邱 添， 胡志超， 吳惠昌， 顧峰瑋， 徐弘博， 吳 努

(1.南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南通 226019； 2.農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇南京 210014)

免耕播種是指無(wú)需對(duì)土壤單獨(dú)進(jìn)行翻耕而直接在農(nóng)作物根茬和秸稈覆蓋的土地上進(jìn)行播種的一種耕作方式。作業(yè)時(shí)使用免耕播種機(jī)在留有前作物殘茬的土地上一次性完成滅茬、開(kāi)溝、播種、施肥、覆土鎮(zhèn)壓等工序。免耕播種作為保護(hù)性耕作的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有減少翻地次數(shù)、降低農(nóng)耗成本、減輕土壤風(fēng)蝕、防止水分散失、提高作物產(chǎn)量等一系列優(yōu)勢(shì)[1]。與一般的播種機(jī)相比，免耕播種機(jī)要在沒(méi)有經(jīng)過(guò)翻耕且留有前作物秸稈和殘茬的田地上進(jìn)行播種作業(yè)，工作環(huán)境惡劣，作業(yè)難度較高。為了能在殘茬地上有效作業(yè)，免耕播種機(jī)首先必須能夠在大量秸稈覆蓋的土地上行進(jìn)順暢，防止殘茬和秸稈在作業(yè)過(guò)程中堵塞機(jī)具；其次，免耕播種機(jī)要有較強(qiáng)的入土能力，要求其滅茬裝置能夠高效地切碎殘茬和秸稈[2]，開(kāi)溝器能夠開(kāi)出形狀、大小適宜的種溝，從而確保機(jī)具上的播種裝置將種子播在適宜的深度位置，保證種子順利發(fā)芽；此外，免耕播種機(jī)要有鎮(zhèn)壓能力強(qiáng)的覆土輪，確保在種子播下后用土壓實(shí)，起到保熵作用并保證出苗率。如果無(wú)法滿足以上要求，免耕播種機(jī)就無(wú)法在田間進(jìn)行有效作業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已經(jīng)存在一大批能夠應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)的免耕播種機(jī)具，其適應(yīng)的工作環(huán)境不同，作業(yè)質(zhì)量差距較大。

1 國(guó)外免耕播種機(jī)研究現(xiàn)狀

保護(hù)性耕作技術(shù)起源于美國(guó)。20世紀(jì)50年代免耕法在美國(guó)初見(jiàn)成效，20世紀(jì)70年代免耕技術(shù)在美洲、澳洲地區(qū)的部分國(guó)家開(kāi)始起步，自此免耕技術(shù)迅速推廣并逐步發(fā)展為土壤的保護(hù)性耕作技術(shù)[3-4]，進(jìn)而得以應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。目前，保護(hù)性耕作技術(shù)體系較為成熟的國(guó)家有美國(guó)、加拿大、澳大利亞、巴西等，其保護(hù)性耕作發(fā)展具有起步早、普及率高、配套機(jī)具完善等特點(diǎn)。世界著名企業(yè)如美國(guó)的John Deere、Great Plains、加拿大的Flexi-Coil、澳大利亞的John Shearer等經(jīng)過(guò)多年研究，研發(fā)出一系列功能完善、工作效能高的免耕播種機(jī)，廣泛應(yīng)用于實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。

美國(guó)John Deere公司研發(fā)生產(chǎn)的1590型免耕條播機(jī)(圖1)功能完善，技術(shù)先進(jìn)，播種性能優(yōu)異，同系列共有3種機(jī)型，對(duì)應(yīng)工作寬幅分別為3.0、4.6、6.2 m。其采用的90系列圓盤(pán)開(kāi)溝器破土能力強(qiáng)，入土角度小，碎茬性能優(yōu)良，能有效避免壅堵。種箱上裝有指示器，顯示種子剩余數(shù)量。采用電子播量控制裝置，通過(guò)此裝置可以直接在拖拉機(jī)上改變播種量。該機(jī)型采用液壓式下壓力系統(tǒng)，在應(yīng)對(duì)質(zhì)地不同的土地時(shí)可進(jìn)行調(diào)節(jié)。向下壓力調(diào)整范圍為720～1 800 N，可以通過(guò)加壓有效穿透硬土和殘茬。

美國(guó)Great Plains公司生產(chǎn)的免耕機(jī)具款型眾多，其605NT型免耕播種機(jī)(圖2)使用3款可調(diào)式雙圓盤(pán)開(kāi)溝器，有利于破土和控制溝形，采用波紋形碎茬圓盤(pán)，滅茬效率高。機(jī)具配有限深調(diào)節(jié)裝置和四檔變速調(diào)速盒，作業(yè)寬度1.83 m。同系列還有705NT型、1005NT型、1205NT型等，分別具有不同的工作幅寬。該公司生產(chǎn)的3S-4000HD型重型免耕條播機(jī)工作幅寬為12.2 m，適用于大面積平坦土地的播種作業(yè)。

加拿大Flexi-Coil公司制造的免耕機(jī)具普遍體積大，工作幅寬大，適用于大面積農(nóng)田的生產(chǎn)作業(yè)。如其生產(chǎn)的5000HD型、5500型免耕播種機(jī)排種方式為氣力式，播種精度高，機(jī)具尺寸較大，5500型系列中最大的一款工作幅寬可達(dá)24.4 m(圖3)，選用多梁結(jié)構(gòu)的鏟式開(kāi)溝器和多排覆土輪，其間距較大，能夠有效避免壅堵。該公司的PD5700型免耕播種機(jī)能在起伏地面和多殘茬土地上實(shí)現(xiàn)精確播種。

澳大利亞JohnShearer公司生產(chǎn)的免耕機(jī)具可在一次行程中進(jìn)行多種作物播種，如其制造的2種箱免耕播種機(jī)和4種箱免耕播種機(jī)行進(jìn)1次分別可以播種2種作物和4種作物。澳大利亞Big Rig公司生產(chǎn)的大型多梁小麥免耕播種機(jī)運(yùn)用氣力輸送對(duì)種子進(jìn)行2次分配，機(jī)具自身裝有發(fā)動(dòng)機(jī)。巴西SPD系列小麥免耕播種機(jī)可以在碎秸稈覆蓋地上進(jìn)行作業(yè)，覆蓋率最高為30 t/hm2。該機(jī)具質(zhì)量水平接近北美一些先進(jìn)機(jī)型，而售價(jià)相對(duì)較低，具有較高的性價(jià)比。

目前，許多國(guó)外生產(chǎn)的高性能免耕播種機(jī)體積大、質(zhì)量大、作業(yè)幅度寬、自動(dòng)化水平高、配套動(dòng)力大、售價(jià)相對(duì)較高，適合應(yīng)用于國(guó)外大面積耕地及大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)作業(yè)[5-7]。這些機(jī)具基本都采用聯(lián)合作業(yè)方式，一次性完成滅茬碎秸、破土開(kāi)溝、種肥混施、覆土鎮(zhèn)壓等工序[8]。而我國(guó)耕地地塊小，農(nóng)民購(gòu)買力較低，播種時(shí)要求肥料和種子分開(kāi)播下，國(guó)外很多機(jī)型無(wú)法滿足要求。此外，國(guó)內(nèi)使用的小型播種機(jī)的配套動(dòng)力機(jī)構(gòu)一般是中小型拖拉機(jī)，不能滿足國(guó)外機(jī)具的動(dòng)力需求。從工作性能和作業(yè)環(huán)境來(lái)看，國(guó)外免耕播種機(jī)很難直接應(yīng)用于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。

2 國(guó)內(nèi)免耕播種機(jī)研究現(xiàn)狀

我國(guó)免耕技術(shù)始于20世紀(jì)60年代。20世紀(jì)60年代江蘇省、黑龍江省等最早開(kāi)展了免耕種植小麥的相關(guān)試驗(yàn)，20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)部分科研院所陸續(xù)開(kāi)始研究免耕技術(shù)。20世紀(jì)90年代起，國(guó)外的保護(hù)性耕作技術(shù)理念被引入國(guó)內(nèi)，同時(shí)國(guó)內(nèi)開(kāi)始將農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)結(jié)合，著力研制免耕機(jī)具。2002—2005年，以北京、天津地區(qū)為中心的2條保護(hù)性耕作帶正式建立。2006—2012年，國(guó)家全面推行保護(hù)性耕作理念，旨在用7～10年時(shí)間在西北、東北、華北等旱作地區(qū)實(shí)現(xiàn)保護(hù)性耕作的全面實(shí)施[9]。2013年11月，亞洲保護(hù)性耕作政策與戰(zhàn)略構(gòu)思研討會(huì)在北京召開(kāi)。2016年6月，國(guó)家出臺(tái)探索實(shí)行耕地輪作休耕制度試點(diǎn)方案，進(jìn)一步刺激免耕播種技術(shù)的發(fā)展。隨著保護(hù)性耕作技術(shù)的深入研究和不斷推行，國(guó)內(nèi)已涌現(xiàn)出許多保護(hù)性耕作機(jī)具，其中包括不同類型的免耕播種機(jī)，分別適用于玉米、小麥、花生、大豆等不同作物的免耕作業(yè)。

原北京大學(xué)施寶森等設(shè)計(jì)的2BQM-6型及其改進(jìn)型2BQM-6D型、2BQM-6A型免耕播種機(jī)性能優(yōu)良，可以播種玉米、大豆等作物。該系列機(jī)型配套動(dòng)力為73.5 kW以上的拖拉機(jī)，破茬裝置為入土能力強(qiáng)的鑿形刀，工作原理為推力分茬。其播種深度可以在3～7 cm間調(diào)節(jié)，作業(yè)時(shí)無(wú)需另加配重。工作時(shí)可一次性完成切茬破土、限深開(kāi)溝、種肥分施、覆土壓實(shí)等各項(xiàng)作業(yè)。該系列機(jī)具在破土開(kāi)溝、播種限深以及避免壅堵等方面性能優(yōu)異[10-12]。2BQM-6型系列免耕播種機(jī)為6行機(jī)，目前，根據(jù)作業(yè)行數(shù)不同已經(jīng)改造出2BQM-7型、2BQM-8型、2BQM-9型、2BQM-11型等，分別對(duì)應(yīng)作業(yè)行數(shù)為7、8、9、11行。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的一款2BMF-9型免耕播種機(jī)主要應(yīng)用于秸稈覆蓋地的小麥播種。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙排梁型，每一排梁上開(kāi)溝器之間的距離較大[13]。為了能在秸稈覆蓋地上順暢作業(yè)，該機(jī)具選用限深圓盤(pán)作為滅茬裝置，開(kāi)溝器裝在四連桿仿形機(jī)構(gòu)上，配套動(dòng)力為鐵牛-55拖拉機(jī)。但該機(jī)質(zhì)量較大，約為900 kg，對(duì)拖拉機(jī)懸掛要求高及價(jià)格較高，推廣時(shí)受到一定限制。以該機(jī)為原型，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西新絳機(jī)械廠通過(guò)技術(shù)改造，聯(lián)合研制出2BMF-9(11)型中型機(jī)、2BMF-6(7)型小型機(jī)等系列產(chǎn)品。該系列機(jī)型均采用復(fù)合型開(kāi)溝器，配有短翼尖角型開(kāi)溝鏟[14]，去除了限深圓盤(pán)及四連桿仿形機(jī)構(gòu)，從而減輕機(jī)具質(zhì)量，降低成本及市場(chǎng)售價(jià)。該系列機(jī)型現(xiàn)已得到推廣與普及，廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所與天津津旋農(nóng)機(jī)具有限公司共同開(kāi)發(fā)的全秸稈覆蓋地免耕播種機(jī)能夠在完全未經(jīng)處理的殘茬和秸稈覆蓋田上進(jìn)行播種作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)播種后秸稈全部還田。該系列包括2BHQM-4型花生免耕播種機(jī)、2BYQM-3 型玉米免耕播種機(jī)(圖4)、2BM-12型小麥免耕播種機(jī)等。機(jī)具運(yùn)用模塊化組配技術(shù)，能夠完成全秸稈覆蓋地碎秸、清秸、苗床整理、施肥播種一體化的高效免耕播種作業(yè)。在秸稈粉碎和施肥播種工序之間，采用反向淺旋裝置實(shí)現(xiàn)苗床整理功能，進(jìn)一步破茬、破土，降低開(kāi)溝阻力，從而使施肥、播種及覆土鎮(zhèn)壓等后續(xù)工序的可靠性提高。采用秸稈分流可調(diào)裝置，實(shí)現(xiàn)粉碎后的秸稈一分為二，一部分混入土壤，另一部分覆蓋于土壤表面，且2個(gè)部分秸稈量比例可調(diào)[15-17]。此外，該系列機(jī)型最大特點(diǎn)為在機(jī)具上方設(shè)計(jì)有一個(gè)葉輪式碎秸拋灑裝置，利用碎秸輸送管路風(fēng)送動(dòng)力帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，將碎秸稈均勻拋灑并覆蓋在播種作業(yè)后的田壟上[18]。2016年4月，該系列免耕機(jī)具在黑龍江省大慶市肇州縣開(kāi)展推廣示范活動(dòng)，示范現(xiàn)場(chǎng)該機(jī)具通過(guò)實(shí)際作業(yè)，表明其能夠解決現(xiàn)有免耕機(jī)具常出現(xiàn)的壅堵、架種、晾種等問(wèn)題。播種效果優(yōu)良，作業(yè)可靠性高。

根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)農(nóng)機(jī)企業(yè)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)免耕播種機(jī)銷售總量超過(guò)5萬(wàn)臺(tái)，約占全國(guó)播種機(jī)銷量的50%；銷售總額超過(guò)5億元，其中國(guó)家補(bǔ)貼超1.5億元。受玉米、小麥播種期影響，銷售旺季為5—7月。在此3月中全國(guó)共售出 3.8 萬(wàn)臺(tái)免耕機(jī)具，為全年銷量的66%；銷售額超3.5億元，為全年銷售總額的65%。從地域方面來(lái)看，2015年內(nèi)蒙古地區(qū)免耕播種機(jī)銷量位居全國(guó)第一，年度銷量近2萬(wàn)臺(tái)；河南省位居第二，銷量為1萬(wàn)臺(tái)左右；河北省售出約5 000臺(tái)，居第三；吉林省年銷售總額為1.3億元，居全國(guó)之首，而其年銷量?jī)H為 3 000 臺(tái)左右。目前，國(guó)內(nèi)不同品質(zhì)的免耕機(jī)具之間價(jià)格差距較大，低端機(jī)型銷量較大。2015年售價(jià)5 000元以下的低端機(jī)型銷量為總銷量的59%；5 000～20 000元的中低端機(jī)型銷量約占總銷量的33%；在售價(jià)20 000元以上的中高端機(jī)型中，20 001～40 000萬(wàn)元、40 001～60 000元、60 000元以上的免耕播種機(jī)銷量分別占總銷量的2%、5%、1%。售價(jià) 5 000 元以下的低端機(jī)型主要銷售地集中在內(nèi)蒙古自治區(qū)、河南省、河北省、陜西省等地區(qū)，占5 000元以下機(jī)型總銷量的83%；在東三省和內(nèi)蒙古地區(qū)4萬(wàn)元以上的中高端機(jī)型銷路較好，其銷售量占4萬(wàn)元以上機(jī)型總銷售量的97%。隨著耕地規(guī)模逐步擴(kuò)大，保護(hù)性耕作加速推廣，以及國(guó)家補(bǔ)貼逐年提升，我國(guó)免耕播種機(jī)具的普及率會(huì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)升高，其中，中高端免耕播種機(jī)的占比也將逐年上升。

近年來(lái)，保護(hù)性耕作技術(shù)在國(guó)內(nèi)迅速推廣，國(guó)家對(duì)其扶持力度也逐步加大。2004年，我國(guó)先后頒布實(shí)施了農(nóng)業(yè)“三項(xiàng)補(bǔ)貼”，即農(nóng)作物良種補(bǔ)貼、種糧農(nóng)民直接補(bǔ)貼、農(nóng)資綜合補(bǔ)貼。2015年開(kāi)始農(nóng)業(yè)“三項(xiàng)補(bǔ)貼”改革，將以上3項(xiàng)補(bǔ)貼合并命名為農(nóng)業(yè)支持保護(hù)補(bǔ)貼，補(bǔ)貼面向所有能夠承包耕地的農(nóng)民，旨在提高農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼效能。政策鼓勵(lì)實(shí)行綠色生態(tài)種植，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)作物秸稈的利用，倡導(dǎo)農(nóng)民減少化肥和農(nóng)藥的用量、選用有機(jī)肥，并推行保護(hù)性耕作技術(shù)，采取深松整地、少耕、免耕、秸稈還田等措施來(lái)提升耕地地力，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)資源。2016年，國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼進(jìn)一步加強(qiáng)，補(bǔ)貼政策在所有農(nóng)牧業(yè)縣級(jí)范圍內(nèi)實(shí)施，補(bǔ)貼對(duì)象為直接從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的個(gè)人和組織。補(bǔ)貼具體涉及到的農(nóng)機(jī)范圍共分為11個(gè)大類43個(gè)小類137個(gè)品目，各省(市、區(qū))按當(dāng)?shù)貙?shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況指定具體補(bǔ)貼的農(nóng)機(jī)品種。免耕播種機(jī)根據(jù)機(jī)型大小及作業(yè)幅寬等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判定補(bǔ)貼金額。以新疆地區(qū)為例，工作行數(shù)為6行及以下的免耕條播機(jī)中央財(cái)政最高補(bǔ)貼990元，25行及以上的免耕條播機(jī)最高補(bǔ)貼4 860元(表1)。

表1 2016年新疆免耕播種機(jī)中央財(cái)政資金最高補(bǔ)貼額

3 我國(guó)免耕播種機(jī)發(fā)展中存在的問(wèn)題

3.1 結(jié)構(gòu)性能尚待優(yōu)化，機(jī)具質(zhì)量參差不齊

免耕播種是在留有前作物殘茬和秸稈的地面上進(jìn)行作業(yè)的，工作條件較為惡劣。在秸稈覆蓋量大或殘茬較高的田間，機(jī)具容易發(fā)生壅土、架種、晾種等問(wèn)題。如西北農(nóng)林科技大學(xué)曾研發(fā)了一款9QBF-150/8型免耕施肥播種樣機(jī)，秸稈清理裝置由秸稈粉碎還田機(jī)改造，粉碎后秸稈依靠風(fēng)力及秸稈本身的慣性力拋出，拋送距離不足，秸稈通道易堵塞從而影響作業(yè)效果。免耕播種機(jī)應(yīng)具有性能優(yōu)良的滅茬裝置，粉碎耕作帶內(nèi)的殘茬與秸稈后還田[19]。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)曾設(shè)計(jì)了一款大豆免耕播種科研樣機(jī)，其清秸刀受力不合理，刀軸及軸承極易斷裂損壞，對(duì)秸稈粉碎作用較差，影響秸稈肥效化利用效果。此外，開(kāi)溝器所開(kāi)種溝形狀的控制、種肥施播量及入土深度的控制都是目前我國(guó)免耕播種機(jī)研究中尚待解決的問(wèn)題[20]。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)免耕播種機(jī)基本能夠滿足作業(yè)需要，但應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)，由于工作條件復(fù)雜多變以及機(jī)具生產(chǎn)制造時(shí)工藝等問(wèn)題，一部分免耕播種機(jī)會(huì)出現(xiàn)工作能效低、故障率高、使用壽命短等缺陷。目前，我國(guó)部分免耕播種機(jī)存在可靠性方面的不足[21]，一些機(jī)具的機(jī)架焊接質(zhì)量較差導(dǎo)致其強(qiáng)度不夠，前梁容易發(fā)生形變；開(kāi)溝器、滅茬裝置強(qiáng)度低，容易扭曲變形，開(kāi)溝器鏟尖和滅茬刀磨損過(guò)快；一些機(jī)具的三點(diǎn)懸掛系統(tǒng)強(qiáng)度不夠，使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)拉裂變形；傳動(dòng)鏈條強(qiáng)度不足，發(fā)生斷裂；輸種管在工作一段時(shí)間后易發(fā)生塑性變形，造成漏種等問(wèn)題。此外，由于我國(guó)地貌形態(tài)的多樣性，當(dāng)前許多免耕播種機(jī)普遍存在適應(yīng)范圍小的問(wèn)題[22-23]。各地地質(zhì)、氣候等存在差異，需要根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植工藝選取最為適合的免耕播種機(jī)具。

上述問(wèn)題為現(xiàn)階段我國(guó)免耕播種機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造中容易出現(xiàn)的問(wèn)題。只有不斷改進(jìn)完善，提高免耕機(jī)具質(zhì)量及其作業(yè)性能，才能將免耕技術(shù)和保護(hù)性耕作理念在基層農(nóng)村順利推廣下去。

3.2 農(nóng)民舊觀念難破，推廣普及困難

從精耕細(xì)作到免耕作業(yè)，這種耕作方式的巨大轉(zhuǎn)變，對(duì)于農(nóng)民來(lái)說(shuō)是生產(chǎn)方式的一次大變革，而變革往往是缺點(diǎn)被放大、優(yōu)點(diǎn)被質(zhì)疑的過(guò)程。目前，不少農(nóng)民對(duì)免耕播種技術(shù)缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，怕?lián)L(fēng)險(xiǎn)，不敢嘗試。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，農(nóng)村年輕人多數(shù)選擇去城市找工作，農(nóng)村勞動(dòng)力以老人為主，相對(duì)來(lái)說(shuō)思想較為保守，對(duì)新技術(shù)的接受能力較弱。有時(shí)即使當(dāng)年在推廣人員的帶領(lǐng)下采用了秸稈覆蓋免耕栽培的方法并取得相應(yīng)效益，第2年仍需要相關(guān)技術(shù)人員上門(mén)再次進(jìn)行指導(dǎo)，否則寧愿采用自己更加熟悉的精耕細(xì)作的方法。免耕播種作業(yè)效果受氣候及土地條件的影響較大，在推廣中常因缺少連片集中的田塊、排灌不便利等原因而受阻。在免耕前期容易出現(xiàn)草害或缺苗等現(xiàn)象，農(nóng)民常因此對(duì)免耕技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)疑，一定程度上影響推廣普及。此外，免耕作業(yè)技術(shù)的示范推廣需要耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力，而基層農(nóng)技推廣組織由于自身經(jīng)費(fèi)不足等原因，在農(nóng)村進(jìn)行技術(shù)推廣時(shí)會(huì)遇到很多困難。

以我國(guó)東北吉林省梨樹(shù)縣為例，該地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站站長(zhǎng)王貴滿與其團(tuán)隊(duì)利用10年時(shí)間，完善了一套針對(duì)我國(guó)東北地區(qū)的玉米秸稈覆蓋免耕播種作業(yè)體系，其規(guī)模從最初的10 hm2試驗(yàn)田發(fā)展到如今6.67萬(wàn)hm2以上示范區(qū)。但其推廣過(guò)程卻歷經(jīng)坎坷，主要阻力來(lái)自于農(nóng)民對(duì)于耕作的老觀念難以破除。2014年，該地少數(shù)種糧大戶試用免耕技術(shù)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，但當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)于這種新模式仍無(wú)法接受，認(rèn)為土地只有多收拾才能多產(chǎn)糧。許多農(nóng)民認(rèn)為，秸稈覆蓋地表，春天時(shí)地溫低，直接播種不利于出苗，即使看到有人采用免耕的方式已經(jīng)取得成效，仍然不敢冒險(xiǎn)嘗試。為引導(dǎo)農(nóng)民接受免耕技術(shù)，示范推廣進(jìn)一步加快步伐，免耕田塊近2年作為示范觀摩點(diǎn)，共接待了來(lái)自全省的6 000多名農(nóng)民。2016年，吉林省各地在春播期間組織秸稈覆蓋免耕播種技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，使得越來(lái)越多的農(nóng)民開(kāi)始慢慢接受免耕技術(shù)。為推動(dòng)玉米秸稈覆蓋免耕播種技術(shù)的推廣普及，吉林省從2014年起對(duì)采用這項(xiàng)技術(shù)的農(nóng)民進(jìn)行補(bǔ)貼。2016年，吉林省拿出8 600萬(wàn)元在34個(gè)縣進(jìn)行推廣示范，對(duì)玉米秸稈覆蓋免耕生產(chǎn)和秸稈高留茬免耕生產(chǎn)進(jìn)行375元/hm2的補(bǔ)貼。

4 我國(guó)免耕播種機(jī)發(fā)展方向

4.1 改進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)免耕精密播種

免耕播種機(jī)想要具有良好的工作性能必須要有優(yōu)良的田間通透性、較強(qiáng)的入土能力以及良好的覆土鎮(zhèn)壓能力。為了提高播種質(zhì)量、降低晾種率，應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改進(jìn)開(kāi)溝器及排種裝置[24]，控制種溝形狀、深度以及種肥施播量。氣力式排種裝置由于其播種精度高的特點(diǎn)，如今已廣泛應(yīng)用于各類免耕播種機(jī)中[25]。氣力式播種裝置又分為氣吸式、氣吹式2種，一般氣吸式應(yīng)用于小型機(jī)具，氣吹式用于8行以上的高速精密播種機(jī)，適合大面積地塊作業(yè)。此外，將電控系統(tǒng)應(yīng)用于排種裝置中可有效增加播種精度，其效果明顯優(yōu)于純機(jī)械結(jié)構(gòu)。

4.2 研究開(kāi)發(fā)智能化、自動(dòng)化免耕機(jī)具

傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)某些功能時(shí)受到限制，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)使用新技術(shù)能有效地解決當(dāng)前免耕播種機(jī)具普遍存在的問(wèn)題。目前，國(guó)外大型免耕播種機(jī)基本都配備了相應(yīng)的電控單元和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，機(jī)具整體穩(wěn)定性、可靠性高，智能化水平高[26]。北京德邦大為股份有限公司在2015年10月舉行的中國(guó)國(guó)際農(nóng)業(yè)機(jī)械展上展示了一款新型電驅(qū)氣吸式免耕精量播種概念機(jī)，其電驅(qū)排種器技術(shù)為我國(guó)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。此款概念機(jī)集電驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)排種、電驅(qū)動(dòng)變量排肥、免耕播種、雷達(dá)測(cè)控、GPS導(dǎo)航等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)于一體，播種精準(zhǔn)性高，通用性強(qiáng)，可適用于玉米、大豆、甜菜、油葵等多種作物的免耕作業(yè)。

免耕播種作業(yè)在大量秸稈覆蓋的土地上進(jìn)行，如果土壤本身起伏不平，易造成播種深度不一致從而導(dǎo)致播種效果差、出苗率低?，F(xiàn)有相關(guān)科研單位開(kāi)始嘗試在免耕播種機(jī)具上增加自動(dòng)限深裝置，使用傳感器測(cè)量機(jī)具入土深度并反饋給機(jī)具上的控制端，通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)具位置從而調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牟シN深度。目前，國(guó)內(nèi)研發(fā)機(jī)構(gòu)正著力進(jìn)行此類農(nóng)機(jī)智能化、自動(dòng)化的研究，將新興科技運(yùn)用于現(xiàn)有較為成熟的免耕機(jī)具上，將使其工作性能產(chǎn)生大幅提升。

4.3 提升產(chǎn)品質(zhì)量，研制通用性機(jī)具

目前，我國(guó)免耕播種可用機(jī)具多，高質(zhì)量機(jī)具少；仿制機(jī)具多，自主研制機(jī)具少；小型機(jī)具多，大型機(jī)具少。機(jī)具作業(yè)水平及技術(shù)含量與國(guó)外相比差距較大。許多免耕播種機(jī)只能適用于某地區(qū)一種作物的播種作業(yè)，缺乏通用性。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化發(fā)展，開(kāi)發(fā)適應(yīng)性強(qiáng)、功能多樣化的機(jī)具已成為科研重點(diǎn)。未來(lái)國(guó)內(nèi)免耕播種機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)不同種類作物的播種功能，根據(jù)不同作業(yè)地區(qū)調(diào)整相應(yīng)的工作方案，具有一定的通用性。通用性機(jī)具的研發(fā)將帶動(dòng)免耕播種機(jī)的體系化發(fā)展，提高國(guó)內(nèi)免耕播種機(jī)的綜合水平，強(qiáng)化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，淘汰效能低、質(zhì)量差的機(jī)具，從而促進(jìn)保護(hù)性耕作及免耕技術(shù)在我國(guó)農(nóng)村全面推廣。

4.4 加強(qiáng)政策補(bǔ)貼，普及免耕播種

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)扶持以及對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼力度越來(lái)越大，2016年，中央財(cái)政資金對(duì)于大型免耕播種機(jī)單機(jī)可補(bǔ)貼最高15萬(wàn)元。國(guó)家對(duì)于農(nóng)機(jī)購(gòu)置的補(bǔ)貼越來(lái)越大，旨在落實(shí)推廣新理念，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。保護(hù)性耕作技術(shù)的全面推廣，勢(shì)必伴隨相應(yīng)的保護(hù)性耕作機(jī)具在農(nóng)村的普及與應(yīng)用。政府在經(jīng)濟(jì)性補(bǔ)助的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民培訓(xùn)指導(dǎo)，各地農(nóng)機(jī)基層組織和農(nóng)機(jī)企業(yè)多次委派相關(guān)技術(shù)人員對(duì)農(nóng)民進(jìn)行保護(hù)性耕作機(jī)具的操作指導(dǎo)。2015年，全國(guó)實(shí)行保護(hù)性耕作的土地面積已經(jīng)超過(guò)866.7萬(wàn)hm2，免耕播種機(jī)總量已經(jīng)超過(guò)80萬(wàn)臺(tái)。隨著政策利好及技術(shù)不斷完善，免耕播種技術(shù)在國(guó)內(nèi)的普及率將逐年升高。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)保護(hù)性耕作技術(shù)處于推廣發(fā)展階段，免耕播種機(jī)在品質(zhì)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距。近幾年，隨著國(guó)家政策的扶持，以及各科研院所和相關(guān)企業(yè)的專家學(xué)者的深入研究，國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制出一批較為性能優(yōu)良的免耕播種機(jī)具，基本能夠滿足當(dāng)前的生產(chǎn)需求。但相比于美國(guó)、加拿大等保護(hù)性耕作體系較為成熟的國(guó)家，我國(guó)保護(hù)性耕作普及率較低，機(jī)具相對(duì)落后。在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)將進(jìn)一步推廣保護(hù)性耕作理念和免耕理念，在現(xiàn)有技術(shù)和機(jī)具的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究改進(jìn)，如完善免耕與壟作結(jié)合、簡(jiǎn)化免耕播種機(jī)操作程序等，著力研發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的免耕播種機(jī)具，從而保護(hù)耕地資源，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，為廣大農(nóng)民創(chuàng)造實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益。

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