撰稿:刘宪
作者按:进入腊月,大家仍然在忙碌着。临近小年,终于有了成果。中国农机化协会第一个团体标准上网公示,春节之后将正式发布实施。这个标准的名称叫《农机深松作业远程检测系统技术要求》,顾名思义,浮想联翩。突然回忆起2015年写过的一篇关于深松的发言稿,收集在2015年中国(青岛)国际农机展深松论坛文集中,今荣幸在我协会网站上首发,作为献给中国农机化协会第一个团体标准诞生的礼物。
农业机械深松述评
深松是近年来农业部重点推广的农机化新技术。深松作业时土壤被深松铲陆续抬起后又逐步回落到原位,通过土壤的上下移动以及撕裂、挤压、扰动等形式有效破坏犁底层。从而改善土壤耕层结构,增强土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力。农机深松对粮食增产有显著的促进作用,李克强总理等国务院领导多次指示,要求加快推广机械深松整地。连续两年国务院将“农机深松整地”列入《政府工作报告》。2015年中央农村工作会议提出“2015年全国要力争完成深松整地2亿亩”的工作任务。
现在,深松成为继农机购置补贴后又一个重大政策举措。引起社会关注和媒体聚焦。它与农机补贴有共同特征:一是对农业生产方式影响广泛而深远,二是国家高层领导多次过问,三是国家财政大额资金支持,四是实施规模和力度空前。
毋庸置疑,农机购置补贴政策实施的10年我国农机化发展取得令人瞩目的成绩,农机拥有量超过了建国几十年发展的总量。但引发的问题也同样令人瞩目。除去违法违纪方面的一些问题外,在政策取向和技术层面也有许多需要商榷的空间。静下心来细想问题出现决非偶然,有主客观多种因素造成。或许是10年中,我们更多地操心补贴金额总量的增长,对制度的顶层设计和完善关注不够;对出现的漏洞和瑕疵不以为然。或许还有其他原因,导致在操作环节问题层出,始料不及。如今上下动员,全力推动深松之际,借鉴历史经验,关注顶层设计。就深松的有关问题广开言路,谈经论道很有必要。
推广深松的工作基础
我认为,深松具备的良好基础与多年来推广的保护性耕作密切相关。大规模推广深松之前,在有关技术研究和机具引进开发方面已经做了大量的工作。
从20世纪70年代开始,我国农业科技人员借鉴国外经验,进行了免耕、深松、覆盖等单项保护性耕作技术的实验和研究,在麦地免耕留茬、机械深松等方面取得了初步成果。
1992年,中国农业大学与澳大利亚昆士兰大学合作,在山西引入澳大利亚保护性耕作技术,经过系统实验,提出了一年一熟地区保护性耕作技术体系,开发了多种中小型免耕播种机、深松机、浅松机等保护性耕作配套机具。大量的实验数据证明这种耕作模式在我国许多地区是可行和适用的。
2002年国家将保护性耕作技术列入农业部重点示范推广项目,国家发改委组织编制了专题发展规划,累积投入若干亿元资金,保护性耕作技术的示范推广步伐明显加快。深松、免耕播种和秸秆粉碎还田是保护性耕作三个核心技术。大力推广保护性耕作,促进了深松技术和机具研制开发和推广应用步伐。为今天的深松作业创造良好的条件。
长期从事保护性耕作研究的中国农大李洪文教授团队2006年发表的《中国北方保护性耕作条件下深松效应与经济效益研究》对深松有详细的讨论,该文记载从1993年开始,通过10多年的时间对保护性耕作条件下的深松效应的研究工作,研究者测定了传统耕作、深松覆盖和免耕覆盖3种不同耕作方式下的土壤容重、含水率,水分利用率和产量等数据,试验结果表明,在保护性耕作条件下,每4年对土壤深松一次可以解决土壤变硬问题,持续保持作物高的水分利用率和产量。该论文提出并不需要年年深松.相对深松覆盖(年年深松),4年免耕覆盖+1年深松的耕作方式能提高大约25%左右的经济效益。
回想当年推广保护性耕作时反复强调免耕+深松,使我首次看见深松机械,了解和加深对深松技术的认识,我想在许多人的潜意识中也可能有类似的体验。保护性耕作使我们对深松不再陌生。今天,为打破犁底层需要推广深松,尽管内涵不完全相同,但当初做法仍可借鉴,技术和机具仍可以引用。做保护性耕作项目时曾经激烈争论是否要在南方推广,是否要取消铧式犁等等,现在推广深松很有必要总结推广保护性耕作时经验,遵循的因地制宜的思想方法。避免走一刀切和脱离实际盲目指挥的弯路。
关于深松与其他耕作方式
联产承包责任制以来,我国许多地区连年用旋耕机进行浅翻、旋耕作业,致使在耕作层与心土层之间形成了一层坚硬、封闭的犁底层,又称“亚表土层”。资料记载:一般离地表12—18厘米,厚约5—7厘米,最厚可达到20cm。令人焦心的问题是各地的犁底层情况我们并不完全清楚,大面积的犁底层很难见到,只能借助局部剖面看到的犁底层去联想和推断,主观想象似乎犁底层不会是一个大平面,厚度会不一,要想定量描述,用计算机模拟,要收集积累大数据。对耕作土壤来说,具有不太厚犁底层对保持养分,保存水分还是非常有益的。但是犁底层过厚(20cm)、坚实,对物质的转移和能量的传递,作物根系下伸,通气透水不畅。
解决办法一是深耕二是深松。深耕可以有效的破除犁底层;但由于土壤翻动大,能量消耗多,作业成本高,上世纪70年代,我下乡的地方,农民每年都要用牛拉着单铧犁翻地,有的延续至今;第一年深耕会将坚硬生土翻到表层,致使耕层土壤性能短期下降。深松也可以有效打破犁底层;动力消耗较小,深松与旋耕或播种的联合作业,效率高工不误农时;在不破坏原有耕层的情况下即可改善土壤性能,减少土壤水分、肥分损失。但深松部件结构的不同,破除犁底层的效果不一。许多人认为上述破除犁底层的两种方法,推广深松比深耕更适合当前农业生产方式和农机化发展水平。国家出资补贴深松作业符合国情。我80%同意上述观点。
我认为大面积推广深松不仅要动用大量财政经费,还涉及到耕作制度变化,涉及调整土壤-机器-植物的复杂关系。不同土壤类型深松多长时间搞一次,什么深度、时机、频次合适,破除犁底层统一的模式是否科学可行?如何布局和长远打算需要多听取各方面意见。因此建议在2015国际农机展览会期间设立深松机具专区举办深松论坛,出版深松文集。得到中国农机流通协会领导们的支持得以实施。大家参与深松机具展示和论坛十分踊跃,很受鼓舞。
这些天,我拜读了深松论坛的文集一些稿件,观点新颖;论述很深度,读后有启发。例如中国农大张东兴教授认为:我国科技人员针对我国土壤存在的问题进行了大量研究,形成了深松、少免耕、节水灌溉等一批单项技术成果,对土壤改良和作物增产起到了明显的推动作用。但这些单项技术措施缺乏针对不同土壤类型的合理耕层构建技术指标的指导,使单项技术不能合理实施并发挥应有的作用;由于土壤耕作技术及相应配套技术不完善,造成部分地区土壤深松后出现水分蒸发加剧,甚至作物减产的现象。要使深松改土技术发挥最大生产效益,必须结合我国土壤类型和农作物种植制度+轮耕,深入研究更具针对性的土壤合理耕层构建技术指标、技术模式和相关配套技术,建立不同区域主要土壤类型合理耕层构建技术指标,并形成相应的简化技术模式进行推广。
安徽宿州白云和马云工程师认为:土壤深松不意味着松的愈深愈好,应该是根据土壤类型不同,宜深则深,宜浅则浅。一是可根据不同目的、不同土壤质地和土壤剖面分析情况来确定,一般用于渍涝地排水、盐碱地排盐洗碱的,应选用40-50cm松土深度;对于以打破犁底层、增加蓄水保墒能力为目的,可根据土壤耕层状况选择30~45cm的松土深度为宜。二是无论何种类型土壤,首次作业深度至少要打破犁底层,但不宜过深,以后作业可视其不同类型土壤剖面分布逐渐加深(由于土层加厚,土壤养分缺乏,过深不利土壤肥力的恢复)。只有土壤受到压实形成坚硬犁底层的情况下,深松才有必要,并与耕翻交替耕作,一般3—5年深松一次;在实施免少耕保护性耕作的当年,必须首先深松一次,以打破犁底层,改善土壤的性能,以后可根据土壤容重来确定作业周期,当土壤的容重超过1.37克/立方厘米,则应进行深松。
河南商丘娄世忠和宋彦君认为:土壤性质影响着机械化深松整地效果的发挥。砂质土壤由于犁底层薄且较软,深松效果不明显。粘土和壤土土壤由于犁底层厚且较硬,深松后能有效打破犁底层,贯通水、肥、气、热的输送通道,蓄水保墒效果得到改善,容重下降较为明显,作物稳产、高产能力显著提高。机械化深松整地技术推广重点应放在粘土质、壤土质的地块上;
我在淮南淮北调研当地反映深松的深度要因地制宜,不能一刀切规定一个深度,犁底层的情况需要分类研究。也有人主张深耕和深松轮换,不是一味推行深松,呼吁翻转犁不能都淘汰。铧式犁深翻效果不错,各地应用面积也不少,仅仅补贴深松作业不够的,其他打破犁底层的技术措施也应该鼓励应该补贴。这和目前的安排不完全一致,怎么对待?应该提倡探索和采用不同的技术模式,防止偏差。才是真正负责任的做法。不同地区的耕层构建是一个新课题。建议对不同地区的土壤犁底层和深松深耕效果要通过建立观测点的方式长期观测,建立一手资料数据库。对不同地貌、土壤、作物、机型、技术模式等进行组合对比试验,推进技术创新,制定深松作业质量标准和技术规范,探索适宜的技术模式和技术路线。
深松作业与机具研发
机具开发与深松作业模式关系密切,目前作业模式大体划分为两类:一是单一深松作业,二是复式作业。复式包括:深松作业+旋耕、深松作业+旋耕+播种、深松作业+免耕播种、深耕等等。单一深松作业质量高效果直观便于控制,补贴政策容易落实等优点。适合大部分地区和首次深松地块。复式作业效率高,成本低,减少机器进地次数,减轻拖拉机对土壤的压实。但对机具要求高,不是所有地块都适宜复式作业。不排除为追求深松面积,敷衍了事的现象,总之情况比较复杂。另外复式作业质量监控和落实深松补助也有一定难度。
企业要围绕深松作业要求,根据不同地区和作业条件进行针对性设计,开发深松机具。这次深松论坛介绍的机具都做得不错。一些企业在机具开发中不仅做了大量田间试验,还进行深松铲的耐磨性测试,深松机的功耗分析,大华、亚奥、豪丰、工力等企业都出了精品。我国深松机具的产品水平与国际先进水平差距迅速缩小。应该向他们致敬。也有个别企业在原有机具上加几个深松铲了事,框架不变强度不够,害人害己。应该淘汰。一些企业反映新式机具定型难,鉴鉴定难,复式作业机具未享受相应档次的购机补贴。
这些问题多次反映没有解决,关键下决心做不够。建议有关部门在支持机具新产品鉴定,推广鉴定方面要有新措施,要将用户使用情况反馈到生产厂家,帮助生产厂家掌握需求,生产性能更好的机具。山东、河北、河南和陕西等地一些农机企业开发了很受农民欢迎的深松机具,但因种种限制没有得到相应补贴,影响企业生产积极性。没有适用机具完成大面积深松任务就是一句空话。建议出台加大深松机具补贴的政策。企业在继续努力争取政策支持的同时,应该以优惠价向市场提供深松机具。这是企业长远发展需要,也是企业家的社会责任。
为宣传品牌机具,2015国际农机展览会设立了深松技术与机具专区,组织行业专家对100多种报名参展的深松机具进行遴选评审,推荐了一批产品放在专区集中展示,这些产品符合以下条件:1、经过鉴定合格或技术指标先进的新产品;2、终端用户信赖,具有一定市场销量和品牌影响力;3、未出现重大、集中性批量质量投诉。4、 具有区域代表性,兼顾各种机型和不同地域不同作业要求(如单一作业和复式作业)。由于展示场地有限,一些企业的好产品没有机会展示,中国农机流通协会已经着手开辟网上展厅,通过各种技术手段,全面系统介绍好的机具。推动更多适用机具问世。
深松作业监控
政府重视,财政支持,大家努力,全面完成2015年2亿亩深松任务应该有把握。目前有些担忧的是深松作业的质量,主要是深度和行间间隔是否达标。大面积作业质量如何判断,尤其作业状况的连续测量,防止漏松更难。因为政策是按面积补贴,为省油,提高效率。面积完成的同时,深度和间隔往往难以全面兼顾。深松的敌人是犁底层,大面积大范围破除犁底层说起来容易真正做到难度很大。各级农机管理部门工作经费少,落实面积任务重,手段落后,监督困难。深松质量如何保障必须高度重视。
早期作业面积以人工抽查为主,利用手持GPS测亩仪,绕作业地块行走一圈,测出实际作业面积。作业深度也是人工使用铁棍、卷尺抽查。 工作量大,检查覆盖面低,记录不准确。为加强对作业质量的控制。各地探索深松面积、深度、间距实地电子监测。各科研单位探索借助超声探测、受力部件微变形(应变片)传感、发动机负荷变化监测、现场视频监测、机具空间位置变化测量等不同的原理和方法,实现深松机具作业质量动态监测,开发了若干种装置。
其中,国家农业智能装备工程技术研究中心的深松作业监管装备成熟度比较高。能够较好适应深松作业现场环境。耐高、低温;防潮防水;抗震防尘;可以有效对深松作业质量进行智能化、网络化监管。该深松作业补贴监管终端由监测主机、GPS、机具监测传感器、机具识别传感器、防水摄像机等组成。可以实时监控农机深松作业综合信息:
一是车辆信息:包括车牌号码、农机类型、车主姓名、车主电话等;
二是现场作业GPS信息:包括时间、位置、速度、GPS状态;
三是作业现场可视化信息:包括图片、视频;
四是记录作业参数信息:包括作业面积、作业状态、机具幅宽、机具状态。
经过若干省区实地应用,工作可靠,数据稳定。目前已安装几百套投入使用。其他单位开发的监测装置也各具特色,例如哈尔滨工业大学技术信息研究所和大唐电信科技股份有限公司开发的深松作业监控系统也各有所长。这些系统不仅为深松作业质量监测提供了技术支撑,也为实现各类农机作业远程监控提供了平台。符合“互联网+”的发展方向,“十三五”期间这方面可以做很多的事情,智能农机发展前景广阔。
(信息来源:中国农业机械化协会)