农业机械学课程论文

华中农业大学本科课程论文

保护性耕作与免耕播种机的发展现状与前景Present Situations and Prospects of Conservation Tillage and No- tillage Planter

学生姓名：刘东昌

学生学号：2007307200460

学生专业：农业机械化及其自动化

指导教师：黄海东副教授

华中农业大学工学院

二○一○年五月

摘要................................................................... .. (3)

关键词 (3)

Abstract (3)

Key words (3)

1 引言 (3)

2 保护性耕作技术现状 (3)

2.1保护性耕作的内容 (3)

2.2 保护性耕作技术的特点和意义 (4)

2.3 保护性耕作的起源及国内外发展概况 (4)

2.3.1起源 (4)

2.3.2国外发展概况 (4)

2.3.3国内发展概况 (4)

3保护性耕作对免耕播种机的要求 .............................................. .5 4.免耕播种机的发展现状...................................................... .5

4.1 国外免耕播种机的现状................................................ .5 4.2 国内免耕播种机的发展现状. (6)

4.2.1 玉米免耕播种机................................................ .6

4.2.2 小麦免耕播种机................................................ .6

4.3 我国免耕播种机存在的问题............................................ .6

5.发展前景.................................................................. .7

6.参考文献 (7)

7.致谢 (8)

保护性耕作与免耕播种机的发展现状与前景

摘要:当今人类正面临着全球气候变暖、资源短缺、耕地退化和人口膨胀的巨大挑战。发展保护性耕作有助于解决这些问题，促进农业可持续发展。保护性耕作能减少土壤风蚀与水蚀，减少土壤耕作次数，减少土壤压实程度，保护和改善土壤结构，从而提高播种质量，提高作物产量，是发展农业的重要措施。为此，通过对发展保护性耕作的背景和意义的分析，论述了目前我国免耕播种机发展的现状及存在的问题，并探讨了我国免耕播种机的发展前景，指出了免耕播种机在我国具有广阔的发展空间。

关键词:农业工程；保护性耕作；综述；免耕播种机；发展

Present Situations and Prospects of Conservation Tillage and

No- tillage Planter

Abstract:Human beings are facing great challenges today on global warming，resources shortage，land degradation and population expansion. The development of CT(conservation tillage)should have big help to reply the challenges and promote sustainable agriculture forward．Conseivation tillage Can reduce wind and water erosion on soil，reduce cultivated frequency and soil compactedness，protect and improve soil structure,then improve seeding quality and increase the crop yield and has become an important method of developing agriculture.Hence,through analyzing the background and significance of protective cultivation ,this paper states present situation of no-tillage planter and its defects，and discusses its development prospects in china.

Key word:agricultural engineering; conservation tillage; summary; no-tillage planter；development

1 引言

保护性耕作技术是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆、残茬覆盖地表，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。保护性耕作的大多数作业必须由机械完成，其所用机具种类比传统耕作机具少，但主要机具的结构和性能一般比传统机具复杂且要求高，特别是免耕播种机是保护性耕作的关键机具。免耕播种机质量的好坏是保护性耕作技术能否大面积推广的决定性因素。

2 保护性耕作技术现状

2.1保护性耕作的内容

保护性耕作的内容主要包括以下几个方面的内容[1]，一是保护性土壤耕作措施，这是保护性耕作的基本措施，如免耕、少耕、坡耕地等高耕作、沟垄耕作以及旱地在非耕不可情况下的防风蚀耕作等。二是保护性土壤耕作措施与作物残茬覆盖、秸秆覆盖、地

膜覆盖等相结合的覆盖耕作。三是保护性作物种植，即通过合理的作物布局、轮作倒茬、间作、混作、套作、复种、插种等技术构建作物复合群体，增加农田的覆盖度和覆盖时间，防止土壤水蚀风蚀。目前我国实施的坡耕地、沙化耕地退耕还林还草工程是应用面积最大、效果最好、以种植保护性作物为主的农林结合、农牧结合的保护性耕作措施。四是保护性工程措施，如山坡地水平梯田建造及耕作方法、沙地衬膜种植法。五是农田防护林网和防风屏障的建植等。保护性耕作的功能是使农田土壤不受侵蚀，保持土层稳定的结构状况，改善土壤理化性状。核心是建成保土、保水、保肥的“三保田”，防止水土流失，保护生态环境，并可节本增效。目的是实现农作物的持续稳产高产。保护性耕作是实现农业可持续发展的主要技术措施。

2.2 保护性耕作技术的特点[2]和意义

1)由于地表土层松动减少，能够减少土壤水分蒸发和水土流失，覆盖的残茬还防能止水分蒸发，同时又是有机质的来源。

2) 减少耕作次数，大大降低耕作机组对耕作层的压实程度；保持了适当的空隙度，可减少土壤内有机质的分解速度，能持续供给腐殖质，促进土壤团粒结构的形成，有良好的蓄水保肥的性能。

3) 由于机组进地次数的减少，大大降低了耕作成本和劳动强度。

4) 防止风蚀和扬沙，解决农田冬春裸露易起沙的问题，对治理沙尘暴有明显作用，利于改善生态环境。

2.3 保护性耕作的起源及国内外发展概况

2.3.1起源[3]

19世纪末，美国实施西部大开发，大量干旱半干旱草原被开垦成农田，并采用机械化耕耙播种。由于连年翻耕，植被被破坏，土壤遭退化，导致了一场震惊世界的“黑风暴”。仅1935年美国就毁掉300万hm2耕地，冬小麦减产510万t。“黑风暴”推动了人们对传统耕作方法的反思和对保土保水新方法的探索。1937年美国俄亥俄州的农民试验发现，在保证播种质量和有效除草条件下，免耕能够获得相同的作物产量。经过20多年试验研究，20世纪60年代美国开始推广免耕法，80年代成为美国主流耕作技术，1995年更名为保护性耕作法。

2.3.2国外发展概况

目前保护性耕作面积占耕地面积60％以上的国家主要在北美洲(美国、加拿大等)、南美洲(巴西、阿根廷、巴拉圭等)和澳洲(澳大利亚等)，欧洲保护性耕作面积占15％左右。亚洲、非洲和前苏联国家保护性耕作面积相对较少。

2.3.3国内发展概况[4~8]

我国干旱及半干旱耕地面积占52．5％，遍及北方16个省市区。西北干旱、半干旱地区，存在着土壤贫瘠、产量低、农民生活贫困和风蚀沙化、水土流失两大问题。需要既保护环境又增产增收的耕作技术。华北一年两熟灌溉区存在着作业成本高、地下水严重超采、能源消耗大以及焚烧秸秆等资源可持续的问题。需要既保持高产，又减少资源消耗、降低成本和大气污染的可持续耕作技术。主要发展过程如下：

1)试验阶段(1991～1999年)

1991年中国农业大学、中国农业科学院、山西省农机局等合作，开始了机械化保护

性耕作系统试验。先后在山西、河北建立了一批试验区、测试区。试验设计了不同耕作和不同覆盖的处理。经过8年试验，证明保护性耕作在我国北方是适用的，可行的。筛选出了一批技术模式，开发出多种轻型保护性耕作机具。

2)试验示范阶段(1999--2004年)

1999年，开始在河北、辽宁、内蒙古、甘肃、陕西等一年一熟地区试验示范。

2000年，开始在河北一年两熟地区系统试验。

2002年，农业部“保护性耕作示范建设”项目启动。当年在12个省区建立38个示范县。保护性耕作进入政府推动阶段。

3)示范推广阶段(2005年至今)

2005年，中央一号文件提出“改革传统耕作方法、发展保护性耕作”。发展保护性耕作上升为国家政策。

2007年，在北方15个省市区共建立国家级示范县173个、省市级示范县328个，示范推广面积204万公顷，应用免耕播种机8万多台。农业部计划2010年保护性耕作面积推广到400万公顷。

3.保护性耕作对免耕播种机的要求

农作技术与农作机具是农业生产中相互依存、相互制约的两个范畴，前者是后者产生和存在的前提并依赖后者而实现，后者为前者的实现而创制并能促进前者的发展。同样，保护性耕作的大多数作业必须由机械完成，其所用机具种类比传统耕作机具少，但主要机具的结构和性能一般比传统机具复杂且要求高，特别是免耕播种机( 又称免耕覆盖播种机、免耕覆盖施肥播种机) 是保护性耕作的关键机具。保护性耕作免耕播种机质量的好坏是保护性耕作技术能否大面积推广的决定性因素，故保护性耕作对免耕播种机提出了较高的要求[9]：

1) 播种机必须具备良好的清草排堵功能，能够有效地防止残茬和秸秆对机器的堵塞，在不利的条件下播种时田间通过性能良好。

2) 开沟器应具有良好的破茬入土功能。免耕地面较坚硬又有作物残茬，故要求开沟器入土能力强，开出利于种子和根系生长发育的种沟，沟形应利于种子发芽，动土少，利于保墒。

3) 覆土镇压装置性能良好，利于将湿土覆盖在种子上，并压实避免跑墒，提高种子的出苗率。

4) 地面仿形功能良好。由于保护性耕作地表平整性比传统耕作差，地表不平度增加，为保证播深一致，播种机必须具备地面仿形功能。

4.免耕播种机的发展现状

4.1 国外免耕播种机的现状[10]

国外农场土地面积一般较大，拖拉机的功率也较大，免耕播种机一般都是牵引式的开沟器，多个开沟器间隔大，机器又宽又重，土壤工作部件复杂一次可完成破茬、开沟、播种、施肥、覆土和镇压等多项作业，属联合作业机。如：美国的USDA型澳大利亚的KMC 型免耕播种机性能都比较优良。John Deer 的免耕施肥播种机械较多，如1820型锄铲式气力播种机、1890 和1895 型圆盘式免耕气力播种机，均可与1910 型种肥车配套使用，适合麦类豆类油菜等作物施肥播种；1750，1760,1770 和1780 型免耕精量播种机，适合玉米大豆等作物精量播种。这些Deer 系列机械机架坚固，与地面间距比较大，同时选用波纹圆盘切割秸秆残茬，机械通过性能良好，可靠性强，适应高速、宽幅作业。

但国外免耕播种机一般机具大、施肥量少、机具转弯半径大、机构复杂且价格昂贵，不适合我国国情。

4.2 国内免耕播种机的发展现状

4.2.1 玉米免耕播种机[11~13]

1996年，北京农业工程大学和山西省农机局共同研制的2BMFY-4 型玉米免耕施肥播种机,能在玉米整秆覆盖情况下进行作业。显著特点是具有防堵装置,保证在有大量秸秆覆盖的条件下有良好的通过性，确保播种质量。其行距株距和施肥量可在较大范围内调整，用途广泛。更换不同的排种盘，可精播玉米、大豆、棉花向日葵等作物，一次完成破土灭茬开沟下种施肥覆土和镇压等作业。

1998年，山西省新绛机械厂生产的2BGM-3 型和河北省无极县机电厂生产的2BY-3 型小型玉米免耕播种机，均采用整体式种肥侧位分施方式和锄铲式开沟器开沟器，幅宽较大阻力也较大，入土能力强种，肥间距比较小。

2000年，新疆石河子大学机械电气工程学院研制了2BCM-6 型茬地免耕播种机，采用三点悬挂式配套动力40.6kW ，工作部件入土性能好，防堵能力强。其优点是既能实现整机仿形，又能实现各工作部件的单体仿形，仿形范围大，以确保播深稳定一致；不足之处是覆土性能较差，开沟深度和宽度有待加大，开沟排种器易滑行。

2002年，中国农业大学研制的2BMF-4C 轮齿拨草式玉米免耕播种机，采用垂直切草盘+轮齿式拨草器，排堵能力强，且土壤搅动量小；尖角铲式开沟器开出的沟形窄，入土性能好，可自动回土，结构简单；肥种垂直分施，间距在5cm 以上，满足大施肥量且不烧伤种子的要求。该机采用平行四边形单体仿形，改善了播深均匀性，适于一年一熟玉米种植区使用。

4.2.2 小麦免耕播种机[14~16]

1996年，北京农业工程大学和山西省农机局共同研制的2BMFF-9 型小麦免耕施肥播种机，采用了尖角开沟器，种肥垂直分施，播种后种沟自动合拢，不用覆土，最大程度地减少晾晒时间，是一种抗旱抢种和保全苗的理想播种机。该机能一次完成破土、开沟、播种、施肥和镇压等作业，通过性良好，基本上无堵塞现象，排种深浅一致。

2002年中国农业大学研制的2BMF-6 型小麦免耕播种机与11k~13.3kW 小型拖拉机，配套采用双排梁结构，同一排梁上的开沟器间距达到30~40cm，增加了梁之间的距离；种肥采用同一个开沟器，较好地解决了防堵和种肥分施问题。目前该种机型已在一年一熟地区的小麦和莜麦等免耕播种中大量采用。

2BMFS-5/10 型免耕覆盖施肥播种机是中国农业大学河北农机局等单位的国家十五科技攻关成果。该机采用加装旋转刀具的种肥开沟器，可在直立玉米秸秆或秸秆粉碎还田地免耕播种小麦。同时也可在高麦茬地播种玉米，其秸秆切碎能力和防堵塞能力强，种肥开沟器沿前进方向向后排列，减少开沟器壅堵，提高了机具的田间通过性。

4.3 我国免耕播种机存在的问题

我国免耕播种机机组进地一次完成破茬、开沟、播种、施肥、撒药、覆土、镇压等作业，在作业全部生长过程中，除采用除草剂控制杂草外，不再进行任何田间作业，直至收获。它与普通播种机的不同之处在与工作条件恶劣，工作难度大。我国免耕播种机已有了很大的发展，但还存在许多不足：首先是工作效率低，工作速度与国外机型相比有一定的差距；其次是工作效果不理想，由于有些工作部件不完善，影响工作质量；最

后是推广力度较低，免耕播种机应用及销售与其近一步研制是相关的。

5.发展前景

经过10多年的试验研究、示范推广，证明保护性耕作在我国北方是适用、可行的，具有保护环境、节约资源、节本增收的综合效益。保护性耕作的适应范围广。特别适合土壤侵蚀严重、干旱缺水、资源消耗大的地区。我国推广保护性耕作是在生态环境恶化的压力下起步的，受到党和政府的高度重视，政府的政策和经济引导将起巨大的推动作用。农业部已制定并已在实施保护性耕作推广计划：将成两个保护性防护带，一是沿京津唐防护带；二是沙尘源区防护带，包括内蒙、陕西山西、河北部分地区；用7-10年时间在“三北”地区全面推广保护性耕作。保护性耕作一保护资源、保护环境、实现农业可持续发展为出发点，将生态、经济和社会效益三者很好的结合，同时也已具备了“天时、地力、人和”的发展条件，因此这项技术在我国得到快速发展，具有巨大的推广前景[17~18]。

同时作为保护性耕作的关键机具免耕播种机，由于我国现今的农业的生产体制决定了中小拖拉机配套的保护性耕作机具市场潜力巨大。在着力研究、消化吸收国外机具先进技术的基础上，将积极研制和开发适合全国需求的中小型机具。因此，免耕播种机机具有很广阔的市场前景，向着提高作业效率的方向，提高工作质量方向发展。

参考文献

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[18]吴崇友，金诚谦，魏佩敏，夏晓东，卢晏．保护性耕作的本质与发展前景．中国农农机化，2003，5(8)：8～10．

致谢

总体来说，经过这次作业训练，我已经初步掌握了文件综述的写作方法，了解到，保护性耕作能减少土壤风蚀与水蚀，减少土壤耕作次数，减少土壤压实程度，保护和改善土壤结构，从而提高播种质量，提高作物产量，是发展农业的重要措施。加深了对农业机械特别是免耕播种机的理解，感谢老师的作业，感谢老师的课堂教诲，让我受益匪浅。

由于个人能力有限，论述中存在着很多不足，恳请老师能够给以指正，谢谢！！！