小麦全程机械化生产技术研究_张国利.pdf

36农 业 装 备农业开发与装备 2023年第3期小麦全程机械化生产技术研究张国利（东明县城关街道办事处，山东东明 274500）摘要：为更好地应对全球粮食减产的风险，保障粮食安全，提高小麦生产效率。结合山东省小麦全程机械化的实际状况，对传统秸秆还田、土地平整、播种、田间管理、病虫害防治、灌溉、收获等环节进行了改进，以促进农田的宜机化改造，深度推动农机农艺的融合，逐步形成小麦全程机械化的标准化技术方案。关键词：小麦；全程机械化；栽培种植；生产技术0 引言山东省是小麦种植大省，小麦是第一大粮食作物，种植区域覆盖全省，其产量常年在全省粮食总产量的3/44/5以上。长期以来，山东省高度重视小麦全程机械化技术的发展和推广，大力发展机械装备，不断改进节能大型农机技术，为广大农户提供农机补贴，推动了农业机械化高质量发展，为落实党的粮食安全战略提供了坚实的保障。但是进入到2022年以来，全球粮食减产风险加剧，保障粮食自给有着极为重要的战略意义。这就要求进一步提升小麦全程机械化生产的技术贡献率，以技术进步解决我国耕地资源紧张，生态环境恶化，粮食需求增大和资源环境矛盾等问题。1 小麦全程机械化生产对农业的贡献研究1.1 机械化生产是推动农业发展转型的重要动力技术进步是推动农业现代化的根本力量，在全球范围内有三种典型模式，一种是北美地区地广人稀的得天独厚农业环境，在该环境下，农业劳动力短缺，因此催生了大规模农业生产模式，其劳动力成本极低，相比于我国农作物，具有明显的价格优势。一种是日本为代表的精耕细作模式，由于人口众多，耕地资源稀少，又多是山地丘陵地带，因此主要以生物化学等技术提高单位面积产量，满足粮食供给需求，在粮食作物育种和农艺技术方面都有很大的贡献。一种是以色列模式，作为农业环境高度恶劣的国家，以色列创造了沙漠农业奇迹，主要依靠先进农业技术改造农业生产环境，比较著名的包括滴灌技术、设施农业和智慧农业等。在我国农业转型发展过程中，应该将生物化学技术和机械耕作技术有机融合，以提高技术贡献率。1.2 全程机械化提高了农业产出大规模机械化让农业生产效率得以提高，单位劳动时间和土地面积的产出都得以增长。精量播种、免耕播种机械化技术、浅（免）旋耕播种、坐水施肥一体化技术以及联合收获等机械化技术也降低了人工劳动强度，逐步实现了标准化生产和规范化作业。如，机械整地技术，大大提升了翻地效率和深度，土地整合质量也相应提高，还能够通过整地机械直接将秸秆粉碎，深埋在地下，促进了秸秆还田技术的应用。机耕技术也实现了保护性耕作的目的，有利于土壤恢复和保肥保墒，减少水土流失现象。机播技术不仅可以精确调整播种量，而且还能够将播量减少到一半以上，实现均匀播种。机械施肥和喷药技术比人工作业效率更高，施肥更加精准，肥料配比更科学，利用率更高。小麦机械垄作技术同样可以降低播种量，节水效应可达40%左右，还能够提升小麦的抗倒伏能力，防范白粉病和纹枯病的发生。2 山东省发展小麦全程机械化生产的优势和面临的问题2.1 生产的优势2.1.1 机械设备技术先进。山东省小麦机械化起步较早，相对于国内其他省份，具有一定的机械化发展经验。目前，宽幅精量播种机和联合收割机等机械已经大面积推广开来，各级政府也鼓励机械化生产作业，并且制定了机械化生产的相关补贴政策。目前，山东省拥有拖拉机近250万台，深松机近4万台、旋耕机近36万台，小麦机械化生产方面，整地机、播种机、收割机和秸秆还田机械分别达到了1.3万台、33.6万台、18.6万和14万台，农机保有量充足，技术先进，满足作业需求。近年来，山东省各地区开始探索无人驾驶小麦全程机械化作业模式，技术水平上了一个新台阶。2.1.2 机械化生产水平领先。小麦耕、种、收等主要环节基本上实现了机械化，灌溉、植保环节的技术也在持续改进。比如，滴灌和喷灌等技术逐步开始应用，应急干燥装备和技术得到推广，无人机植保技术也受到重视。目前，山东省机械化生产水平早已超过37农 业 装 备农业开发与装备 2023年第3期99%，是粮食作物中机械化水平最高的。目前在小麦生产中，仅田间管理和灌溉需要人工作业，其他环节基本上实现了机械化作业。2.1.3 技术进步贡献率成果显著。小麦生产逐渐劳动密集型向技术密集型转化，人工成本大大降低，农村收益显著增加，其中很大程度得益于机械技术装备的大规模应用。2.2 面临的问题2.2.1 标准化作业模式仍需建立，各地区条件不同，平作畦作各异，宽畦窄畦共存，这导致了在机械化生产中需要不同规格的机械。固定畦灌区，农机难以跨越畦，导致机组不能满幅作业，幅宽不能充分利用，作业效率明显下降。在跨畦埂作业模式下，收割机割台高度过大，导致小麦割茬高。2.2.2 在省内很多地区，推行的都是小麦玉米一年两作模式，在秸秆还田过程中，有些区域方式不正确，如因铺放厚度大，缺少支撑，直接将36行玉米秸秆放成1幅，导致均匀性差、长秸秆多。也存在还田机械不适用的问题，比如不能将根茬粉碎，不适用于长秸秆作业区域。2.2.3 在土壤多年旋耕条件下，导致耕层越来越浅，有些区域犁底层厚达15 cm，土壤容重可达1.45 g/cm3，不适宜小麦生长。2.2.4 播种机械还有待进一步完善，很多机械性能单一，不具备平整和镇压等功能，需要重复人工作业，播种深度不一致等问题还容易造成缺苗断垄。2.2.5 灌溉能力仍然相对较差。小农还是习惯于大水漫灌，在规模化种植区域虽然引入低压管道等系统，一些经济条件稍差的区域安装简易喷灌带。但是实际运行中，管网建设往往不到位，存在管道压力不足、喷灌区域不科学、均匀度和精准调控能力相对较差等问题。比如有些喷灌系统由于设计问题，导致离喷头越远的地方喷水量越少。2.2.6 田间管理仍然以人工为主，机械化方案应用较少，比如除草、施肥和喷药等，农药施用一般还是以人力背负式喷雾器械为主，不仅存在跑冒滴漏风险，而且施用量也较大，不符合绿色发展理念。在田间管理上，缺乏农机和农艺深入融合的措施，机械化优势没有发挥出来。2.2.7 联合收割技术虽然在广泛推广，但是性能上还需要改进，比如根据新疆-2型横轴流型改进的农机作用力大，调整间隙困难，易增加收获损失。3 小麦全程机械化生产的技术改进3.1 选择适应机械化生产的良种选择高产、抗病、抗旱、大粒的优质良种，比如泰山1号、鲁麦14、郑州24、南大2419、郑麦9023、济南17等相关品种。从而提高小麦的产量、抗病性，在干旱少雨等极端天气内也能够高效生长，并且有着更强的抗逆性和良好的品质，口感筋道。同时，小麦品种应该适合机械化作业和管理，比如籽粒适合机械化脱粒，确保在播种过程中满足机耕条件。3.2 提升秸秆还田精细化水平研究表明，当精细化还田时，能够促进小麦生长，不需要秸秆离田，也有效地解决秸秆污染等问题。对机械进行改进，增加自由控制力，确保秸秆长度5 cm，能够实现均匀抛撒。3.2.1 在小麦玉米轮作的过程中，采用两茬平作种植方式，与前茬作物在同一基面上，为秸秆还田打下良好基础。3.2.2 针对锤爪式秸秆还田机不能彻底切断秸秆间的纤维以及造成地表残留的问题，要使用甩刀和直刀式高速机具进行切割，提高粉碎质量。3.2.3 在前茬作物收获后就及时进行还田作业，此时秸秆水分含量极高，纤维较为脆弱，还田治理水平较高，而且给消除了病虫害寄居的环境。3.2.4 一般机械可以进行两次作业，第一次作业紧贴地表，第二次入土进一步粉碎，形成24 cm的覆盖层，这样能够控制水分蒸发，将秸秆埋在地下，实现保土保墒的目的，有利于土壤恢复。3.2.5 在山东省较为常见的小麦玉米一年两作模式中，要注意因地制宜形成两季作物高质量秸秆处理模式，实现资源的循环利用和农作物的高效生产。比如，合理控制小麦的行距，可根据密植程度不同，预留一定的空间，方便小型除草机械作业，也要避免和玉米播种重复，这样两种作物都才能够茁壮成长。3.3 推进小麦机械化生产的标准化3.3.1 探索规范化的作业模式。尽量统一作业标准和种植规格，让生产者能够以一套标准化流程进行作业。通过技术服务站和示范基地建设逐步找到全程机械化作业中存在的问题和技术难点，在予以完善和解决之后，逐渐制定规范化的操作流程。让机械化作业既能够适合本地小麦种植要求，又逐渐满足轻简化的种植需求。关注农机装备研发、品种改良、农机农艺融合、农药化肥减量增效等技术，在把握周年养分吸38农 业 装 备农业开发与装备 2023年第3期收规律、光温资源利用、小麦生长特性的基础上，形成一套高效的保护性耕作技术、水肥一体化技术、节水灌溉技术。根据本省制定的科学施肥、节水省肥和全程机械化栽培技术规程，比如可以对在2018年山东省国家重点研发计划小麦和玉米两熟机械化技术集成成果基础上编制的技术规程进一步进行修订，使之满足不同区域的种植需求。3.3.2 改进种植模式。在丘陵、平原等区域都可采用无畦垄种植，该模式也符合山东省小麦玉米全程机械化技术规程的要求，作业幅宽不受畦垄限制。实践经验表明，该模式能够将生产效率提升到20%，同时还能够配合节水灌溉设备，提升水肥效率，节约土地面积也可高达10%。在地表水资源丰富地区可以采用固定畦垄种植模式，多采用多压管道供水，宽度设计2.4 m以上，匹配作业机械，不破坏畦垄，其节水效果较好，能够达到15%左右。3.4 科学进行整地工作3.4.1 采用保护性耕作方法。以5年左右为一个周期，实施科学轮耕，逐步提升增加耕层厚度。适当推行休耕制度，在耕作前，使用机械清除前茬作物的杂草，避免出现缠绕免耕播种机的开沟器现象，让种子能够均匀入土。通过精细化秸秆还田进行地面覆盖，适当减少翻耕次数，保护下层土壤。使用先进的免耕播种机精准将肥料和种子施入，经过少量整体等工作进行播种。要注意采用深松技术保护原土壤结构，减少水土流失现象。采用轮作方式，小麦和玉米、大豆、花生等作物轮作，既实现保护性耕作，也降低病虫害发生风险。减少化学药剂的使用，尽量采用机械除草方法，配合高温杀菌等措施。同时在耕作中，要注意减少水分蒸发，增加水分下渗，保护土壤的疏松结构。通过根茬固土和土壤含水量抵御风蚀和水蚀，减少地表径流。3.4.2 对土地进行宜机化改造。以优先方便大型机械作业为前提，实现耕、种、防、收、烘干全程机械化。对改造天地实施适当补贴，力图让农田互联互通，除了曲变顺、陡变缓、坡改梯之外，还应该推动搭接通道、沟渠河道贯通等工程。对于不适应大型机械作业的山地区域，要引入小型农机。3.5 农机农艺技术的深度融合大力进行新技术推广，比如引入“干播湿出”技术，提升全程机械化生产效率。研发综合性大型农机，能够通过不同的刀具切换实现多功能作业。比如，复式播种机械可以兼具水肥一体化功能，提升灌溉效率，还能够实现耕层整理、镇压、土壤深松等作业。应用智能田间管理机等先进设备，通过自动驾驶等系统可以自动实现对小麦生长的监测，以及完成除草和喷药等作业。使用无人植保机提升病虫害防治效率，实现均匀喷洒，避免喷雾机对小麦的损伤。使用高效节水设备，与圆形喷灌机等装备结合，实现精准控制水量。对收获设备进行改进，比如使用纵轴流+秸秆切碎器和新的分离技术，在收获中将损失降到最低，无漏割、堵草、跑粮等现象。4 结语在小麦种植中，要大力发展全程机械化生产技术，不断改进技术方法和规程，这样才能够保障粮食安全，将中国饭碗牢牢端在我们自己手上。参考文献1 沈建昶.发展小麦生产全程机械化的思考J.当代农机，2022（8）：36，39.2 徐一，彭晓琴，万勇，等.加快四川丘区农田宜机化改造推进小麦全程机械化J.四川农业与农机，2022（2）：15-16.3 张积社.陕西关中小麦玉米生产机械化作业工艺标准化探索J.农机使用与维修，2022（4）：122-124.4 刘绍贵，邵在胜，等.小麦生产农机农艺融合技术推广对策研究J.江苏农机化，2021（6）：11-12.5 蔡荣，陈佩.农业机械化有助于化肥投入效率提升吗？以小麦为例J.中国农业大学学报，2021，26（8）：265-274.6 王梅娟.冀州区小麦-玉米生产全程机械化方案及机具选择J.农机科技推广，2021（6）：45-46，49.7 聂志光，刘敏，赵政，等.小麦玉米机械化生产配套种植模式与播种技术试验J.食品工业，2020，41（9）：420.8 郭玉祥.玉米秸秆还田及小麦免耕播种机械化技术的应用推广J.广西农业机械化，2022（4）：31-33，38.9 吴海霞，郝含涛，等.农业机械化对小麦全要素生产率的影响及其空间溢出效应J.农业技术经济，2022（8）：50-68.10 邢帅军，牛景景，商艳萍，等.全程机械化服务引领优质专用小麦产业发展济源市农乐农机专业合作社发展壮大的做法与启示J.河南农业，2022（16）：8-9.