作播種連年固定的實(shí)施方式,免耕播種的實(shí)施采用每間隔2～3年進(jìn)行一次松土作業(yè)的模式,避免了輪式機(jī)具頻繁進(jìn)入耕地造成的土壤壓實(shí),還能通過深松作業(yè)改善深層土壤結(jié)構(gòu),提高水資源利用率,在必要時(shí)還可打破免耕播種的固定模式,在某一年利用旋耕機(jī)或圓盤耙進(jìn)行秸稈還田,而不采用秸稈覆蓋的模式,從而避免病蟲草害等不利因素的累積。

目前,免耕播種所使用的機(jī)械設(shè)備在技術(shù)先進(jìn)性和自動(dòng)化程度方面仍有較大提升空間,農(nóng)業(yè)機(jī)械專用設(shè)備相對(duì)較少,常規(guī)農(nóng)機(jī)應(yīng)用于免耕播種作業(yè)適用性仍存在缺失,未來應(yīng)結(jié)合免耕播種作業(yè)的特征全面開發(fā)相關(guān)的專用配套農(nóng)機(jī)設(shè)備,更多考慮免耕播種細(xì)節(jié)特點(diǎn),重點(diǎn)優(yōu)化播種、施肥、植保相關(guān)技術(shù),保證免耕播種作業(yè)實(shí)施獲得更高效益。

4 結(jié)論

機(jī)械化免耕播種技術(shù)具有高效、精確、適應(yīng)能力強(qiáng)等多重優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)耕作播種生產(chǎn)的工序優(yōu)化,有效提高播種效率和播種精確性,采用機(jī)械化免耕播種能使作物生產(chǎn)的環(huán)境更好適應(yīng)氣候條件等不利影響,并節(jié)約灌溉用水、化肥等生產(chǎn)資源,現(xiàn)已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要方式之一。未來如何進(jìn)一步提高相關(guān)設(shè)備的性能和質(zhì)量,使免耕播種技術(shù)與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際更好整合,是現(xiàn)階段必須要關(guān)注和研究的問題,相信隨著配套農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的豐富和農(nóng)藝技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械化免耕播種技術(shù)一定能夠?yàn)槲覈r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來更多便利和更好的經(jīng)濟(jì)效益。