保护性耕作技术筑牢粮食安全根基

文|本刊记者 孙洁

受新冠肺炎疫情的影响，世界上多个粮食出口大国加大了本国的粮食储备，限制粮食出口量，我国粮食安全也因此面临着挑战。在我国东北地区，黑土地生产全国1/4的粮食，占对外供应量的1/3。从一定程度上说，守住东北黑土地，就守住了国家的粮食安全。

近年来，由于化肥的过度施用、秸秆随意焚烧、不合理的耕作方式等导致当前我国东北黑土地存在“浅、硬、厚”的问题：耕层逐年变浅，仅0.15米；土壤硬度变高，严重板结；犁底层变厚，达0.12米左右。

***总书记对东北黑土地的保护工作高度重视，多次提出对黑土地实施战略性保护。2020年7月***总书记在吉林省梨树县考察时，提出一定要采取有效措施，保护好东北黑土地这一“耕地中的大熊猫”。

那么，究竟如何保护黑土地？

玉米精密播种 为黑土地丰产蓄能

保护性耕作是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆覆盖地表，减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。这项技术实施的核心农机装备是免耕播种机。中国农机院研发的2BMY系列玉米免耕精密播种机，可以在前茬作物收获后，直接进行播种作业，一次性完成清秸秆、开沟施肥、播种、覆土、镇压等多项作业工序。播种机带有播种质量监测装置，可实现漏播报警和作业面积监测等功能，既替代了传统播种机作业时需要人辅助观察作业质量，又实现了玉米种子使用量、作业面积等的统计，科学种植，提高玉米单产。

与传统的播种机械相比，此种玉米免耕精密播种机有一些创新点。

“双齿盘交错”秸秆侧向移位技术与装置。设计一对齿形圆盘轮V型交叉安装，相对旋转，把地表上残留、覆盖的秸秆拨向两侧，清洁了种床带，为开沟器创造良好的开沟环境，有效解决了开沟器秸秆拥堵和堵塞、秸秆架空种子影响发芽等免耕播种的难题。结合波纹圆盘切土、双圆盘开沟播种创制出组合式双齿分草开沟播种系统，实现大根茬和秸秆覆盖工况下播种作业。合格粒距变异系数12%、晾籽率1.4%。

“弹齿盘组”秸秆侧向移位技术与装置。设计一种可竖直旋转的弹齿盘组，以播种机纵向中心轴分两组，每组内弹齿盘之间的弹齿位置交错，在拖拉机PTO的驱动下旋转，两组弹齿盘相对旋转，把工作幅宽内地表上覆盖的秸秆依次拨到工作带两侧，使种带清洁，为开沟器创造良好的工作环境。该装置安装在播种机开沟器前面，与开沟器配合使用，实现了免耕播种作业。根据地表秸秆量可选装该装置。段粒数合格率93%，播种深度合格率90%。

高速恒压气吸式精密排种技术与装置。改进了可外置调节的气吸式排种器内侧刮种刀结构、搅种装置焊接工艺技术，显著提高单粒排种精度和调节方便性；创新了独立动力驱动的气吸式排种器恒压系统技术，使气室压力恒定，解决了气吸式排种器高速作业条件下气压不稳定造成漏排、以及田间地头转弯气压中断，造成种子成堆下落问题，不仅节约种籽，更关键的是减少了漏播、提高了排种均匀性和整机作业性能的可靠性。

创新成果应用推广及效益分析

保护性耕作技术的应用可改善土壤结构、增加土壤有机质含量、提高土壤肥力、减少土壤侵蚀，具有抗旱增产、降低生产成本等优点，相对传统精耕细作是一次耕作技术革命。

玉米免耕精密播种机械装备的推广应用，打破了进口免耕播种机在我国的垄断局面，实现我国自主研发与制造大型免耕播种机“零”的突破，解决了东北垄作区保护性耕作无机可用的难题，也助力了东北地区保护性耕作技术的推广。

据中国农机院播种机械研发团队介绍，该项成果近年来在我国北方地区得到了较大面积的示范推广和应用，产生了明显的增产增收和节支效益。通过点上跟踪和面上调查统计，近三年该项成果在吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古等省（区）累计示范推广面积约2亿亩，该技术还具有显著的减少作业环节、降低作业能耗、提高作业效率、减少生产用工、解决种（肥）投入和延长机具部件寿命等优势。据多地多点调查统计，包括省工、省种、省肥、省能耗和维护成本在内，平均每亩可节省40元以上，累计实现节支效益80亿元。

生态效益方面，通过保护性耕作技术的使用，增加土壤蓄水能力15%以上，提高土壤有机质含量，减少农田风蚀50%以上，为秸秆禁烧提供技术与装备支撑，也为保护性耕作推广计划提供机具保障。

目前，玉米免耕精密播种机主要用于黑龙江、吉林、辽宁及内蒙古东部的玉米免耕播种作业。机具有2行、4行、8行，主要用于个体农民、家庭农场和农机合作社。根据科研人员调研发现，用户在使用过程中对于该机具的评价也是多维度的。

东北地区地表具有大量秸秆根茬，该播种机播种开沟部件前配置了分草轮机构，可清理种床内的秸秆，有效解决开沟器堵塞问题。在分草轮的作用下，后面破茬和开沟圆盘能够轻松切断根茬和残留秸秆，在覆土镇压轮的作用下，确保种子与土壤接触良好，为种子提供理想的发芽生长条件。

因为免耕直接播种，地表平整度差，该播种机的单体通过平行四连杆机构与机架连接，实现各播种行的独立仿形，有利于播种深度一致。与气吸式排种器相比，指夹式排种器无需负压风机，播种机整机结构相对简单，购机成本较低，对拖拉机配置要求较低，功耗较小；与勺轮式排种器相比，具有主动约束取种，排种性能好。

东北地区人均耕地面积较多，且长期以来采用单茬种植、春播秋收、翻耕起垄、坐水播种玉米大豆的机械化作业方式，所以农村大量保有中小型轮式拖拉机。针对此类拖拉机牵引功率大小以及轮距与行距的匹配情况，该播种机分别可与25.7-40.4千瓦和40.4-55.1千瓦动力段拖拉机配套使用，行距0.6-0.65米，拖拉机轮距1.3-1.4米，作业时拖拉机轮胎跨过两行垄台。

不同用户群体对机具的需求不同，个体农民种植面积和现有动力相对较小，多以2行播种机为首选，2行播种机每天作业面积约80亩，一般作业3-4天就可完成播种作业；经营面积1000亩以上的家庭农场可使用2行或4行播种机，一般作业5-10天可以完成播种作业；农机合作社以社会化服务为主，使用机型比较多，2、4、8行播种机，每个季节每台机具可服务播种面积1500亩以上。

最近两年新冠肺炎疫情严重，为拿到第一手资料，全面了解东北不同区域的播种生产条件、播种机具的工作性能及存在的问题等，中国农机院播种机械研发团队数次奔赴吉林、黑龙江、辽宁玉米主产区开展玉米免耕精密播种机田间试验。-200C严寒也未能阻止农机人战胜困难的脚步，以农机人的坚毅精神，完成了试验任务，获取了宝贵的数据，为机具优化改进奠定了基础。

“我们会根据这些数据完善机具的作业参数，对土壤含水量、地力、作物特性等进行实时调节，计算漏播、重播、播种面积、排种粒数等作业指标。”中国农机院播种机械研发团队相关负责人告诉记者，未来，玉米播种机将向智能、高效、精准、环保方向改进，突破高速作业条件下精密排种、播深和镇压力智能调控、工作部件减阻低功耗等技术。