張積社

(咸陽師范學院，陜西 咸陽 712025)

0 引言

陜西關中號稱八百里秦川，東西連綿400余km，南北寬100余km，自然形成兩級階地和兩級黃土臺塬區(qū)，地勢平坦，土地肥沃，四季分明，無霜期短，年均溫6～13 ℃，降雨量500～800 mm，從民國至今，相繼建成并完善了涇惠、洛惠、寶雞峽、抽渭、抽黃、各大小型水庫、部分機井采抽等農(nóng)田水利灌溉工程，水力資源十分豐富。優(yōu)越的自然條件是陜西小麥玉米種植最適宜的地區(qū)，多年來種植面積穩(wěn)定在100萬hm2以上[1]，特別是近幾年，由于非優(yōu)果業(yè)生產(chǎn)區(qū)逐漸退出市場，小麥玉米種植面積繼續(xù)增長。針對目前大面積大規(guī)模的小麥玉米生產(chǎn)，研究和規(guī)范其生產(chǎn)過程機械化作業(yè)工藝，對于促進小麥玉米兩大糧食作物的生產(chǎn)再上新臺階，對于保證國家糧食安全都具有十分重要意義。

1 機械化田間作業(yè)工藝演化過程

1.1 傳統(tǒng)田間作業(yè)工藝

在陜西關中地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，每年10月前后播種冬小麥，第二年6月前后收獲小麥然后播種玉米，10月前后收獲玉米再播種小麥，形成了一年兩熟兩茬輪作的種植制度。小麥玉米生產(chǎn)過程包含9項田間作業(yè)工序，在機械技術不發(fā)達的年代，這些工序全部依靠人畜力完成，況且還有多項場上作業(yè)。作業(yè)工序繁多，作業(yè)工藝過程長，人畜力消耗大，農(nóng)時尤為緊張，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)田間作業(yè)工藝及過程

1.2 機械化田間作業(yè)工藝

1.2.1 早期機械化田間作業(yè)工藝

20世紀80年代末期到20世紀90年代中期，我國經(jīng)濟處于剛剛起步恢復階段，農(nóng)機產(chǎn)品型號單一、數(shù)量有限、質(zhì)量較差，不能滿足機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求和需要，只有少量農(nóng)機具應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且只能進行單項作業(yè)。從全程生產(chǎn)過程看，只是小麥玉米種植的部分工序用機械替代了人畜力操作，此時主要優(yōu)點是大幅度減輕了人們繁重體力勞動的程度，但整個生產(chǎn)過程的工序基本上沒有變化，機組在田間的行走次數(shù)并未減少，農(nóng)時緊張程度也無緩解，耕種意識仍然停留在傳統(tǒng)耕種思維上，如圖2所示。

圖2 早期機械田間作業(yè)工藝及過程

1.2.2 中期機械化田間作業(yè)工藝

20世紀90年代后期到21世紀初期，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，科學技術全面提高，人們的耕種思想發(fā)生巨大變化，先進的少耕免耕法、聯(lián)合作業(yè)法、復式作業(yè)方式深入人心，大量農(nóng)機具的普遍使用，以及新型農(nóng)機具的誕生，使陜西關中小麥玉米輪作區(qū)田間生產(chǎn)過程作業(yè)工藝在初期的基礎上逐步向合理化方向發(fā)展。這個時期，主要體現(xiàn)在小麥播前耕整地和小麥施肥播種用小麥旋播機一次完成；玉米播前耕整地和玉米播種用免耕施肥播種機一次完成。全程減少了兩道單項作業(yè)工序，工藝過程變短，節(jié)約了農(nóng)時，如圖3所示。單項機械作業(yè)的減少，進一步減輕機組對土壤的破壞程度，另外，由于多年使用旋耕機，使得土壤耕層變淺，犁底層堅硬，作物產(chǎn)量連續(xù)下降。在地表上，兩茬作物收獲后，大量長秸稈鋪放田間對下茬作物播種極為不利，需要有效的辦法處理秸稈和根茬。

圖3 中期機械田間作業(yè)工藝及過程

1.2.3 當前機械化田間作業(yè)工藝

從20世紀90年代前幾年到現(xiàn)在的三十多年間，農(nóng)機技術不斷改進和提高，農(nóng)藝技術也在不斷改進和推新。到目前為止，小麥玉米生產(chǎn)過程機械化作業(yè)工藝相對穩(wěn)定，而且更趨合理。在農(nóng)機和農(nóng)藝融合方面，為了使玉米收獲更適應機收，同時為了擬制冬小麥在越冬期發(fā)旺，采取了玉米適當早播推遲收獲，小麥適當加大播種量推遲播期的農(nóng)藝措施。但是還存在玉米秸稈根茬粉碎質(zhì)量較差；多年少、免耕，造成耕層變薄，犁底層堅硬；小麥收獲時，經(jīng)營者為追求效益，留茬過高，嚴重影響下茬玉米播種作業(yè)；田間管理機械中耕技術滯后，以化學除草為主要植保方式日顯弊端等，如圖4所示。

圖4 當前機械作業(yè)工藝及過程

2 機械化田間作業(yè)工藝標準模式構建

2.1 陜西關中種植區(qū)的生產(chǎn)特點

由于地域不同，陜西關中小麥玉米種植有其特點，一年兩熟兩茬輪作，玉米收獲時籽粒含水量較大，極不適應聯(lián)合收獲脫粒，而采用聯(lián)合收割機摘穗、剝皮(或不剝皮)的收獲法；基于陜西的灌溉條件，小麥玉米田間灌溉大都采用地面大水漫灌，所以在田間筑有畦梁，給機械作業(yè)帶來了一定的困難；近幾年，為了提高產(chǎn)量，玉米采取密植種植等方法；大量農(nóng)民棄地進城務工，種植專業(yè)戶以極低的租金承包經(jīng)營戶責任田，部分可連片耕種，給機械化作業(yè)創(chuàng)造了一定空間。

2.2 機械化田間作業(yè)工藝模式構建

基于兼顧經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、因地制宜原則，模式化的小麥玉米生產(chǎn)機械化田間作業(yè)工藝應具有先進性。實踐證明，復式作業(yè)、聯(lián)合作業(yè)法是實現(xiàn)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)的有效途徑。在生產(chǎn)中，將土壤深松保護性耕作技術、有機肥替代化肥技術、秸稈覆蓋等先進技術的融入，形成一整套優(yōu)越的工藝模式應用于生產(chǎn)。構建整體模式時，可以大膽想象而且實現(xiàn)的可能性很大，這就是在夏季收獲小麥時，小麥聯(lián)合收獲配套秸稈切碎、拋撒裝置將秸稈切碎并均勻拋撒于田間。陜西關中田間水分蒸發(fā)量較大，利用麥秸覆蓋地表，既處理了秸稈又能蓄水保墑。秋季收獲玉米時，不對玉米秸稈切碎還田，用玉米收割機配套秸稈收集打捆裝置，既可解決切碎秸稈對小麥播種質(zhì)量的影響，又可為有機肥制備提供充足的原料。從減少作業(yè)機組對土壤破壞程度、探尋工藝過程的最短路徑出發(fā)，理想的作業(yè)工藝是玉米收獲機組配套深松、旋耕、播種小麥裝置，機組在田間行走一次，即可完成玉米收獲、收集秸稈、土壤深松、旋耕、施肥播種小麥、筑埂等工序，小麥收獲機組配置免耕播種裝置，機組在田間行走一次，即可完成小麥收獲、秸稈切碎均勻拋撒、玉米播種施肥、筑埂等工序，如圖5所示。

圖5 理想機械化作業(yè)工藝及過程

2.3 機械化田間作業(yè)可行性工藝及措施

目前，由于技術水平、土地經(jīng)營方式限制，難以實現(xiàn)復雜聯(lián)合機組作業(yè)的理想模式，但可在目前成熟條件下，依照可行性工藝及過程并結合如下農(nóng)藝和農(nóng)機技術措施實施機械化作業(yè)。1)堅定貫徹播期、收獲期一體化，在“一早兩晚”上下功夫，即抓好玉米早播晚收，小麥推廣適當加大播量推遲播期的農(nóng)藝措施[2]。這樣既可實現(xiàn)控旺又可保證產(chǎn)量。2)提高玉米收割機秸稈根茬粉碎還田質(zhì)量，以利于小麥播種作業(yè)順利進行。3)選擇配置有松土部件的旋播機在秋季實現(xiàn)土壤深松、旋耕整地、施肥播種小麥作業(yè)，夏季播種玉米時免除土壤深松。4)加大小麥玉米田間管理中的投入，在灌溉施肥一體化方向上繼續(xù)努力，植保選擇性能良好的無人機進行作業(yè)，中耕培土除草機械還需加快推廣應用，盡量減少化學除草，以降低產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留量。5)選擇配置有秸稈切碎能均勻拋撒的小麥聯(lián)合收獲機進行收獲作業(yè)，達到切碎秸稈均勻覆蓋地表，同時應盡量降低割茬高度，為玉米精量免耕播種和生長創(chuàng)造有利條件。6)收獲、播種、中耕作業(yè)機具幅寬須配套，以提高機組的生產(chǎn)效益和環(huán)保效益。7)大量施用作物秸稈、養(yǎng)殖廢棄物等制成的農(nóng)家肥，以培肥耕層土壤，如圖6所示。

圖6 機械化作業(yè)可行工藝及過程

3 結語

改革開放四十多年來，陜西農(nóng)業(yè)機械化有了長足的發(fā)展，特別是關中地區(qū)，小麥玉米兩大作物的生產(chǎn)在邁進全程機械化作業(yè)的基礎上日趨完善，作業(yè)工藝相對穩(wěn)定，機械化作業(yè)空間增大。站在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的長遠看，整套優(yōu)化的機械化作業(yè)工藝及工藝過程，對于引領陜西關中地區(qū)機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機械化水平提高、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益的提高都有良好的促進作用。