談機械化旱作節(jié)水機械技術(shù)應用

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

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

我國西北、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，土地沙化問題日益嚴峻。面對這種土壤水分難以保存和科學利用、水資源利用率不高的問題，只有對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式和農(nóng)業(yè)機械進行創(chuàng)新升級，才能真正實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興以及農(nóng)業(yè)農(nóng)村的現(xiàn)代化。

1發(fā)展機械化旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)的必要性

目前，我國淡水資源儲備量已經(jīng)跟不上經(jīng)濟發(fā)展的需要，各產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟亦因淡水資源的缺乏，受到了一定程度的影響。因此，發(fā)達國家對保護淡水資源，特別是節(jié)約水資源高度重視。我國旱作農(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充方式。隨著我國機械化旱作節(jié)水技術(shù)的廣泛應用，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械化旱作節(jié)水機械技術(shù)的應用效率，就必須對當?shù)刈匀画h(huán)境進行深入調(diào)查研究，因地制宜地選擇不同生態(tài)條件下相應的節(jié)水技術(shù)類型，以保證農(nóng)作物對水分的需求，不斷提高作物產(chǎn)量。

2我國機械化旱作節(jié)水機械技術(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大雨對土壤的侵蝕而導致土壤沙化問題嚴重，土壤含水量急劇下降，對農(nóng)作物的生長發(fā)育產(chǎn)生不良影響，因此利用地膜對地表進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致的農(nóng)田水量失衡。防止作物嚴重缺乏水分的技術(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)機等機械[1]。為了盡可能攔截降水，以及阻止徑流水對薄膜沖擊和破壞，同時也為了防止大風把地表所覆蓋的薄膜揭開，導致地表水分不能得到充分的利用。為保證作物生長期內(nèi)地膜覆蓋的完整性，則需要機械作業(yè)時將壟溝覆蓋地膜用土壓實。并在完成起壟鋪膜后，如果天氣有下雨趨勢時，應當在壟溝內(nèi)設(shè)置滲水孔，保證天然降水可以及時滲入地表。全膜雙壟溝播機械化技術(shù)難度較高，為保證其機械化技術(shù)發(fā)揮出應有的效果和潛力，應將良種選擇、配方施肥等各種相關(guān)農(nóng)藝技術(shù)與機具功能充分融合起來。比如在馬鈴薯種植時，除了配套的農(nóng)藝技術(shù)外，還需要技術(shù)人員適時在膜上打孔以利于薯苗破土出苗[2]。同時，及時做好查苗補苗、施肥補肥、病蟲害防治等田間管理工作。使覆膜保水技術(shù)能不斷適應作物生長發(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)就是充分利用機械技術(shù)對秸稈等作物進行回收處理，通過整稈還田、根茬還田以及水田秸稈還田等技術(shù)手段實現(xiàn)秸稈資源的高效利用，為土壤增加肥力、改善土壤團粒結(jié)構(gòu)以及為后茬作物的高產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。同時這項技術(shù)也在很大程度上順應了我國保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、實現(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。2）在實行秸稈粉碎還田技術(shù)時，如果是玉米秸稈，則需要盡可能將粉碎的秸稈長度壓縮到10 cm之內(nèi)，然后將粉碎過后的秸稈進行均勻鋪撒在地里。如果是小麥秸稈，則需要利用聯(lián)合收割機將小麥的秸稈長度粉碎到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后的翻填深度，如果采用翻填還田技術(shù)，應保證耕深≥20 cm，而旋耕翻田時，則應該保證耕深≥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，并利用機械粉碎作物根茬。3）我國西北廣大的干旱半干旱地區(qū)屬于大陸型季風氣候，年降水量較少，土壤水分流失嚴重。在利用秸稈覆蓋技術(shù)后，有效延長了降水在地表留存的時間，增加了雨水的滲入量。在連續(xù)應用秸稈覆蓋技術(shù)一段時間后，技術(shù)人員對試驗田及對照田的土壤含水量進行了專業(yè)測量，實驗數(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。

2.3機械化深松保水技術(shù)

機械化深松保水技術(shù)是通過機械化工程技術(shù)來實現(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。對土壤進行深松，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。深松技術(shù)可以有效降低土壤鹽堿化、洪澇災害嚴重等問題出現(xiàn)的概率。但是，深松作業(yè)也存在著一定程度的限制條件。機械化深松保水技術(shù)在對土壤進行深松時，只是單純將土壤進行疏松，所以對耕土層較深、需要進行翻地作業(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，再通過精細的作業(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機械化免耕種技術(shù)

在很長一段時間內(nèi)，傳統(tǒng)的工作方式容易對耕地進行過量的擾動，會導致耕地的土質(zhì)較為疏松，一旦出現(xiàn)大風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越大，長期的沙塵暴會導致土壤中的水分出現(xiàn)快速流失，最后導致日常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。為了使得這一現(xiàn)象得到進一步的改進，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部嘗試機械化免耕種技術(shù)的推行，倘若能夠使用該項技術(shù)來進行日常的耕種，那么耕地就不會被過度松擾，也就無法形成較為強烈的沙塵暴。但想要進行該項技術(shù)的研發(fā)與推廣，首先要進行機械化器具的使用，因此進行器具的革新是十分重要的。在理想狀態(tài)下，相應的耕種器具除了進行播種之外，還需要有清草、開溝以及施肥等一系列的功能。只有擁有這些功能，相應的機械化耕種技術(shù)才能實現(xiàn)。

2.5機械鎮(zhèn)壓技術(shù)

機械鎮(zhèn)壓技術(shù)是在進行了耕地表面的松土流程之后，使用鎮(zhèn)壓技術(shù)來進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。之所以需要進行此類技術(shù)的研究，是因為在耕作播種的過程中很容易出現(xiàn)干旱問題，倘若出現(xiàn)了突發(fā)的干旱現(xiàn)象，擁有機械鎮(zhèn)壓技術(shù)，就能夠在短時間內(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，因此在進行增壓器選擇時，相關(guān)技術(shù)研究者應當根據(jù)實際情況來進行增壓器的選擇。常見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景有所不同，因此在使用的過程中，相應的研究人員要根據(jù)實際情況，使用貼合耕地狀況的增壓器，才能夠達到較為良好使用效果。

2.6機械化節(jié)水灌溉技術(shù)

為了使得日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中盡可能節(jié)約水資源，相應技術(shù)研究者嘗試使用機械化節(jié)水灌溉技術(shù)，來進行日常的農(nóng)業(yè)灌溉。較為常用的機械化節(jié)水灌溉技術(shù)有以下幾種，第1種是渠道機械化的節(jié)水灌溉技術(shù)，這種技術(shù)在現(xiàn)今十分常見，具有較為明顯的優(yōu)勢，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)不需要進行過高的成本投入，并且在使用過程中也無需增添過多的維護費用，即便遭遇到極端天氣也可以正常使用。因此不具備過多資金進行節(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)來達成日常的節(jié)水目標。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水箱和灌溉設(shè)備，才能夠達到灌溉目標，因此在設(shè)備投入購買上需要花費一定的資金。需要注意的是，該種灌溉技術(shù)本身處于不斷的發(fā)展狀態(tài)，在傳統(tǒng)的行走式節(jié)水灌溉技術(shù)使用過程中，為了保障相關(guān)設(shè)備能夠正常運行，需要耗費大量的能源資源才能夠使得有關(guān)設(shè)備正常使用。但隨著依靠太陽能使用，灌溉設(shè)備逐漸推廣普及，該設(shè)備使用過多能耗的問題得到了改進與完善。因此，行走式節(jié)水灌溉設(shè)備本身的技術(shù)改進，將成為具有較大發(fā)展前景的灌溉技術(shù)，在未來能夠得到很好的運用[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進行灌溉。此節(jié)水灌溉技術(shù)的使用對駕駛室要求較高，工作人員需要坐在駕駛室內(nèi)進行相應技術(shù)的使用，為了使得相關(guān)操作變得更加科學合理，駕駛室的舒適性也逐步為人所重視。隨著對噴灌技術(shù)的不斷研究與改進，有關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，想要噴灌技術(shù)得到更好運用，就需要進行駕駛舒適性的調(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，使得駕駛室內(nèi)的各類指標能夠達到最佳狀態(tài)，這樣一來，駕駛員就能夠以更好的精神狀態(tài)進行日常的操作。這一種節(jié)水灌溉技術(shù)其實是人與機械結(jié)合的一種嘗試，將逐步發(fā)展成為專業(yè)的人機工程學。

3結(jié)語

綜上所述，我國農(nóng)業(yè)隨著科學技術(shù)的進步，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)過程中，要采取旱作機械、生化、田間管理等各種先進技術(shù)和設(shè)備，最大限度減少淡水資源的浪費，提高天然降水的利用，走出旱作農(nóng)業(yè)的困境。應當積極轉(zhuǎn)變思路，創(chuàng)新理念，通過發(fā)展以機械化旱作農(nóng)田節(jié)水為主的各項節(jié)水技術(shù)，實現(xiàn)我國旱作農(nóng)業(yè)水資源的高效利用，為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型升級提供技術(shù)動力。

參考文獻：

[1]趙曉霞.機械化旱作節(jié)水機械技術(shù)應用實踐分析[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020，2(6)：51-52.

[2]陳德春.旱作節(jié)水機械化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2019(2)：43.

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

[4]高云峰.旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)機械工程技術(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)機械化技術(shù)推廣站