提高农业机械化水平促进农业可持续发展

　　摘要：在中国农业现代化建设中，影响农业资源可持续发展的主要因素是土、种、肥、药、水。精准耕整技术、精准播种技术、精准施肥技术、精准施药技术和精准灌溉技术是提高农业资源利用率的几项关键技术。提高农业机械化水平，是促进农业资源可持续发展的重要途径之一。该文介绍了提高农业资源利用率的机械化精准作业关键技术与机具。为了进一步发挥农业机械化在提高农业资源利用率、促进农业可持续发展中的作用，该文建议：进一步加强农机农艺融合，加强相关基础理论研究；进一步加强相关关键技术的研究；进一步加强相关机械与装备制造的自主创新能力；进一步加强推广应用。

　　关键词：农业机械；机械化；可持续发展；农业资源利用率；农业可持续发展

　　0引言

　　中国是一个农业大国，但不是农业强国[1]。发展高效、安全的现代生态农业是中国农业现代化建设的重要目标。在中国农业现代化建设中，影响农业资源可持续发展的主要因素是土、种、肥、药、水。农业机械化是农业现代化的重要内容和标志之一[2]，提高农业机械化水平，是促进中国农业资源可持续发展的重要途径之一[3]。

　　中国耕地普遍存在等级低、质量不高等问题，第二次全国土地调查的耕地质量结果显示，全国耕地平均质量等别为9.96等（最好为1等，最差为15等），中低等耕地面积占70.6%，总体偏低[4]。主要表现在[5]：耕作层变浅；部分地区耕地土壤有机质下降；水土流失，次生、盐渍化、酸化等问题严重，土壤污染问题突出。同时，有相当一部分耕地地块零碎不规整，田块狭小。

　　1精准耕整

　　土地精准耕整是提高水、肥、药利用率、促进作物生长、提高作物产量的重要途径。保护性耕作、深松和激光平地是土地耕整的3项关键技术。

　　1.1保护性耕作

　　中国水土流失严重，据统计，全国每年流失的表土在50亿m3以上，风水蚀耕地面积约1万km2[13]。世界权威杂志《科学》（2004年）曾经刊文“土壤碳管理”（ManagingSoilCarbon）认为：农田翻耕导致了土壤的碳流失，同时加剧了土壤侵蚀，保护性耕作可以有效减少土壤中碳的流失，增加土壤肥力。

　　1.2深松

　　深松作业是替代传统耕翻的一项土地耕整技术。通过疏松土壤，打破犁底层和加深耕作层改善土壤的透水、透气性能和团粒结构，使雨水更容易入渗到土壤中，从而有利于作物根系的发育，提高蓄水保墒能力。

　　2精准播种

　　2.1玉米精准播种

　　中国的玉米种植面积不断扩大，至2013年，玉米已成为中国第一大粮食作物。由于生产、经营模式的限制，目前在中国的玉米种植过程中，资源利用率低、投入产出率低，因此，当前的生产模式和经营模式亟待革新。

　　目前，美国约翰迪尔(JohnDeere)公司的玉米播种机和德国亚马逊(AMAZONE)公司的玉米播种机技术处于世界领先水平，具有大型、宽幅、高速、机电液一体化和电子化等特点，播种均匀一致、深浅一致。瑞士V魧DERSTAD公2司的新型排种器采用机械式排种与正压压种相结合，有效克服了在开始和结束时的漏播现象，对气压要求低，播种效果好。

　　2.2水稻精量穴播

　　目前中国采用直播方式的水稻种植面积约占30%左右，以人工撒播为主[35-36]。采用人工撒播方式种植的水稻生长无序、疏密不匀，因此，通风透气性差、易受病虫害侵害、抗倒伏性差。为了解决人工撒播存在的问题，华南农业大学在水稻精量穴播技术和机具研究方面取得了重大突破，研制成功2BD系列水稻精量穴播机，可同步开沟、起垄和播种，实现了精量播种和节水栽培[37]，并有效提高了水稻的抗倒伏性。该研究成果的鉴定结论为“在水稻水直播机械研究领域居国际领先水平”。从2006年起，在国内24个省（区）及老挝、缅甸、泰国、越南和柬埔寨进行了推广应用，结果表明，精量穴播比人工撒播、人工抛秧和人工插秧可分别增产10%、8%和6%以上，每公顷节约成本分别为750、1124和1874元，可节省水稻生产用水30%以上和减少甲烷排放10%以上。2013年和2014年新疆精量穴播的水稻连续两年产量超过15t/hm2[38]。

　　3精准施肥

　　3.1农田养分信息快速获取

　　土壤养分测量是实施精准施肥（主要是基肥）的前提[39]，施肥前对土壤中的养分情况了解不够，未能做到按需施肥，是农业生产中肥料利用率低的一个很重要的原因。目前采用的土壤测量仪器主要有3类[40]：1）基于光电分色等传统养分速测技术的土壤养分速测仪；2）基于近红外技术（NIR）通过土壤或作物叶面反射光谱特性直接或间接进行农田肥力水平快速评估的仪器；3）基于离子选择场效应晶体管（ISFET）集成元件的土壤主要矿物元素含量测量仪器。中国农业大学设计了土壤养分测量传感器，浙江大学研究了农田土壤有机质和氮素快速测定方法与仪器[41]。华南农业大学研制了机载GPS土壤自动取样装置，可绘制氮、磷、钾、pH值和有机质的分布图，为测土配方施肥提供准确的田间土壤肥力分布情况，为指导按需施肥提供依据[38]。

　　3.2测土配方施肥

　　测土配方施肥是以土壤养分测量和肥料田间试验为基础，综合专家知识，根据土壤供肥性能、作物需肥规律与肥料效应，在施肥前确定氮、磷、钾及微肥的适宜用量与比例，是提高肥料利用率的措施之一[42]。目前国内用于测土配方施肥的土壤养分测试方法包括ASI法、M3浸提剂和AB-DTPA浸提剂[43]。为了提高土壤养分测试效率，在引进国外先进技术的基础上，中国农科院土壤研究所经过十几年的研究，形成了适应于中国大部分地区土壤使用情况的批量化前期处理技术、专业化测试技术、自动化的数据采集技术和程序化的推荐施肥技术，这一套技术不仅大大提高了中国测土配方施肥的分析效率和降低了成本，而且提高了测试精度，是目前中国先进的测土配方技术[44]。

　　参考文献：

　　[1]赵其国，土壤污染与安全健康：以经济快速发展地区为例[C].//第四次全国土壤生物与生物化学学术研讨会论文集.广州，2007.

　　[2]唐华俊.全国土壤肥料科研协作学术交流暨国家“十一五”科技支撑计划“耕地质量”与“沃土工程”项目启动会上的讲话[R].北京：中国农业科学院，2010.

　　[3]张锐，刘洁，诸钧，等.实现作物需水触动式自适应灌溉的痕量灌溉技术分析[J].节水灌溉，2013(1)：48-51.6

　　作者罗锡文1，2，廖娟1，胡炼1，2※，臧英1，2，周志艳1，2

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