盧國(guó)成

摘 要：近些年，隨著機(jī)械化程度的不斷提高，糧食產(chǎn)量逐年穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，但是隨著農(nóng)用化肥使用量逐漸加大，農(nóng)家肥使用量逐年減少，土壤嚴(yán)重板結(jié)，造成地力下降，糧食品質(zhì)降低，因此一種能夠改善土壤理化性能培肥地力的農(nóng)機(jī)新技術(shù)開發(fā)成為了農(nóng)機(jī)發(fā)展的新課題，與此相適應(yīng)，深松整地技術(shù)和保護(hù)性耕作技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出，解決了這一難題。

關(guān)鍵詞：深松整地；技術(shù)裝備

中圖分類號(hào)：S233.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.030

玉米是黑龍江省第一大糧食作物，2014年，玉米播種面積680萬(wàn)hm2，產(chǎn)量600多億斤。播種面積超過(guò)全國(guó)的1/6，是我國(guó)玉米種植面積最大的省份。玉米機(jī)械收獲后地表覆蓋大量秸稈，起壟作業(yè)時(shí)地表秸稈量大，壟體內(nèi)含有大量秸稈，透風(fēng)跑墑，抗旱保墑能力差，還影響播種質(zhì)量。為了采取壟作耕作模式，保證起壟和播種質(zhì)量，必須將地表秸稈清理掉。但清理秸稈投入很大，農(nóng)民只好焚燒秸稈，污染環(huán)境?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式迫切需要耕種制度變革。

1 黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況

黑龍江省氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季干燥風(fēng)大，夏季高溫多雨，秋季早霜涼爽，冬季寒冷漫長(zhǎng)。全省大于0 ℃積溫平均值在2000～3200 ℃，無(wú)霜期為100～150天，降水量在400～600 mm之間。由于全球性的氣候變暖以及草原、森林的破壞，生態(tài)失去平衡，黑龍江省自然災(zāi)害頻率增加。經(jīng)常發(fā)生的氣象災(zāi)害有旱災(zāi)、澇災(zāi)、雹災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、低溫冷害、霜凍災(zāi)害等。其中經(jīng)常對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成比較嚴(yán)重影響的是低溫冷害和旱澇災(zāi)害。

黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)根據(jù)自身的氣候條件，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，形成了具有悠久歷史的壟作耕作模式。建立了以深翻為主體，翻、耙、起相結(jié)合的土壤耕作制度。家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制以后，建立了以旋耕為主體，滅茬、旋耕、起壟相結(jié)合的土壤耕作制度。采取壟作耕作主要有兩個(gè)原因：一是由于東北地區(qū)無(wú)霜期短，積溫不足，壟作可增加積溫200 ℃左右，提高糧食產(chǎn)量；二是由于受大陸性季風(fēng)氣候影響，年降雨量集中在夏季，壟作可防止?jié)碁?zāi)。

黑龍江省東北部為三江平原，西部為松嫩平原，地勢(shì)走向西北部、北部和東南部高，東北部、西南部低。黑龍江省是中國(guó)耕地面積最大的省份，是世界三大黑土地之一，全省人均耕地面積居全國(guó)第一位。

近50年來(lái)，全球氣候明顯變暖，全國(guó)氣溫平均升高1 ℃以上。今后20～50年間，全國(guó)平均溫度升高2～3 ℃ ，預(yù)計(jì)到2030年平均氣溫將升高1.9 ℃，年可增加積溫200 ℃左右，與采取壟作耕作模式增加的積溫量相近。積溫不足已不僅是黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最主要制約因素，而氣候變暖可能使北方江河徑流量減少，干旱缺水進(jìn)一步加重，旱災(zāi)將成為黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最嚴(yán)重的威脅之一。

2009年全省播種期間墑情較好，到5月中下旬，出現(xiàn)10多天的高溫大風(fēng)天氣，受旱面積9254萬(wàn)畝，重旱面積3740萬(wàn)畝。說(shuō)明現(xiàn)在耕地質(zhì)量很差，抵御自然災(zāi)害能力很弱。旱災(zāi)頻發(fā)迫切需要進(jìn)行耕作制度變革。

近10年來(lái)，我國(guó)農(nóng)機(jī)購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼力度不斷加大，2014年達(dá)237.5億元，大馬力拖拉機(jī)保有量迅速增加，黑龍江省深松整地面積達(dá)4000多萬(wàn)畝，土壤的蓄水保墑能力增強(qiáng)，可最大限度利用“土壤水庫(kù)” 調(diào)節(jié)水分，蓄夏秋雨為春用，解決了夏秋季節(jié)降雨集中易造成澇災(zāi)問(wèn)題，也緩解了“十年九春旱”的問(wèn)題，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力。

試驗(yàn)表明，以深松為主體、以免耕為核心的土壤保護(hù)性耕作技術(shù)，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害能力、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的根本出路，也是解決秸稈焚燒的必然選擇。

2 深松整地技術(shù)

深松是松耕的一種。松耕是不翻轉(zhuǎn)土層，保持原有土壤層次，局部松動(dòng)耕層土壤和耕層下面土壤的一種耕作。其深度不打破犁底層稱為淺松，一般為15～20 cm；深度打破犁底層稱為深松，一般為25～30 cm。理想的、合理的耕層結(jié)構(gòu)如下：

（1）覆蓋層（0～5 cm）。是對(duì)全部土壤起保護(hù)作用的表土層，也是播后對(duì)種子覆蓋的表土層。覆蓋層土壤較干，有利于保存土壤水分。

（2）種床（5～10 cm）。位于覆蓋層下面，是作物種子著床萌發(fā)的土層。為使種子獲得較充足的水分，土壤密度應(yīng)大于覆蓋層，毛管孔隙與大孔隙的比例保持在3∶1左右，以保證毛管水的上升。為了保持種床層的水分免于蒸發(fā)，種床層的毛管孔隙與覆蓋層的毛管孔隙應(yīng)不相連通，而雨水可通過(guò)大孔隙向下滲透，使種床水分不致過(guò)多。

（3）耕層（5～25 cm）。是作物根系密集和生理活躍的重要土層。這一土層受氣候直接干擾較小，但對(duì)緩沖氣候影響和抗災(zāi)能力卻是關(guān)鍵的土層。深松改善耕層構(gòu)造主要針對(duì)這一土層。使其便于根系伸展，蓄水供肥，既能將過(guò)多的水份滲向非耕層（心土層），又能保證從下面土層提墑。因此，它與種床層和下面的心土層應(yīng)保持毛管孔隙和大孔隙的連通性，從而達(dá)到水分和空氣的適當(dāng)梯度。理想的耕層構(gòu)造是虛實(shí)相間。

（4）心土層是非耕層。這一土層保持自然的緊密狀態(tài)，而且有機(jī)質(zhì)含量低，團(tuán)聚體較少，其土壤密度比耕作層大0.2～0.3 g/cm3。作物根系達(dá)到這一土層僅占總根重的5%～10%左右。但心土層與耕作層的配合如一座土壤水庫(kù)，甚至2～3 m深的土壤水分都參與耕層的水分運(yùn)動(dòng)。

（5）犁底層。是由于多年連續(xù)采用同一深度的耕整地作業(yè)，工作部件對(duì)土壤的壓實(shí)作用很大。這樣就在耕層和心土層之間人為地形成6～10 cm厚的緊實(shí)層，稱為犁底層。一般犁底層比耕作層或心土層的土壤密度大0.3～0.5 g/cm3，總孔隙小于40%，使耕作層中過(guò)多的水分不能及時(shí)向心土層滲透，耕作層干旱時(shí)，心土層不能及時(shí)向耕作層提墑，消弱了耕作層抗旱、抗?jié)衬芰Γ绊懜鲗雍托耐翆又g的氣體交換，阻礙根系向心土層分布，無(wú)法利用心土層的肥力，易于倒伏。深松能夠打破犁底層，十分重要。

現(xiàn)在耕整地主要使用滅茬旋耕起壟機(jī)，是滅茬與旋耕組合模式的機(jī)具，一次完成滅茬、旋耕、起壟多項(xiàng)作業(yè)，一次整地達(dá)到待播狀態(tài)，具有滅茬效果好，碎土能力強(qiáng)，作業(yè)次數(shù)少，作業(yè)費(fèi)用低等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，使用數(shù)量多。少數(shù)耕地使用翻地犁和圓盤耙進(jìn)行耕整地作業(yè)。

壟作耕作模式需對(duì)土壤進(jìn)行翻耙或旋耕，然后再進(jìn)行起壟作業(yè)，動(dòng)土量大，跑墑嚴(yán)重，是典型的精耕細(xì)作模式。

黑龍江省從實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制以來(lái)，土壤耕作制度由原來(lái)的以深翻為主體，翻、耙、起相結(jié)合的深層土壤耕作模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕扇∫孕麨橹黧w，滅、旋、起相結(jié)合的淺層土壤耕作模式，耕地基本上是“晴天硬邦邦、雨天水汪汪”，既不蓄水，也不保墑。

國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系耕地質(zhì)量調(diào)查顯示，我國(guó)耕地存在著“淺、硬、厚”問(wèn)題，一是耕層變淺；二是土壤變硬，嚴(yán)重板結(jié)，全國(guó)平均耕層土壤容重達(dá)1.38 g/cm3，超過(guò)作物根系生長(zhǎng)發(fā)育的適宜容重（1.1～1.3 g/cm3）；三是犁底層加厚，厚度達(dá)到12 cm，容重1.52 g/cm3，嚴(yán)重影響土壤理化性狀和作物根系生長(zhǎng)發(fā)育。

近年來(lái)，國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系針對(duì)耕地質(zhì)量下降問(wèn)題，進(jìn)行了多點(diǎn)的深松改土技術(shù)裝備試驗(yàn)研究，通過(guò)建立以深松為主體，松、耙、壓相結(jié)合的土壤耕作制度，減少作業(yè)次數(shù)，降低成本，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤蓄水保墑能力，抗旱保墑增產(chǎn)效果顯著。

3 深松整地裝備

（1）深松機(jī)

與80～180馬力拖拉機(jī)配套，有3、5、7齒選擇，可以完成深松、碎土、鎮(zhèn)壓聯(lián)合作業(yè)。深松鏟與機(jī)架彈性連接，深松鏟入土后，在土壤阻力和彈性深松鏟座耦合作用下不停抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷續(xù)切割土壤，深松作業(yè)阻力小，能耗小，成本低；同時(shí)，由于深松鏟不停抖動(dòng)，脫附能力強(qiáng)，解決了深松作業(yè)時(shí)易產(chǎn)生托堆堵塞問(wèn)題。

（2）滅茬深松整地機(jī)

與120 ～ 210馬力拖拉機(jī)配套，有210 cm、350 cm型選擇，可以完成滅茬、深松、碎土、鎮(zhèn)壓聯(lián)合作業(yè)。斜式深松鏟與直柄深松鏟同等作業(yè)深度條件下松土距離長(zhǎng)，斜式深松鏟松土后再用波紋耙垂直切割，提高了碎土能力，一次作業(yè)可達(dá)到播種作業(yè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了松耙聯(lián)合整地作業(yè)。

（3）松耙聯(lián)合整地機(jī)

與180 ～ 210馬力拖拉機(jī)配套，作業(yè)幅寬350 cm，可以完成切茬、深松、碎土聯(lián)合作業(yè)，一次作業(yè)可達(dá)到播種作業(yè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了松耙聯(lián)合整地作業(yè)。

（4）復(fù)式少耕整地機(jī)

與260～450馬力拖拉機(jī)配套，有5、7、9齒選擇，可以完成滅茬碎土、耕層淺松、底層深松、整平合墑、碎土鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)。研究了彈性減阻過(guò)載保護(hù)深松鏟、組合式機(jī)架、寬幅折疊機(jī)構(gòu)，作業(yè)后耕地表層土壤細(xì)碎緊實(shí)，利于提高播種質(zhì)量；中層土壤全面松動(dòng)，利于作物根系發(fā)育；底層土壤虛實(shí)相間，形成利于蓄水保墑的耕層構(gòu)造，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，是以深松為主體、松耙結(jié)合的土壤保護(hù)性耕作先進(jìn)裝備。