保護(hù)性耕作農(nóng)機(jī)設(shè)備

1、保護(hù)性耕作農(nóng)機(jī)設(shè)備馬克斯塔伯格，布萊恩麥康奇博士和蓋拉馮德博士加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)食品部由于農(nóng)作物和畜牧生產(chǎn)的粗放經(jīng)營管理方式，在中國無論是在濕潤還是在干燥的氣候條件下，都存在著嚴(yán)重的土壤流失和土地退化現(xiàn)象。這種生產(chǎn)制度包括過度翻耕及整地作業(yè)以控制雜草和平整苗床。由于農(nóng)民大量利用秸桿作為燃料、飼料、草墊，并放牧或者焚燒掉，因而減少了土壤覆蓋，導(dǎo)致表土易受侵蝕。流失的土壤是最寶貴的地表土，這通常會(huì)降低土壤的肥力。在干燥的氣候條件下，這種土壤流失還會(huì)加速沙漠化。保護(hù)性農(nóng)業(yè)或可持續(xù)地利用土壤、水和養(yǎng)分的農(nóng)作物和畜牧生產(chǎn)方式可作為一種可持續(xù)解決方案，以扭轉(zhuǎn)目前中國土壤資源質(zhì)量下降的趨勢。保護(hù)性耕作是保護(hù)性

2、農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成。保護(hù)性耕作是指在地表至少保留30%以上的上一季作物秸桿的一生產(chǎn)制度，并包括耕作、除草劑的使用和降低風(fēng)蝕和水蝕而采用的各種作物生產(chǎn)方法和原則，以降低土壤流失，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)又可保持或提高土壤的質(zhì)量及農(nóng)牧業(yè)制度的總體經(jīng)濟(jì)活力。加拿大是采用系統(tǒng)性方法來發(fā)展保護(hù)性耕作以用于農(nóng)作物生產(chǎn)。對(duì)于大型農(nóng)場，機(jī)械化農(nóng)業(yè)設(shè)備對(duì)保護(hù)性耕作的成功實(shí)施是非常重要的，但是這種設(shè)備可能并不適用于小塊農(nóng)田，因此，在農(nóng)作物生產(chǎn)制度中，設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作和使用必須考慮農(nóng)作物生產(chǎn)制度的所有方面，包括播種、施肥、除草和收割，從而盡可能保持土壤和水資源，同時(shí)又能達(dá)到作物生產(chǎn)的最極度經(jīng)濟(jì)效益。因此，從事設(shè)

3、備設(shè)計(jì)的工程師必須與其他學(xué)科領(lǐng)域（比如上面提到的各個(gè)領(lǐng)域）中的專家密切的合作。在加拿大，保護(hù)性耕作可以用下面幾個(gè)特點(diǎn)來描述：1. 作物收割后將秸桿粉碎并均勻撒在農(nóng)田里，或者將秸桿收集起來，但是要在農(nóng)田里留下足夠高的殘茬，以保護(hù)土壤，防止侵蝕，減少水分的損失，并可保留冬春的雪水，以改進(jìn)春季土壤水分含量，有利于農(nóng)作物發(fā)芽。2. 除了深施化肥外，播種前盡量減少對(duì)土壤得攪動(dòng)。如果秸桿影響到播種時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行播前處理。3. 在作物秸桿嚴(yán)重影響到播種操作時(shí)，采用鏵式犁或圓盤犁進(jìn)行翻土。這種類型的操作只能在播種前進(jìn)行，以盡可能保墑并減少土壤被侵蝕的機(jī)會(huì)。4. 雜草可以用除草劑和作物輪作加以控制。只有在某些特

4、殊情況下才通過耕作來除草，并且，此耕作方法必須能保留地表的秸桿。播種后至少能把30%勺上一季作物立茬保留在土壤表面，以保護(hù)幼苗，防止土壤受到侵蝕，并保持 土壤水分以供作物萌芽之用。這種耕作制度提高了加拿大西部平原地區(qū)農(nóng)戶的作物產(chǎn)量和土壤質(zhì) 量，并降低了他們在生產(chǎn)上的經(jīng)濟(jì)投入和風(fēng)險(xiǎn)。保護(hù)性耕作從上一季作物收割的時(shí)候就開始了。要使保護(hù)性耕作成功，正確的作物秸桿處理 是至關(guān)重要。足夠的秸桿必須保留在地表上，能提供充分的對(duì)水土保護(hù)以防止對(duì)土壤風(fēng)和水的侵 蝕。在加拿大西部平原上這些秸桿的一部分（每公頃約750公斤，或者每畝50公斤）應(yīng)該是殘茬直立在表土中，盡可能將殘茬固定在土壤表面，其余的秸桿可以在作物

5、收割后立即割去，或者粉 碎后均勻地分撒在直立的殘茬中。對(duì)于谷類作物，通常在作物成熟收獲時(shí)，留茬 15至25厘米, 同時(shí)用安裝在聯(lián)合收割機(jī)上的秸桿粉碎機(jī)和谷殼分撒機(jī)將粉碎的秸桿及谷殼均勻地分撒在收割后 的田間。中國現(xiàn)有的收割機(jī)通常沒有秸桿或谷殼分撒裝置。圖 1是加拿大和中國的聯(lián)合收割機(jī)操 作后秸桿分撒情況的比較。圖1:加拿大和中國的聯(lián)合收割機(jī)。右邊兩圖顯示中國的聯(lián)合收割機(jī)留下的堆成行的秸桿在保護(hù)性耕作制度中，播種是非常關(guān)鍵的。需要考慮的主要細(xì)節(jié)包括作物種類，土壤狀況， 施肥的方式，作物殘茬量和對(duì)動(dòng)力的要求等。作物種類： 每種作物都有一個(gè)適宜的播種深度，適宜的播種密度和適宜的作物行距，以達(dá)到 最大

6、的產(chǎn)量。在中國，理想的保護(hù)性耕作播種機(jī)能夠播種從最小種子像亞麻籽和油菜籽（播種深 度為15 - 25毫米）到最大的種子如大豆或玉米（播種深度為50 - 80毫米）。根據(jù)作物種類、種植地點(diǎn)和生長季節(jié)的埔情不同，這種播種機(jī)也能滿足不同播種行距的需求，如從15至40厘米。但是，無論播的是何種作物，這播種機(jī)必須能在整塊田里保持一致的播種深度。土壤狀況：土壤中的石塊和土壤水分情況和典型的土壤結(jié)構(gòu)都會(huì)影響到播種機(jī)或開溝器的設(shè) 計(jì)和選擇。土壤中有石塊，圓盤式或鋤式開溝器需具有緩沖功能和仿形設(shè)計(jì)。究竟是選擇鋤式還是圓盤式開溝器，這要取決于施肥的方式、播種機(jī)的總體成本、常規(guī)預(yù)計(jì)的秸桿量、土壤類型和期望建立的土壤

7、物理狀況。缺乏良好結(jié)構(gòu)的土壤會(huì)阻礙開溝器正確插入，并且會(huì)在播種的犁溝中產(chǎn)生許多大土塊，不但使犁溝無法恰當(dāng)封合而且也無法使種子與土壤有適當(dāng)?shù)慕佑|。在這種情況下，對(duì)溝行土壤進(jìn)行壓實(shí)，通常能夠提高在旱地耕作制度下作物的出苗率和產(chǎn)量。鎮(zhèn)壓器的設(shè)計(jì)寬度應(yīng)該與種子犁溝的寬度相一致或者大于該寬度，并能在各種不同的土壤濕度情況下工作，同時(shí)，當(dāng)鎮(zhèn)壓器用做種子深度的控制設(shè)備時(shí)，它能夠?qū)﹂_溝器進(jìn)行很好的深度控制。肥料：鑒于中國某些被侵蝕的土壤肥力常常比較低，因此播種機(jī)應(yīng)該設(shè)計(jì)成能夠?qū)⒎柿虾头N子同時(shí)播撒，或者將肥料施放到靠近種子的位置，使肥料能讓作物產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益。與行施或條施方式相比，建議將肥料與種子同時(shí)播撒時(shí)

8、應(yīng)該播撒得比較深一些，而這些建議亦可以在其他的技術(shù)推廣出版物中找到?！皢闻殴堋焙汀半p排管”這兩個(gè)術(shù)語指的是種子和肥料釋放到開溝器中的方式。單排管系統(tǒng)是將種子和肥料顆粒排放在犁溝中的同一個(gè)位置。雙排管系統(tǒng)是將種子和肥料排放在種子犁溝中的不同位置。雙排管系統(tǒng)中肥料的最佳排放位置取決于作物的類型，但是一般采用的方法是將肥料排放在犁溝中種子旁邊25 毫米和種子下方25 毫米的地方。作物殘茬：對(duì)于分撒均勻或移走作物殘茬的地塊，如果地表面有固定的立茬，那么可以設(shè)計(jì)一種播種機(jī)來進(jìn)行處理，這種播種機(jī)在每個(gè)開溝器之間留有足夠的間隔距離，同時(shí)開溝器對(duì)土壤的攪動(dòng)最小。圓盤式開溝器通常對(duì)土壤的攪動(dòng)最小，但是它要求播種

9、機(jī)有足夠的重量，以便使開溝器能夠壓入到土壤中足夠的深度，有利于作物更好地生長。窄刀式或鋤式開溝器會(huì)增加對(duì)土壤的翻動(dòng)量，但是一般它不要求將播種機(jī)造得太重，就可以達(dá)到適當(dāng)?shù)耐寥郎疃?。另外，隨著土壤翻動(dòng)量的增加，會(huì)有更多的作物立茬被翻倒和松動(dòng)，這可能成為保護(hù)性耕作播種機(jī)順利操作的一個(gè)障礙。對(duì)動(dòng)力的要求：中國使用的拖拉機(jī)通常都是馬力較小的設(shè)備，配備3 點(diǎn)懸掛裝置。鑒于3 點(diǎn)懸掛裝置常用于掛接農(nóng)田機(jī)具，因此開溝器的數(shù)量常常取決于播種機(jī)的重量，而播種機(jī)對(duì)動(dòng)力的要求則取決于開溝器的數(shù)量、播種深度、開溝器類型和機(jī)器的運(yùn)行速度等因素。保護(hù)性耕作要求將耕作用于苗床準(zhǔn)備、雜草控制、土地平整或改善不良土壤結(jié)構(gòu)。用于這

10、些目的的耕作所遵循的一般原則應(yīng)符合下面的一般規(guī)則：1 .保持土壤表面的作物秸桿。鋤鏟式中耕機(jī)、桿式除草機(jī)、輕型耙或這些工具的組合， 或者安裝或拖掛有其中某種機(jī)具的中耕機(jī)，都可以用于苗床的準(zhǔn)備。這也意味著應(yīng)該避免使用土壤深松機(jī)、鋅式犁或圓盤犁。圖2顯示了可供選擇的某些耕作設(shè)備。2 .保持良好的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這要求耕作時(shí)應(yīng)該達(dá)到一定的速度，使土壤得到充分的翻 動(dòng)，使之得到平整，并使秸桿均勻布撒，去除雜草，但是耕作的速度又不能太快，以 至于土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)受到過度破壞，或者將土壤表面的秸桿埋入地下。另外，不應(yīng)該 考慮使用機(jī)械耕作或動(dòng)力設(shè)備的耕作，因?yàn)檫@會(huì)過分損害土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和土壤表面 的秸桿，從而因

11、為土壤受侵蝕而丟失水分和土壤顆粒。3 .把握合適的耕作時(shí)間。只要可能，苗床的耕作應(yīng)該盡可能在接近作物種植的時(shí)候進(jìn) 行，以防止過多損失土壤水分。另外，不應(yīng)該在作物收割之后進(jìn)行耕作，以防止冬季 土壤水分、雪和土壤損失。圖2:桿式除草機(jī)和中耕機(jī)鋤鏟的耕作原理。隨著農(nóng)田耕作的減少，需要綜合運(yùn)用作物輪作、耕作和除草劑等手段來控制雜草，而除草劑 既可以用于作物生長期中的雜草控制，也可以用做收割前的干燥劑和/或用于播種前的雜草控制,如果使用除草劑來控制雜草，可使用非選擇性的除草劑，比如草甘麟。良好的雜草控制必須做好 以下幾方面的工作：1 .正確識(shí)別雜草。除草劑只有應(yīng)用于它所針對(duì)的雜草種群，才能取得好的效果，

12、因此及早 和正確識(shí)別農(nóng)作物中的雜草是重要的第一步。2 .正確選擇除草劑。根據(jù)出現(xiàn)的雜草種類，可以同時(shí)使用一種或兩種除草劑，以取得經(jīng)濟(jì) 的雜草控制效果。3 .把握正確的使用時(shí)間。這需要根據(jù)農(nóng)作物和雜草的生長階段來使用除草劑，以便有效地 殺滅雜草而不損害農(nóng)作物。例如，加拿大的經(jīng)驗(yàn)表明，在春季播種前噴灑除草劑時(shí)，不 管出現(xiàn)的雜草數(shù)量和種類，應(yīng)該在播種前大約1周的時(shí)間、苗床的耕作尚未進(jìn)行的時(shí)候使用除草劑。4 . 正確地運(yùn)用除草劑。采用正確的噴灑設(shè)備是運(yùn)用除草劑的重要環(huán)節(jié)。如果是拖拉機(jī)帶動(dòng)的噴灑設(shè)備，那么有3 個(gè)主要部件必須處于良好的工作狀態(tài)：一是除草劑藥箱、管路和過濾器（管路系統(tǒng)），二是泵，三是噴嘴和

13、噴管。噴嘴是首先要關(guān)注的部件，因?yàn)樗鼈儽仨氁恢戮鶆虻貙⒊輨┗旌弦旱恼_藥量噴灑到田地里，而不至于在作物上出現(xiàn)過多的藥量堆積。噴管上的各個(gè)噴嘴安裝時(shí)互相之間應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)拈g距，而噴霧器上的噴管則應(yīng)該位于農(nóng)作物上方合適的高度位置。除草劑噴灑時(shí)應(yīng)該全面覆蓋所有的地塊，不要出現(xiàn)過多的重復(fù)噴灑或造成過量下滴，這一點(diǎn)很重要，否則將會(huì)對(duì)農(nóng)作物造成損害。其次，泵、管路和過濾器必須與噴嘴類型及噴嘴數(shù)量相匹配，這樣它才能以正確的壓力在所有地塊上均勻一致地噴灑正確的除草劑混合液的藥量。除草劑藥箱應(yīng)該有足夠大的容量，以便根據(jù)地塊的大小噴灑合理的除草劑混合液的藥量。除草劑噴霧器的有效工作應(yīng)該考慮幾條總的原則。除草劑藥

14、箱和所有管路、過濾器、泵和噴嘴的清潔對(duì)于確保均勻一致的噴灑操作是非常重要的。應(yīng)該使用 pH 值為中性的清潔水與除草劑相混合，以防止除草劑失去活性、堵塞過濾器和噴嘴、除草劑噴灑不均勻以及因此浪費(fèi)時(shí)間。除草劑在施用于農(nóng)作物之前，必須讓水與除草劑徹底混合。必須密切監(jiān)測風(fēng)向和風(fēng)速，確保噴灑除草劑時(shí)噴霧漂流不會(huì)影響到噴灑地塊臨近的敏感作物，并確保除草劑能夠噴灑到它所針對(duì)的雜草上。一天中的具體時(shí)間、氣溫和出現(xiàn)的或預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)的露水或降水，都必須被視為影響某些除草劑效果的因素。與所有農(nóng)耕作業(yè)一樣，除草劑的使用必須遵循良好的安全規(guī)則，而在操作和噴灑殺蟲劑時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。通過正確運(yùn)用防護(hù)設(shè)備、搬運(yùn)和操作程序，噴灑除草劑的操作人員必須限制自己與除草劑的接觸，并限制他人、牲畜和其他動(dòng)植物與除草劑的接觸。綜上所述，本文件提供的關(guān)于保護(hù)性耕作設(shè)備的信息，是對(duì)設(shè)備選擇和操作原則的基本介紹。它還說明，這些設(shè)備是保護(hù)性耕作生產(chǎn)制度使用的工具。必須應(yīng)用這些工具來實(shí)現(xiàn)正確的播種、施肥、殺蟲劑施用、秸桿管理、作物收割和土壤保護(hù)。為了達(dá)到這些目的，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)各種保護(hù)性耕作設(shè)備的農(nóng)業(yè)工程師必須與其他學(xué)科的專家，比如農(nóng)學(xué)家、雜草控制專家、土壤科學(xué)家、病理學(xué)家和