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1、保护性耕耕作农机机设备马克斯斯塔伯格格，布莱恩恩麦康奇奇博士和和盖拉冯德德博士加拿大农农业与农农业食品品部由于农作作物和畜畜牧生产产的粗放放经营管理理方式，在中国无论是在湿润还是在干燥的气候条件下，都存在着严重的土壤流失和土地退化现象。这种生产制度包括过度翻耕及整地作业以控制杂草和平整苗床。由于农民大量利用秸杆作为燃料、饲料、草垫，并放牧或者焚烧掉，因而减少了土壤覆盖，导致表土易受侵蚀。流失的土壤是最宝贵的地表土，这通常会降低土壤的肥力。在干燥的气候条件下，这种土壤流失还会加速沙漠化。保护性农农业或可可持续地地利用土土壤、水和养养分的农农作物和和畜牧生生产方式式可作为一一种可持持续解决决方案，
2、以以扭转目目前中国国土壤资资源质量量下降的的趋势。保保护性耕耕作是保保护性农农业的一一个重要要组成。保保护性耕耕作是指指在地表表至少保保留300%以上上的上一一季作物物秸杆的的一生产产制度，并并包括耕耕作、除除草剂的的使用和和降低风蚀和水蚀而采用的的各种作作物生产产方法和和原则，以以降低土土壤流失失，从而实现现农业可可持续发发展，同同时又可可保持或或提高土土壤的质质量及农农牧业制制度的总总体经济济活力。加加拿大是是采用系系统性方方法来发展保保护性耕耕作以用于农作作物生产产。对于于大型农农场，机机械化农农业设备备对保护护性耕作作的成功功实施是是非常重重要的，但但是这种种设备可可能并不不适用于于小
3、块农农田，因因此，在在农作物物生产制制度中，设设备的设设计、操操作和使使用必须须考虑农农作物生生产制度度的所有有方面，包包括播种种、施肥肥、除草草和收割割，从而而尽可能能保持土土壤和水水资源，同同时又能能达到作作物生产产的最极极度经济效效益。因因此，从从事设备备设计的的工程师师必须与与其他学学科领域域（比如如上面提提到的各各个领域域）中的的专家密密切的合合作。在加拿大大，保护护性耕作作可以用用下面几几个特点点来描述述：1. 作物收割割后将秸秸杆粉碎碎并均匀匀撒在农农田里，或或者将秸秸杆收集集起来，但但是要在在农田里里留下足足够高的残茬茬，以保保护土壤壤，防止侵侵蚀，减减少水分分的损失失，并可可
4、保留冬冬春的雪雪水，以改进进春季土土壤水分分含量，有利于农农作物发发芽。2. 除了深施施化肥外外，播种种前尽量量减少对对土壤得得搅动。如果果秸杆影影响到播播种时，应应及时进进行播前前处理。3. 在作物秸秸杆严重重影响到到播种操操作时，采用铧式犁或圆盘犁进行翻土。这种类型的操作只能在播种前进行，以尽可能保墒并减少土壤被侵蚀的机会。4. 杂草可以以用除草草剂和作作物轮作作加以控控制。只只有在某某些特殊殊情况下下才通过过耕作来来除草，并且，此耕作方法必须能保留地表的秸杆。播种后至至少能把把30%的上一一季作物物立茬保保留在土土壤表面面，以保保护幼苗苗，防止止土壤受受到侵蚀蚀，并保保持土壤壤水分以以供
5、作物物萌芽之之用。这这种耕作作制度提提高了加加拿大西西部平原原地区农农户的作作物产量量和土壤壤质量，并并降低了了他们在在生产上的的经济投投入和风风险。保护性耕耕作从上上一季作作物收割割的时候候就开始始了。要要使保护护性耕作作成功，正正确的作作物秸杆杆处理是至关重重要。足够的的秸杆必必须保留留在地表表上，能提供充充分的对对水土保保护以防防止对土土壤风和和水的侵侵蚀。在在加拿大大西部平平原上这这些秸杆杆的一部部分（每每公顷约约7500公斤，或或者每亩亩50 公斤）应应该是残茬直立立在表土土中，尽可能能将残茬茬固定在在土壤表表面，其其余的秸秸杆可以以在作物物收割后后立即割割去，或或者粉碎碎后均匀匀地
6、分撒在直直立的残残茬中。对于谷类作物，通常在作物成熟收获时，留茬15至25厘米，同时用安装在联合收割机上的秸杆粉碎机和谷壳分撒机将粉碎的秸杆及谷壳均匀地分撒在收割后的田间。中国现有的收割机通常没有秸杆或谷壳分撒装置。图1是加拿大和中国的联合收割机操作后秸杆分撒情况的比较。图1：加加拿大和和中国的的联合收收割机。右边两图图显示中国国的联合合收割机机留下的的堆成行行的秸杆杆。在保护性性耕作制制度中，播播种是非非常关键键的。需需要考虑虑的主要要细节包括括作物种种类，土土壤状况况，施肥的方式式，作物物残茬量量和对动动力的要要求等。作物种类类：每种种作物都都有一个个适宜的的播种深度度，适宜宜的播种种密度
7、和和适宜的的作物行距距，以达达到最大大的产量量。在中中国，理理想的保保护性耕耕作播种种机能够够播种从从最小种种子像亚亚麻籽和和油菜籽籽（播种种深度为为15 255毫米）到到最大的的种子如如大豆或或玉米（播播种深度度为500 800毫米）。根根据作物物种类、种种植地点点和生长长季节的的墒情不不同，这这种播种种机也能能满足不不同播种种行距的需求，如如从15至至40厘厘米。但但是，无无论播的的是何种种作物，这播种机必须能在整块田里保持一致的播种深度。土壤状况况：土壤壤中的石石块和土土壤水分分情况和和典型的的土壤结结构都会会影响到到播种机机或开沟沟器的设设计和选选择。土土壤中有石块块，圆盘盘式或锄锄式
8、开沟沟器需具具有缓冲冲功能和和仿形设设计。究究竟是选选择锄式式还是圆圆盘式开开沟器，这这要取决决于施肥肥的方式式、播种种机的总总体成本本、常规预计的的秸杆量量、土壤壤类型和和期望建建立的土土壤物理理状况。缺乏良好好结构的的土壤会会阻碍开沟沟器正确确插入，并并且会在在播种的的犁沟中中产生许许多大土土块，不不但使犁沟无无法恰当当封合而且也也无法使使种子与与土壤有有适当的的接触。在这种种情况下下，对沟沟行土壤壤进行压压实，通通常能够够提高在在旱地耕耕作制度度下作物物的出苗苗率和产产量。镇镇压器的的设计宽宽度应该该与种子子犁沟的的宽度相相一致或或者大于于该宽度度，并能能在各种种不同的的土壤湿湿度情况况
9、下工作作，同时时，当镇镇压器用用做种子子深度的的控制设设备时，它它能够对对开沟器器进行很很好的深深度控制制。肥料：鉴鉴于中国国某些被被侵蚀的的土壤肥肥力常常常比较低低，因此此播种机机应该设设计成能能够将肥肥料和种种子同时时播撒，或或者将肥肥料施放放到靠近近种子的的位置，使使肥料能能让作物物产生最最大的经经济效益益。与行行施或条条施方式式相比，建建议将肥肥料与种种子同时时播撒时时应该播播撒得比比较深一一些，而而这些建建议亦可可以在其其他的技技术推广广出版物物中找到到。“单排管管”和“双排管管”这两个个术语指指的是种种子和肥肥料释放放到开沟沟器中的的方式。单排管系统是将种子和肥料颗粒排放在犁沟中的
10、同一个位置。双排管系统是将种子和肥料排放在种子犁沟中的不同位置。双排管系统中肥料的最佳排放位置取决于作物的类型，但是一般采用的方法是将肥料排放在犁沟中种子旁边25毫米和种子下方25毫米的地方。作物残茬茬：对于于分撒均匀或移走作物物残茬的的地块，如如果地表面有有固定的的立茬，那那么可以以设计一一种播种种机来进进行处理理，这种种播种机机在每个个开沟器器之间留留有足够够的间隔隔距离，同同时开沟沟器对土土壤的搅搅动最小小。圆盘盘式开沟沟器通常常对土壤壤的搅动最小小，但是是它要求求播种机机有足够够的重量量，以便便使开沟沟器能够够压入到到土壤中中足够的的深度，有利于作物更好地生长。窄刀式或锄式开沟器会增加
11、对土壤的翻动量，但是一般它不要求将播种机造得太重，就可以达到适当的土壤深度。另外，随着土壤翻动量的增加，会有更多的作物立茬被翻倒和松动，这可能成为保护性耕作播种机顺利操作的一个障碍。对动力的的要求：中国使使用的拖拖拉机通通常都是是马力较较小的设设备，配配备3点点悬挂装装置。鉴鉴于3点点悬挂装装置常用用于挂接接农田机机具，因因此开沟沟器的数数量常常常取决于于播种机机的重量量，而播播种机对对动力的的要求则则取决于于开沟器器的数量量、播种种深度、开开沟器类类型和机机器的运运行速度度等因素素。保护性耕耕作要求求将耕作作用于苗苗床准备备、杂草草控制、土土地平整整或改善善不良土土壤结构构。用于于这些目目的
12、的耕耕作所遵遵循的一一般原则则应符合合下面的的一般规规则：1. 保持土壤壤表面的的作物秸秸杆。锄锄铲式中中耕机、杆杆式除草草机、轻轻型耙或或这些工工具的组组合，或或者安装装或拖挂挂有其中中某种机机具的中中耕机，都都可以用用于苗床床的准备备。这也也意味着着应该避避免使用用土壤深深松机、铧铧式犁或或圆盘犁犁。图22显示了了可供选选择的某某些耕作作设备。2. 保持良好好的土壤壤团粒结结构。这这要求耕耕作时应应该达到到一定的的速度，使使土壤得得到充分分的翻动动，使之之得到平平整，并并使秸杆杆均匀布布撒，去去除杂草草，但是是耕作的的速度又又不能太太快，以以至于土土壤的团团粒结构构受到过过度破坏坏，或者者
13、将土壤壤表面的的秸杆埋埋入地下下。另外外，不应应该考虑虑使用机机械耕作作或动力力设备的的耕作，因因为这会会过分损损害土壤壤的团粒粒结构和和土壤表表面的秸秸杆，从从而因为为土壤受受侵蚀而而丢失水水分和土土壤颗粒粒。3. 把握合适适的耕作作时间。只只要可能能，苗床床的耕作作应该尽尽可能在在接近作作物种植植的时候候进行，以以防止过过多损失失土壤水水分。另另外，不不应该在在作物收收割之后后进行耕耕作，以以防止冬冬季土壤壤水分、雪雪和土壤壤损失。行进方向杆式除草机旋转方向图2：杆杆式除草草机和中中耕机锄锄铲的耕耕作原理理。随着农田田耕作的的减少，需需要综合合运用作作物轮作作、耕作作和除草草剂等手手段来控
14、控制杂草草，而除除草剂既既可以用用于作物物生长期期中的杂杂草控制制，也可可以用做做收割前前的干燥燥剂和/或用于于播种前前的杂草草控制，如如果使用用除草剂剂来控制制杂草，可可使用非非选择性性的除草草剂，比比如草甘甘膦。良良好的杂杂草控制制必须做做好以下下几方面面的工作作：1. 正确识别别杂草。除除草剂只只有应用用于它所所针对的的杂草种种群，才才能取得得好的效效果，因因此及早早和正确确识别农农作物中中的杂草草是重要要的第一一步。2. 正确选择择除草剂剂。根据据出现的的杂草种种类，可可以同时时使用一一种或两两种除草草剂，以以取得经经济的杂杂草控制制效果。3. 把握正确确的使用用时间。这这需要根根据农
15、作作物和杂杂草的生生长阶段段来使用用除草剂剂，以便便有效地地杀灭杂杂草而不不损害农农作物。例例如，加加拿大的的经验表表明，在在春季播播种前喷喷洒除草草剂时，不不管出现现的杂草草数量和和种类，应应该在播播种前大大约1周周的时间间、苗床床的耕作作尚未进进行的时时候使用用除草剂剂。4. 正确地运运用除草草剂。采用正确确的喷洒洒设备是是运用除除草剂的的重要环环节。如如果是拖拖拉机带带动的喷喷洒设备备，那么么有3个个主要部部件必须须处于良良好的工工作状态态：一是是除草剂剂药箱、管管路和过过滤器（管管路系统统），二二是泵，三三是喷嘴嘴和喷管管。喷嘴嘴是首先先要关注注的部件件，因为为它们必必须一致致均匀地地
16、将除草草剂混合合液的正正确药量量喷洒到到田地里里，而不不至于在在作物上上出现过过多的药药量堆积积。喷管管上的各各个喷嘴嘴安装时时互相之之间应该该留有适适当的间间距，而而喷雾器器上的喷喷管则应应该位于于农作物物上方合合适的高高度位置置。除草草剂喷洒洒时应该该全面覆覆盖所有有的地块块，不要要出现过过多的重重复喷洒洒或造成成过量下下滴，这这一点很很重要，否否则将会会对农作作物造成成损害。其次，泵、管路和过滤器必须与喷嘴类型及喷嘴数量相匹配，这样它才能以正确的压力在所有地块上均匀一致地喷洒正确的除草剂混合液的药量。除草剂药箱应该有足够大的容量，以便根据地块的大小喷洒合理的除草剂混合液的药量。除草剂喷喷雾器的的有效工工作应该该考虑几几条总的的原则。除除草剂药药箱和所所有管路路、过滤滤器、泵泵和喷嘴嘴的清洁洁对于确确保均匀匀一致的的喷洒操操作是非非常重要要的
