練正勝

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京工程分院，江蘇 南京 211135）

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使得傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變，集中表現(xiàn)為農(nóng)作物種植面積逐年擴(kuò)大，但農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍處于較低水準(zhǔn)。除去自然條件、栽培方式等因素，最主要的原因是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所使用的工程技術(shù)和農(nóng)機(jī)工藝并沒(méi)有達(dá)到非常先進(jìn)的水準(zhǔn)，制約了農(nóng)作物的機(jī)械化水平，導(dǎo)致農(nóng)作物整體產(chǎn)量不高。

1 大型農(nóng)機(jī)深松深翻說(shuō)明

1.1 保護(hù)性耕作措施

保護(hù)性耕作措施是一項(xiàng)農(nóng)業(yè)實(shí)用技術(shù)，其核心理念是對(duì)農(nóng)田進(jìn)行少耕和免耕，盡可能減少土壤耕作的頻率，并同時(shí)利用作物的殘?jiān)鼇?lái)覆蓋土地表面，配合化學(xué)農(nóng)藥來(lái)控制雜草和農(nóng)作物的病蟲(chóng)害問(wèn)題。這些技術(shù)和傳統(tǒng)耕作技術(shù)相比，主要特點(diǎn)在于能夠有效增加農(nóng)作物產(chǎn)量并大幅減少作業(yè)工序，在提高保水保肥能力的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本[1]。用于保護(hù)性耕作的深松技術(shù)和農(nóng)業(yè)設(shè)備研究，已經(jīng)得到廣大科研工作者和農(nóng)業(yè)工作者的重視，所以未來(lái)的工作會(huì)進(jìn)一步圍繞如何提升作業(yè)質(zhì)量，保障作業(yè)效率展開(kāi)研究，例如布置深松鏟的位置等。

1.2 深松技術(shù)

1）利用機(jī)械進(jìn)行深松之后整個(gè)犁底層被打破，因此土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改善，尤其是土壤的保墑能力大幅提升。在雨季，雨水會(huì)因?yàn)樗缮⒌耐寥蓝聺B，所以地表不會(huì)出現(xiàn)徑流；處于旱季時(shí)，土壤下層作物根系仍然能夠吸收一定程度的水分，機(jī)械深松之后的土壤更加適合農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程。即便是我國(guó)的干旱地區(qū)，通過(guò)機(jī)械深松之后，土壤的蓄水量得到不同程度的增加，土壤的滲透率同步提升，這些土壤能夠充分利用自然界的水分和天然降雨，來(lái)維持農(nóng)作物生長(zhǎng)所需求的基本水分。

2）機(jī)械深松工作本身不會(huì)影響土層的正常結(jié)構(gòu)，土層保持松散，但并不雜亂，在多年耕作之后，深松技術(shù)能夠使土壤的板結(jié)現(xiàn)象得到改善。因此土壤生態(tài)大幅優(yōu)化，保墑周期長(zhǎng)，播種期和耕作期得到延長(zhǎng)。另外需要注意該技術(shù)對(duì)土壤的整體性能進(jìn)行了綜合改進(jìn)，原因在于土壤內(nèi)部有機(jī)質(zhì)分解速度加快，農(nóng)作物生產(chǎn)可以獲得需要的養(yǎng)分，土壤中的耗氧菌大幅增強(qiáng)了作物根系的吸收能力，同時(shí)抑制厭氧菌大規(guī)模擴(kuò)散，提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)[2]。

1.3 技術(shù)分類與技術(shù)特性

目前，機(jī)械化深松手段包括局部深松和全面深松兩種。局部深松使用的是深松器具，開(kāi)展局部松土，目的在于增強(qiáng)土壤的蓄水能力；全面深松則一般用于改造淺層土壤，并且同時(shí)完成基本農(nóng)田建設(shè)工作。現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展使得某些機(jī)具可以同時(shí)完成局部深松和全面深松，例如機(jī)械深松方法就可以結(jié)合不同的器具要求和土壤類型確定作業(yè)性能，而在深松作業(yè)之后土壤的耕層得到改進(jìn)。犁底層被打破之后，耕作層上層的土壤結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定，肥力出色，深層土壤的物理性狀也得到了改變，土壤的保墑能力、儲(chǔ)水能力大幅提高，為作物生長(zhǎng)提供了必要的基礎(chǔ)條件。

作物生長(zhǎng)的主要水源為土壤水和天然雨水，土壤如果具有良好的儲(chǔ)水能力，那么就能減少灌溉過(guò)程中的其他用水。在土壤得到深松之后，一旦環(huán)境處于雨水期，那些多余的降水就可以被儲(chǔ)存在土壤中，經(jīng)過(guò)冬季被凍結(jié)成冰晶，開(kāi)春之后，這些冰晶又會(huì)轉(zhuǎn)化為凍融水，讓土壤的墑情得到改進(jìn)，可以滿足春季幼苗對(duì)于土壤水分的需求，防止春旱。綜合來(lái)看，深松使用大型農(nóng)機(jī)設(shè)備“擾動(dòng)”土層，土壤經(jīng)過(guò)深松之后溫度升高，內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)、菌類和微生物等都可以展開(kāi)生物化學(xué)作用，在保障土壤肥力的同時(shí)促進(jìn)作物更快成熟，土層也能更加濕潤(rùn)。

1.4 深松深翻技術(shù)條件

通常情況下，實(shí)施深松作業(yè)的農(nóng)田含水率應(yīng)保持適中，土壤為沙壤、輕壤、輕黏土等，并且在2～4年內(nèi)未曾實(shí)施過(guò)深松或是從未深松。當(dāng)然，農(nóng)田土壤絕對(duì)含水率在12%以下或22%以上時(shí)不適合展開(kāi)深松作業(yè)。此外，當(dāng)土壤質(zhì)地為沙土、重黏土，或是土層包含沙土、礫石與建筑垃圾時(shí)，也不適合采用深松深翻模式[3]。

從作業(yè)時(shí)間來(lái)看，夏季和秋季是主要的作業(yè)時(shí)間。夏季作業(yè)有利于提升大型農(nóng)機(jī)利用率和降水滲透速度，減少地表徑流，充分接納夏季大規(guī)模降水實(shí)施深施肥與多層施肥，有助于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。秋季作業(yè)則可以聯(lián)合進(jìn)行，包括單一作業(yè)和播種聯(lián)合作業(yè)兩種類型，可以接納秋冬兩季較少的雨水和雪水，以避免春旱，保障土壤的蓄水保墑能力。

2 大型農(nóng)機(jī)深松深翻技術(shù)要點(diǎn)

2.1 技術(shù)應(yīng)用與農(nóng)藝要求

土壤深松可以大幅改良耕種層土壤結(jié)構(gòu)，我國(guó)一般使用拖拉機(jī)進(jìn)行深松技術(shù)作業(yè)，該技術(shù)在20世紀(jì)90年代之后得到了廣泛應(yīng)用。通常情況下，深松耕作要求農(nóng)機(jī)設(shè)備具有良好的牽引力，由于土壤深松之前的硬度非常大，農(nóng)機(jī)入土比較困難，要配套大功率拖拉機(jī)才能方便深松機(jī)正常入土。但實(shí)際上配套拖拉機(jī)的功率需要根據(jù)工作區(qū)域的土質(zhì)和土壤墑情等進(jìn)行調(diào)整，按照作業(yè)深度和寬度確定拖拉機(jī)的功率要求[4]。另外，深松過(guò)程應(yīng)該具有良好的通過(guò)性，在土壤結(jié)構(gòu)上需保持一致，即不影響耕層的基本結(jié)構(gòu)性能。

在不同區(qū)域，深松技術(shù)在農(nóng)藝方面的需求也會(huì)產(chǎn)生改變，該技術(shù)在棉花、玉米、大豆等作物的種植環(huán)節(jié)被廣泛采用，在實(shí)際工作時(shí)會(huì)根據(jù)土壤物理狀況（土壤含水量或土壤體積密度）、化學(xué)穩(wěn)定性（肥力狀況或鹽堿含量）、作物生長(zhǎng)狀態(tài)（品質(zhì)和產(chǎn)量）等對(duì)應(yīng)指標(biāo)來(lái)衡量農(nóng)藝需求，目的在于獲得更高的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。以京津冀地區(qū)為例，該地區(qū)主要農(nóng)作物為玉米和小麥，其中小麥為一年一作冬小麥耕作，玉米為一年兩作夏玉米耕作。兩種工作模式都要進(jìn)行免耕播種、田間管理、全方位深松整地。在作業(yè)中，深松的間隔也會(huì)根據(jù)作物類型的不同而作出調(diào)整，例如玉米的間隔為40 cm～50 cm，小麥的間隔則為40 cm～80 cm，具體的耕作周期按照實(shí)際土壤條件和農(nóng)具情況來(lái)確定。不過(guò)整體工作時(shí)間比較集中，大約是夏季收獲之后或是秋季收獲之前，但全方位深松時(shí)間需要在秋后進(jìn)行[5]。以一年一作為例，留茬高度大約為30 cm以下；一年兩作則留茬高度不超過(guò)20 cm，耕作前保持良好的通過(guò)性，如果區(qū)域內(nèi)雜草或其他雜物較多，需要進(jìn)行機(jī)械除草，殘茬覆蓋率在85%以下時(shí)還需要展開(kāi)深松處理。區(qū)域內(nèi)的深松作業(yè)農(nóng)藝要求包含摘穗、播種、施肥等，如果是秋季深松和旋耕作業(yè)還要考慮秋冬兩個(gè)季節(jié)的雨水和雪水收集，從而抵御春旱，每3年左右進(jìn)行一次深松[6]。

對(duì)于我國(guó)北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)而言，需要面臨的最大問(wèn)題就是干。雖然我國(guó)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國(guó)，但也是旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)大部分地區(qū)是干旱或半干旱地區(qū)，水資源缺乏嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境被大幅度破壞。所以，該地區(qū)的耕地保墑能力相對(duì)較差，且水土流失情況不容樂(lè)觀。受到自然環(huán)境的制約，該地區(qū)在進(jìn)行深松時(shí)要保障土壤本身的蓄水能力和水庫(kù)容，這使得作物的根系生長(zhǎng)空間得到擴(kuò)大，同時(shí)物理環(huán)境也能因此而改善，創(chuàng)造出最適合作物生長(zhǎng)的土壤構(gòu)造與土壤環(huán)境，土壤蓄水能力、土壤保墑能力和土壤肥力更加穩(wěn)定。

2.2 深松機(jī)具應(yīng)用推廣

1）全方位深松機(jī)。該設(shè)備為梯形框架，由左右對(duì)稱的側(cè)刀與底刀所組成，整個(gè)梯形框架周邊均為刀刃部分。在開(kāi)展深松作業(yè)時(shí)梯形框架會(huì)從土層當(dāng)中切出梯形截面，然后經(jīng)過(guò)兩側(cè)刀刃和水平刀刃的作用之后，從框架流出最后鋪設(shè)到農(nóng)田內(nèi)部。這種作業(yè)機(jī)具的主要優(yōu)勢(shì)在于碎土作用突出且松土范圍較大，不過(guò)對(duì)于功耗要求較高，需要配置大功率拖拉機(jī)，該設(shè)備在我國(guó)東北地區(qū)得到了比較廣泛的應(yīng)用。

2）振動(dòng)深松機(jī)。此類設(shè)備將拖拉機(jī)的動(dòng)力全部傳遞到齒輪箱當(dāng)中，然后帶動(dòng)深松鏟振動(dòng)。該設(shè)備在整體應(yīng)用范圍上相對(duì)廣泛，且作業(yè)之后地表趨于平整，松土性能穩(wěn)定，工作阻力小，能源消耗量相對(duì)較低。不過(guò)該設(shè)備的主要缺陷在于維修保養(yǎng)成本過(guò)高，且機(jī)具比較復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障修理難度極大[7-8]。

3）鑿式深松設(shè)備。此類設(shè)備屬于局部深松類設(shè)備，作業(yè)通過(guò)性能好，深松范圍較大，可以快速破除犁底層完成土層和心土之間的聯(lián)通，部分土壤也能夠得到拉伸，但是設(shè)備本身規(guī)模較小所以松土范圍比較有限，適用于一些保護(hù)性耕作區(qū)域。

綜合來(lái)看，國(guó)內(nèi)研究的深松機(jī)具功能比較單一，雖然整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)械能夠大幅提升工作效率，降低作業(yè)成本，但是此類型的耕作機(jī)械種類和數(shù)量配置并不完善，可能無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)耕作結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)實(shí)需求。與之相比，國(guó)外在這一方面的技術(shù)研究比較完善，并且形成了規(guī)?；纳罡赏练绞剑ㄊ褂谜駝?dòng)深松機(jī)或主被動(dòng)聯(lián)合耕作機(jī)等。目前國(guó)家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，最主要的指標(biāo)包含工作部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面，其中深松鏟作為主要工作部件，其工作質(zhì)量直接影響到設(shè)備的作業(yè)過(guò)程和生產(chǎn)規(guī)范性；而安全技術(shù)要求方面，該設(shè)備在非工作狀態(tài)下應(yīng)該具有動(dòng)力切斷功能，且說(shuō)明書(shū)內(nèi)應(yīng)該描述出操作和維護(hù)的注意事項(xiàng)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定落實(shí)。設(shè)備自身的質(zhì)量雖然重要，但設(shè)備作業(yè)性能的好壞往往直接關(guān)系最終的耕作效果和設(shè)備的推廣應(yīng)用，對(duì)此在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部都對(duì)作業(yè)性能進(jìn)行了綜合評(píng)估。其中在作業(yè)性能方面，土壤含水率、土壤堅(jiān)實(shí)度等指標(biāo)應(yīng)該符合有關(guān)規(guī)定[9]。

2.3 深松設(shè)備推廣策略

1）考慮到大部分農(nóng)作物都有一些固有特性，需要使用普遍性的農(nóng)業(yè)機(jī)具來(lái)保障作物的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃中，有關(guān)技術(shù)與設(shè)備的研究工作之間關(guān)聯(lián)密切，并且技術(shù)研究能夠在各自的領(lǐng)域之內(nèi)發(fā)揮相關(guān)的優(yōu)勢(shì)。對(duì)此需要優(yōu)化深松技術(shù)路線，確定整地作業(yè)時(shí)間和整地作業(yè)模式，如春夏季深松可以應(yīng)用于棉花作物，秋季深松則適用于玉米等作物。從作業(yè)模式上看，以往的機(jī)具使用比較單一（即大多使用拖拉機(jī)作為輔助設(shè)備），今后的深松作業(yè)需選擇效果好、地表更加平整的設(shè)備，深松結(jié)束之后的深度大于25 cm，不存在漏耕、細(xì)碎、虛土、不平整等明顯缺陷。該技術(shù)推廣后，能夠確定設(shè)備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)性能，通過(guò)機(jī)具推廣和實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)合提出更適用的實(shí)施方案。

2）農(nóng)業(yè)管理部門(mén)需要嚴(yán)格執(zhí)行公開(kāi)公示制度，對(duì)深松作業(yè)的結(jié)果和技術(shù)規(guī)程進(jìn)行說(shuō)明，確定對(duì)應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，與深松機(jī)配套的大型拖拉機(jī)，要根據(jù)國(guó)家規(guī)定，使用之前到農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理機(jī)構(gòu)進(jìn)行注冊(cè)登記，在領(lǐng)取有關(guān)證件之后才能投入運(yùn)行[10]。投入運(yùn)行一段時(shí)間后，要展開(kāi)安全技術(shù)檢驗(yàn)，確保配套機(jī)具和拖拉機(jī)等農(nóng)具的安全狀態(tài)保持穩(wěn)定。拖拉機(jī)的操作人員要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、考核之后方可上崗，嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作流程，完成安全生產(chǎn)。在整個(gè)作業(yè)期間，農(nóng)業(yè)管理部門(mén)還應(yīng)做好作業(yè)服務(wù)保障工作，提供技術(shù)巡回服務(wù)或資源配置服務(wù)，參考當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)市場(chǎng)要求簽訂相應(yīng)的生產(chǎn)合同。

3 結(jié)語(yǔ)

一直以來(lái)，國(guó)家都高度重視農(nóng)機(jī)深松技術(shù)對(duì)糧食增產(chǎn)起到的促進(jìn)作用。如今，該技術(shù)在多地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，并且也會(huì)和其他先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行有效配合，打造新時(shí)期的高效高產(chǎn)綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。這樣不僅能夠提升耕地質(zhì)量，還能讓一些重要的農(nóng)產(chǎn)品供給更加便捷，維護(hù)國(guó)家糧食安全，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的深度發(fā)展。相關(guān)管理部門(mén)應(yīng)該鼓勵(lì)培育技術(shù)力量，重視技術(shù)層面的宣傳和引導(dǎo)。