<h3>聯(lián)盟群里的專家老師，以及合作社的社長們，大家晚上好。我是吉林省農(nóng)機院的范旭輝，之前一直從事免耕播種機的研究，現(xiàn)在主要從事秸稈全量還田覆蓋耕作技術(shù)研究。我今天主要從農(nóng)機的角度來介紹保護性耕作的一些新技術(shù)。所謂新技術(shù)，即國內(nèi)暫時沒有，但國外已經(jīng)出現(xiàn)，可以為我們研究保護性耕作技術(shù)提供參考。</h3> <h3>根據(jù)CRM劃分的美國的耕作模式</h3> <h3><b style="font-size: 20px;">一、美國的保護性耕作技術(shù)。</b><br></h3><h3><br></h3><h3>美國的保護性耕作劃分標準主要來自兩個方面，一個是美國保護性耕作信息中心（CTIC）下屬的國家農(nóng)作物殘茬管理調(diào)查機構(gòu)（CRM）；另一個是應(yīng)用耕作信息系統(tǒng)（OpTIS），它是由北卡羅來納州地質(zhì)部門和自然保護局合作開發(fā)的一套測試信息系統(tǒng)，這是一個利用遙感數(shù)據(jù)繪制土壤耕作、殘茬覆蓋、冬季覆蓋和土壤健康狀況等信息的自動化系統(tǒng)。目前，伊利諾伊州、印第安納州和愛荷華州可獲得2005年至2018年基于遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)。美國玉米帶其余地區(qū)的這些年數(shù)據(jù)預(yù)計將于2019年7月發(fā)布。</h3><h3><br></h3><h3>按照國家農(nóng)作物殘茬管理調(diào)查機構(gòu)的標準來劃分，秸稈覆蓋率大于等于30%的為保護性耕作，秸稈覆蓋率在15%-30%之間的為少耕，秸稈覆蓋率小于15%的為傳統(tǒng)耕作。這種劃分標準下的保護性耕作，具體包括免耕、壟耕和覆蓋耕。此處所說的免耕，既包括純粹的不耕作，也包括條帶耕作和垂直耕作。</h3> <h3>美國主要品牌的條帶耕作工具</h3> <h3>1、條帶耕作</h3><h3>如圖所示，這些是美國一些主要品牌的條帶耕作機具，這些機具主要由掩土刀、切刀，起壟圓盤和清草輪這幾部分組成。</h3> <h3>說到條帶耕作，我就想到了目前在聯(lián)盟中推行較廣的秸稈歸行模式。我認為秸稈歸行模式就是一種自發(fā)形成的、與條帶耕作相似的耕作模式，二者均是主要解決土壤溫度低、秸稈多容易堵塞的問題，不同之處在于條帶耕作對播種帶進行了松土，而秸稈歸行模式?jīng)]有松土。據(jù)我了解，秸稈歸行模式在實際應(yīng)用過程中，由于風比較大，秸稈經(jīng)常被刮回原來的行去，往往需要多次歸行才能播種。</h3> <h3>而美國條帶耕作有一個突出的特點，松土行會形成一個6-8cm高的小壟，可以有效地將秸稈擋住，防止秸稈被風吹回播種行。因此，我們目前的秸稈歸行模式將來很有可能會轉(zhuǎn)向條帶耕作，這應(yīng)是未來的發(fā)展方向。</h3> <h3>肥車</h3> <h3>2、垂直耕作</h3><h3>垂直耕作機具所有的入土部件都是垂直于地面的，比如這個刀盤，他雖然有偏角，但他始終是立著垂直于地面入土，這樣它對土壤的擾動是最小的。垂直耕作主要是以切為主，只將很少量的土帶出來。美國大平原公司，甚至把那種不往上倒土、只有前面帶刃口的深松機，也稱作垂直耕作。</h3> <h3>如圖所示，這是美國幾個主要品牌的垂直耕作機具。最后這張照片是大平原的TC， T是指前面那個渦輪耙片，小波紋帶渦輪狀的那種耙片，后面跟著深松鏟。</h3> <h3>如圖所示，這是幾個垂直耕作機具的工作部件。所有垂直耕作機具的耙片，都沒有紅面，也就是說它一般都是平的，只是在邊緣做成波紋狀。比如說這個耙片，他就是小波紋加上鋸齒形的耙片。</h3> <h3>這個是大平原公司的渦輪耙片，它這個波紋分布有點像渦輪風扇的分布形式，這種分布形式使得在耙片轉(zhuǎn)動的時候，波紋正好能立著插入土壤，利于切碎秸稈，出來的時候波紋又可以把土帶出一些。將土壤帶出來一些有兩點好處，一是混埋秸稈加快其腐爛，二是可以提高地溫。</h3> <h3>這個是美國summer公司生產(chǎn)的小波紋耙片。</h3> <h3>這種是整體式渦輪耙片。</h3> <h3>還有這種是大波紋耙片。</h3> <h3>還有這種是渦輪加鋸齒。</h3> <h3>這張照片是美國凱斯垂直耕作機具的作業(yè)效果，我們可以看出，作業(yè)之后仍有大量秸稈覆蓋在地表，但是底下的土壤被松動了，并形成一個比較平滑的種床。所以這種模式比較適合溫度相對較高的地區(qū)，對于溫度過低的地區(qū)，這種地表完全是秸稈覆蓋的模式就不適合。</h3> <h3>3.覆蓋耕作</h3> <h3>如圖所示，這是美國的2730松耙聯(lián)合作業(yè)機，機具前面是圓盤耙，后面是垂直深松鏟。這種覆蓋耕作機具，是將秸稈切成段（但不切碎），然后將秸稈與土壤充分混合，后面再結(jié)合深松，最終使土壤和秸稈形成一種混埋的狀態(tài)。但是大部分秸稈（40%-50%）還是覆蓋在地表，仍然滿足保護性耕作的要求。這種耕作方式是在秋季作業(yè)，作業(yè)后會形成一種土壤凸凹不平的狀態(tài)，可以起到一定的抗風蝕作用。</h3> <h3>這臺機器是傳統(tǒng)圓盤耙，現(xiàn)在已逐漸被具有獨立仿形的機具所代替了。</h3> <h3>這是美國迪爾2410，他也是一種覆蓋耕作集聚，它的作用也是將秸稈與土壤充分混合，但一定要保留地表秸稈覆蓋30%以上。</h3> <h3>這種機具在美國叫鑿式犁，他前面有一個導(dǎo)土板，有點像犁體曲面，當它在土壤中耕作的時候，土垡會順著導(dǎo)土板穿到上面去，他的后面稍微寬一些，這樣機具通過后就會形成一道類似渦流，實現(xiàn)秸稈和土壤的充分混合。</h3> <h3>在美國，覆蓋耕作一般要進行一次到三次，把秸稈和土壤充分混合，因此覆蓋耕作機具分為初次整地機和二次整地機。</h3> <h3>上述幾種都是初次整地機，接下來我再發(fā)一張約翰迪爾的二次整地機，他通過二次整地，既把土壤整得更平，同時也把秸稈處理的更好，更有利于播種。美國雖然實行保護性耕作，但他是在保護性耕作這個基礎(chǔ)上進行精耕細作。</h3> <h3>這張照片是覆蓋耕作之后的出苗狀況。</h3> <h1><b>二、吉林省農(nóng)機院覆蓋耕作技術(shù)研究進展</b></h1><h3><b><br></b></h3><h3>2016年下半年，吉林省農(nóng)機院決定成立聯(lián)合課題組，由我牽頭研究覆蓋耕作技術(shù)。2018年，為了繼續(xù)加大力度進行研究，我們成立了秸稈覆蓋耕作技術(shù)研究所，由省農(nóng)機院科技處處長李明申擔任所長。</h3> <h3>2016年7月立項， 9月?lián)芨督?jīng)費，我們快馬加鞭在2016年11月8日研制出第一臺樣機。由于當年已經(jīng)上凍，如圖所示，我們在2017年春季進地做實驗。該試驗地塊是秸稈全量還田，春天覆蓋耕作作業(yè)，經(jīng)過秋冬和初春的風吹，秸稈覆蓋度在60%-70%，</h3> <h3>這是2017年春季出苗的情況。</h3> <h3>覆蓋耕作技術(shù)起源于美國，國內(nèi)目前還沒有這種機具，類似的只有垂直耕作機具。垂直耕作是垂直入土、盡量少動土，而覆蓋耕作是采用凹面的圓盤耙，動土量稍微大一些，而且主要是在秋季作業(yè)。因此，在研發(fā)過程中我們是全面借鑒美國的覆蓋耕作技術(shù)，包括從網(wǎng)上下載一些機具圖片，以及從美國查到的一些信息，難免會走一些彎路。</h3><h3><br></h3><h3>機具的核心就是部件，部件布局合理，作業(yè)效果才能更好。為了進一步推動研究，我們在2018春季和秋季兩個季度，進行了大量的部件試驗研究。部件的所有排列布局方式有三十余種，我們在2018年制作了一個試驗臺架，用來確定最佳排列參數(shù)。</h3> <h3>這個圓盤耙部件實驗臺架，如圖所示，前后梁間距都是可調(diào)的，左右間距、左右位置也都是可調(diào)的，深度等是可以自動控制的。</h3> <h3>這張照片，是我們研究深松部件的實驗臺架，我們做了很多種排布實驗。</h3> <h3>最后，再把上述圓盤耙部件實驗臺架和這臺深松部件實驗臺架聯(lián)合到一起，進行松耙聯(lián)合測試。我們的機具目前還不是完全成熟，今年我們將完成定型設(shè)計，屆時機具將趨于成熟。</h3> <h3>眾所周知，2018年旱情嚴重，我們采用覆蓋耕作模式進行實驗，盡管機具多次進地作業(yè)，但由于地表有大量的秸稈覆蓋，在沒有灌溉的情況下仍然保證了70%的出苗率。</h3> <h3>如圖所示，這就是我們2018年秋季進行圓盤耙-深松聯(lián)合作業(yè)后的地表狀況。</h3> <h3>這三張圖是秸稈混埋、秸稈全覆蓋以及傳統(tǒng)作業(yè)模式的地溫和含水率對比，測試時間是2019年4月23日-5月16日。第一張圖是地下5-10cm土壤溫度，我們可以看出傳統(tǒng)耕作模式該層溫度最高，秸稈全覆蓋溫度最低，秸稈混埋溫度介于二者之間。第二張圖是地下0-10cm土壤含水率，我們可以看出，秸稈全覆蓋模式的土壤含水率是最高的，保墑效果最好，其次是秸稈混埋模式，最差的是傳統(tǒng)耕作模式。第三張圖是地下10-20cm土壤含水量不，我們發(fā)現(xiàn)還是秸稈全覆蓋模式含水率最高，秸稈混埋模式次之，但在深層土壤中二者的差距變得很小。</h3> <h1><b>三、交流互動</b></h1><h3><b><br></b></h3><h3>在美國，松耙聯(lián)合整地機（覆蓋耕作）的應(yīng)用范圍更廣泛一些，但是其對馬力的需求較高，于我國現(xiàn)實情況而言，我認為將來條帶耕作在我國更具發(fā)展?jié)摿Α＞唧w到吉林省，耙混模式（覆蓋耕作）比較適合在吉林省東部地區(qū)應(yīng)用，可以有效提高地溫并散墑，但是在吉林省中部、西部等偏旱地區(qū)，使用起來要慎重。 </h3><h3><br></h3><h3>美國在發(fā)展覆蓋耕作的過程中，在很多延伸的方面做了細化研究。我們將來也是如此，在農(nóng)機與農(nóng)藝融合方面下功夫。比如如何把種床處理得更平整一些，如何把覆蓋的秸稈梳理得更好一些，如何將秸稈覆蓋量控制的更精確一些，等等。</h3><h3><br></h3><h3>美國使用垂直耕作整地機，多數(shù)是作業(yè)兩遍。而覆蓋耕作，使用松耙聯(lián)合整地機，然后再用二次整地機再平衡一下，但也不要太深，也就是在10cm左右的深度。如果沒有犁底層的情況下，前面可以先用圓盤耙整地，后面再用一遍二次整地機，也是兩遍作業(yè)。</h3><h3><br></h3><h3>對于秸稈還田機，我個人是比較反對的，其實在美國這種秸稈還田機也是非常少的。還田機把秸稈打的稀碎，風將秸稈刮得到處都是，不僅起不到保護土壤的作用，還會造成二次污染。</h3><h3><br></h3><h3>春季整地和秋季整地哪個更合理？這取決于當?shù)氐臍夂蛱攸c。如果是偏旱一些的地區(qū)，秋季整地較好，春季盡量不要動土。而如果是吉林省東部雨水充沛地區(qū)，甚至有點澇，還是春季整地更好。</h3><h3>今天我就講到這里，再次感謝黑土地聯(lián)盟給大家提供了這樣一個好的平臺。最后祝大家工作順利，祝我們的保護性工作事業(yè)蒸蒸日上。</h3> 喜歡可以收藏哦！