談機(jī)械化旱作節(jié)水機(jī)械技術(shù)應(yīng)用

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摘要：為了解決我國(guó)西北、東北地區(qū)土壤水分難以保存，水資源利用率不高的問(wèn)題。筆者根據(jù)多年的基層工作實(shí)踐，分析了機(jī)械化旱作節(jié)水機(jī)械類型及其技術(shù)內(nèi)容和要求，闡述了重點(diǎn)發(fā)展機(jī)械化旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)的必要性。實(shí)踐證明：要想提高機(jī)械化旱作節(jié)水機(jī)械技術(shù)應(yīng)用效率，就必須調(diào)查研究當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，選擇不同生態(tài)條件下相應(yīng)的機(jī)械化旱作節(jié)水機(jī)械類型，保證農(nóng)作物對(duì)水分的需求，實(shí)現(xiàn)我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)水資源的高效利用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械化；土壤水分；旱作節(jié)水機(jī)械技術(shù)

我國(guó)西北、東北地區(qū)，干旱、半干旱農(nóng)業(yè)廣泛存在。年降水量不足，地表植被涵養(yǎng)水源效果不佳，土地沙化問(wèn)題日益嚴(yán)峻。面對(duì)這種土壤水分難以保存和科學(xué)利用、水資源利用率不高的問(wèn)題，只有對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式和農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，才能真正實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興以及農(nóng)業(yè)農(nóng)村的現(xiàn)代化。

1發(fā)展機(jī)械化旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)的必要性

目前，我國(guó)淡水資源儲(chǔ)備量已經(jīng)跟不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，各產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)亦因淡水資源的缺乏，受到了一定程度的影響。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)保護(hù)淡水資源，特別是節(jié)約水資源高度重視。我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)由于各種因素的制約，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)多以自然降水為主要的水源補(bǔ)充方式。隨著我國(guó)機(jī)械化旱作節(jié)水技術(shù)的廣泛應(yīng)用，自然降水的利用率也隨之不斷提高。由于各地區(qū)自然環(huán)境不同，土質(zhì)也各有差異，要最大程度上提高機(jī)械化旱作節(jié)水機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用效率，就必須對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境進(jìn)行深入調(diào)查研究，因地制宜地選擇不同生態(tài)條件下相應(yīng)的節(jié)水技術(shù)類型，以保證農(nóng)作物對(duì)水分的需求，不斷提高作物產(chǎn)量。

2我國(guó)機(jī)械化旱作節(jié)水機(jī)械技術(shù)的主要類型

2.1地膜覆蓋技術(shù)

地膜覆蓋技術(shù)就是為了防止由于地表裸露以及大風(fēng)大雨對(duì)土壤的侵蝕而導(dǎo)致土壤沙化問(wèn)題嚴(yán)重，土壤含水量急劇下降，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不良影響，因此利用地膜對(duì)地表進(jìn)行全覆蓋或者半覆蓋。從而盡可能減少土壤蒸發(fā)和作物蒸騰作用而導(dǎo)致的農(nóng)田水量失衡。防止作物嚴(yán)重缺乏水分的技術(shù)一般是年平均降水量250 mm～400 mm的北方干旱地區(qū)在早春或者播種之前廣泛利用，目前玉米、馬鈴薯及果蔬等作物使用較多。地膜覆蓋技術(shù)一般針對(duì)土壤含水量低于18%的旱作農(nóng)田，采用壟作鋪膜施肥覆土聯(lián)合作業(yè)機(jī)等機(jī)械[1]。為了盡可能攔截降水，以及阻止徑流水對(duì)薄膜沖擊和破壞，同時(shí)也為了防止大風(fēng)把地表所覆蓋的薄膜揭開(kāi)，導(dǎo)致地表水分不能得到充分的利用。為保證作物生長(zhǎng)期內(nèi)地膜覆蓋的完整性，則需要機(jī)械作業(yè)時(shí)將壟溝覆蓋地膜用土壓實(shí)。并在完成起壟鋪膜后，如果天氣有下雨趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在壟溝內(nèi)設(shè)置滲水孔，保證天然降水可以及時(shí)滲入地表。全膜雙壟溝播機(jī)械化技術(shù)難度較高，為保證其機(jī)械化技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的效果和潛力，應(yīng)將良種選擇、配方施肥等各種相關(guān)農(nóng)藝技術(shù)與機(jī)具功能充分融合起來(lái)。比如在馬鈴薯種植時(shí)，除了配套的農(nóng)藝技術(shù)外，還需要技術(shù)人員適時(shí)在膜上打孔以利于薯苗破土出苗[2]。同時(shí)，及時(shí)做好查苗補(bǔ)苗、施肥補(bǔ)肥、病蟲(chóng)害防治等田間管理工作。使覆膜保水技術(shù)能不斷適應(yīng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需求，為作物大幅度增產(chǎn)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。

2.2秸稈還田技術(shù)

1）秸稈還田技術(shù)就是充分利用機(jī)械技術(shù)對(duì)秸稈等作物進(jìn)行回收處理，通過(guò)整稈還田、根茬還田以及水田秸稈還田等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)秸稈資源的高效利用，為土壤增加肥力、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)以及為后茬作物的高產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)也在很大程度上順應(yīng)了我國(guó)保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，充分利用生物資源，減少環(huán)境污染，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。2）在實(shí)行秸稈粉碎還田技術(shù)時(shí)，如果是玉米秸稈，則需要盡可能將粉碎的秸稈長(zhǎng)度壓縮到10 cm之內(nèi)，然后將粉碎過(guò)后的秸稈進(jìn)行均勻鋪撒在地里。如果是小麥秸稈，則需要利用聯(lián)合收割機(jī)將小麥的秸稈長(zhǎng)度粉碎到15 cm之內(nèi)，同樣也需要將秸稈均勻鋪撒到地面。尤其要注意秸稈粉碎過(guò)后的翻填深度，如果采用翻填還田技術(shù)，應(yīng)保證耕深≥20 cm，而旋耕翻田時(shí)，則應(yīng)該保證耕深≥15 cm。另外，在單季玉米種植區(qū)域，根茬還田技術(shù)則是在糧食收獲后，秸稈也一并去除，在農(nóng)田內(nèi)只留下秸稈根茬，并利用機(jī)械粉碎作物根茬。3）我國(guó)西北廣大的干旱半干旱地區(qū)屬于大陸型季風(fēng)氣候，年降水量較少，土壤水分流失嚴(yán)重。在利用秸稈覆蓋技術(shù)后，有效延長(zhǎng)了降水在地表留存的時(shí)間，增加了雨水的滲入量。在連續(xù)應(yīng)用秸稈覆蓋技術(shù)一段時(shí)間后，技術(shù)人員對(duì)試驗(yàn)田及對(duì)照田的土壤含水量進(jìn)行了專業(yè)測(cè)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，旱作節(jié)水田土壤含水量明顯提高，抗旱增產(chǎn)效果明顯，收獲后測(cè)產(chǎn)，旱作節(jié)水田中的產(chǎn)量也顯著呈現(xiàn)增產(chǎn)增收的趨勢(shì)。

2.3機(jī)械化深松保水技術(shù)

機(jī)械化深松保水技術(shù)是通過(guò)機(jī)械化工程技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤涵養(yǎng)水源，減少土壤水分蒸發(fā)的一種技術(shù)手段。對(duì)土壤進(jìn)行深松，可在一定程度上打破土地犁底層，增加外源降水量滲入，提高土壤內(nèi)含水量，保證作物的正常生長(zhǎng)。深松技術(shù)可以有效降低土壤鹽堿化、洪澇災(zāi)害嚴(yán)重等問(wèn)題出現(xiàn)的概率。但是，深松作業(yè)也存在著一定程度的限制條件。機(jī)械化深松保水技術(shù)在對(duì)土壤進(jìn)行深松時(shí)，只是單純將土壤進(jìn)行疏松，所以對(duì)耕土層較深、需要進(jìn)行翻地作業(yè)地塊的效果則受較大影響[3]。這種保水技術(shù)充分重視了天然降水的作用，通過(guò)技術(shù)手段將天然雨雪水最大程度上蓄積在土壤中，再通過(guò)精細(xì)的作業(yè)，使下滲的水分保持在1.5 m之內(nèi)的土層中，保證充足的水量，提高秧苗成活率，增加作物產(chǎn)量。

2.4機(jī)械化免耕種技術(shù)

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)的工作方式容易對(duì)耕地進(jìn)行過(guò)量的擾動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致耕地的土質(zhì)較為疏松，一旦出現(xiàn)大風(fēng)很容易將耕地上的土壤卷起，這就是沙塵暴的起源。耕地的土質(zhì)越松散，沙塵暴中的土粒含量就會(huì)越大，長(zhǎng)期的沙塵暴會(huì)導(dǎo)致土壤中的水分出現(xiàn)快速流失，最后導(dǎo)致日常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。為了使得這一現(xiàn)象得到進(jìn)一步的改進(jìn)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部嘗試機(jī)械化免耕種技術(shù)的推行，倘若能夠使用該項(xiàng)技術(shù)來(lái)進(jìn)行日常的耕種，那么耕地就不會(huì)被過(guò)度松擾，也就無(wú)法形成較為強(qiáng)烈的沙塵暴。但想要進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)與推廣，首先要進(jìn)行機(jī)械化器具的使用，因此進(jìn)行器具的革新是十分重要的。在理想狀態(tài)下，相應(yīng)的耕種器具除了進(jìn)行播種之外，還需要有清草、開(kāi)溝以及施肥等一系列的功能。只有擁有這些功能，相應(yīng)的機(jī)械化耕種技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。

2.5機(jī)械鎮(zhèn)壓技術(shù)

機(jī)械鎮(zhèn)壓技術(shù)是在進(jìn)行了耕地表面的松土流程之后，使用鎮(zhèn)壓技術(shù)來(lái)進(jìn)行土壤中水分的保持，使得土壤中水分能夠滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)。之所以需要進(jìn)行此類技術(shù)的研究，是因?yàn)樵诟鞑シN的過(guò)程中很容易出現(xiàn)干旱問(wèn)題，倘若出現(xiàn)了突發(fā)的干旱現(xiàn)象，擁有機(jī)械鎮(zhèn)壓技術(shù)，就能夠在短時(shí)間內(nèi)保障土壤的水分不至于快速流失。由于土壤的土質(zhì)不同，所處的地理環(huán)境有所不同，因此在進(jìn)行增壓器選擇時(shí)，相關(guān)技術(shù)研究者應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行增壓器的選擇。常見(jiàn)的增壓器有圓柱形增壓器、V型增壓器以及錐形增壓器。除此之外，還有網(wǎng)紋型增壓器和鏈齒型增壓器。這些增壓器的使用場(chǎng)景有所不同，因此在使用的過(guò)程中，相應(yīng)的研究人員要根據(jù)實(shí)際情況，使用貼合耕地狀況的增壓器，才能夠達(dá)到較為良好使用效果。

2.6機(jī)械化節(jié)水灌溉技術(shù)

為了使得日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中盡可能節(jié)約水資源，相應(yīng)技術(shù)研究者嘗試使用機(jī)械化節(jié)水灌溉技術(shù)，來(lái)進(jìn)行日常的農(nóng)業(yè)灌溉。較為常用的機(jī)械化節(jié)水灌溉技術(shù)有以下幾種，第1種是渠道機(jī)械化的節(jié)水灌溉技術(shù)，這種技術(shù)在現(xiàn)今十分常見(jiàn)，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，相比較其他的節(jié)水灌溉技術(shù)而言，這類節(jié)水灌溉技術(shù)不需要進(jìn)行過(guò)高的成本投入，并且在使用過(guò)程中也無(wú)需增添過(guò)多的維護(hù)費(fèi)用，即便遭遇到極端天氣也可以正常使用。因此不具備過(guò)多資金進(jìn)行節(jié)水灌溉技術(shù)投入的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員可以嘗試使用這種技術(shù)來(lái)達(dá)成日常的節(jié)水目標(biāo)。第2種是行走式節(jié)水灌溉技術(shù)，需要使用較為特殊的儲(chǔ)水箱和灌溉設(shè)備，才能夠達(dá)到灌溉目標(biāo)，因此在設(shè)備投入購(gòu)買(mǎi)上需要花費(fèi)一定的資金。需要注意的是，該種灌溉技術(shù)本身處于不斷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在傳統(tǒng)的行走式節(jié)水灌溉技術(shù)使用過(guò)程中，為了保障相關(guān)設(shè)備能夠正常運(yùn)行，需要耗費(fèi)大量的能源資源才能夠使得有關(guān)設(shè)備正常使用。但隨著依靠太陽(yáng)能使用，灌溉設(shè)備逐漸推廣普及，該設(shè)備使用過(guò)多能耗的問(wèn)題得到了改進(jìn)與完善。因此，行走式節(jié)水灌溉設(shè)備本身的技術(shù)改進(jìn)，將成為具有較大發(fā)展前景的灌溉技術(shù)，在未來(lái)能夠得到很好的運(yùn)用[4]。第3種是噴灌技術(shù)，現(xiàn)階段的噴灌技術(shù)大體可以分為三類，固定式、半固定式、移動(dòng)式的噴灌技術(shù)。但不論是使用哪類噴灌技術(shù)，都需要使用到加壓泵利用高壓水的噴射原理來(lái)進(jìn)行灌溉。此節(jié)水灌溉技術(shù)的使用對(duì)駕駛室要求較高，工作人員需要坐在駕駛室內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)的使用，為了使得相關(guān)操作變得更加科學(xué)合理，駕駛室的舒適性也逐步為人所重視。隨著對(duì)噴灌技術(shù)的不斷研究與改進(jìn)，有關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，想要噴灌技術(shù)得到更好運(yùn)用，就需要進(jìn)行駕駛舒適性的調(diào)整，為此相關(guān)研究人員嘗試使用微氣候循環(huán)的方式，提升駕駛員的日常工作體驗(yàn)，使得駕駛室內(nèi)的各類指標(biāo)能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，這樣一來(lái)，駕駛員就能夠以更好的精神狀態(tài)進(jìn)行日常的操作。這一種節(jié)水灌溉技術(shù)其實(shí)是人與機(jī)械結(jié)合的一種嘗試，將逐步發(fā)展成為專業(yè)的人機(jī)工程學(xué)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)農(nóng)業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高度重視和高效利用淡水資源的重要性日顯迫切。在旱作節(jié)水農(nóng)田的生產(chǎn)過(guò)程中，要采取旱作機(jī)械、生化、田間管理等各種先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，最大限度減少淡水資源的浪費(fèi)，提高天然降水的利用，走出旱作農(nóng)業(yè)的困境。應(yīng)當(dāng)積極轉(zhuǎn)變思路，創(chuàng)新理念，通過(guò)發(fā)展以機(jī)械化旱作農(nóng)田節(jié)水為主的各項(xiàng)節(jié)水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)水資源的高效利用，為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供技術(shù)動(dòng)力。

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[3]張英夫，劉遠(yuǎn)和.全程機(jī)械化旱作節(jié)水玉米高產(chǎn)技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備，2017(9)：136-137.

[4]高云峰.旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)機(jī)械工程技術(shù)創(chuàng)新[J].農(nóng)民致富之友，2017(4)：212-267.

作者：欒欣 單位：平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站