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摘要:本文将结合我国旱作农业耕作的发展历程,确定旱作农业耕作机械的发展阶段,在此过程中确定各阶段旱作农业耕作机械在应用中存在的问题,然后以此为基础,分析和确定适用于我国实际国情的旱作农业耕作机械系统的发展趋势,以期能够为我国旱作农业耕作机械系统发展提供理论参考。
关键词:旱作农业;农机耕作;机械系统;发展趋势
引言:进入21世纪以后,我国农业正逐步从传统农业向现代化农业过渡发展。在此过程中,机械化发展作为现代农业发展的必然趋势,其可以有效提高农业生产的效率及效益,所以也被视作为现代农业发展的重要标志。然而我国作为一个缺水国家,旱作农业面积占据总体耕地面积的55.1%左右,此种情况严重制约我国现代农业的发展速度。为能够解决这一问题,实现农业现代化发展,需要以旱作农业为研究视角,开发出符合我国实际国情的旱作农业耕作机械系统,推动机械化技术在旱作农业中的应用及创新,最终促使我国农业实现现代化、机械化发展。
一、旱作农业耕作机械发展历程
(一)传统农具耕作
传统农具耕作作为我国一直以来所使用的传统耕作方式,由于其耕作深度和土壤破碎程度均无法农艺的实际要求,所以通常需要在耕作过程中进行多次作业,生产效率相对较低,随着社会经济的不断发展,逐渐无法满足社会的实际需求,促使农民将草原林地开拓成为农用土地。此种情况致使我国林地草原被大范围破坏,再加上受限于技术水平,传统农具在耕作过程中仅能够在土壤表面形成疏松层,长久耕作后便会出现水土流失、土地沙化等情况,造成自然环境受到严重破坏[1]。
(二)旧机械化耕作
相比较传统农具耕作,旧机械化耕作可以为农作物生长创造更为良好的环境条件,并且对于病虫害防治、杂草抑制也具有一定效果。因此,在使用旧机械化耕作方式后,农业生产效率和效益均得到有效增长,并降低农业生产中人力需求,促使更多的人力可以脱离农业向其他行业进行转移和发展,为我国产业结构转型做出一定贡献。但结合实际情况来看,旧机械化耕作还存在着以下几点问题:其一,旧机械的动力消耗较大,使得实际耕作成本较高,甚至前期土地翻耕过程中的能耗量可以占据整个机械作业过程中的2/3以上。其二,旧机械翻耕过程中将会破坏土壤原本的结构进而加速土壤水土流失以及有机物分解,不利于实现可持续发展目标。其三,连年耕作后将会导致翻耕层底部出现因挤压而形成的坚硬土层,此土层不仅会影响农作物的根系下扎、发育效果,还会影响地下水蓄水效果[2]。
(三)机械化保护性耕作
机械化保护性耕作是近些年来新出现的一种机械化耕作方式。在实际应用过程中,机械化保护性耕作会采用少耕、免耕或者覆盖等耕作方法,并配合使用除草剂实现杂草治理,提高农作物产量及效应的同时,改善土壤结构,降低机械化耕作对土地结构的破坏和影响,减少水土流失,实现保护土壤、降低水分蒸发,充分利用水资源的效果。该些优势可以符合旱作农业耕作的实际情况,适用于我国实际国情。但结合实际情况来看,机械化保护性耕作虽然对土壤扰动相对较小,但也会造成一定的影响,进而会对土壤造成一定的负面效应。
二、旱作农业耕作机械系统
结合上文中存在的诸多问题,本文将对传统旱作农业耕作机械系统进行优化完善,提出现代化旱作农业耕作机械系统,具体系统原理如图1所示[3]。
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图1 现代旱作农业耕作机械系统原理图
三、旱作农业耕作机械发展意义及方向
(一)旱作农业耕作机械的发展意义
我国作为严重缺水国家,水资源不足对于我国农业、社会经济、人们日常生活以及生态环境建设均造成了极大影响。其中农业作为受水资源影响最为严重的产业,为能够降低水资源的影响,我国很多地区都在大力开展旱作农业,在此情况下,若是可以推动旱作农业耕作机械实现普及应用,那么势必会提高我国旱作农业的生产潜力,推动我国农业产业实现现代化发展。然而结合实际情况来看,我国西部地区长期缺水,再加上一直以来使用传统耕作技术,致使很多土地已经出现水土流失、水分蒸发等情况,极不利于旱作农业的发展[4]。在此情况下,若是可以在该些地区中大力推动旱作农业耕作机械系统,那么不仅可以降低农业耕作对土壤的扰动,保护土壤结构,还能够实现水资源的最大化利用,对其生态环境保护、农业现代化发展均有着极为重要的现实意义。
(二)旱作农业耕作机械的发展方向
(1)蓄水保墒技术
蓄水保墒技术可以通过机械深耕的方式来实现“伏前耕翻、犁后带耙、遇雨耙耘、适时机播”等工艺效果,促使通过机械深耕后的土地可以容纳更多的雨水,进而实现蓄水保墒的效果,缓解、乃至解决干旱地区土壤保水难的问题。通常来说,蓄水保墒技术在实际应用过程中需要以现代化耕作机械为基础,结合适当的深耕犁、耙以及墒器等农具,在相关技术原理的支持下,对干旱地区的土壤进行深层次改造,促使土壤可以蓄存更多的水资源,为农作物正常生长提高更为良好的基础条件。
(2)节水灌溉技术
现如今,常用的节水灌溉技术包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、滴灌以及渗灌等。该些节水灌溉技术均需要通过人工控制灌溉时机、灌溉量的方式进行被动式灌溉。随着自动化技术的快速发展和普及,未来节水灌溉技术将会与自动化技术相结合,相关操作人员可以结合使用区域的实际地质气候现状对节水灌溉技术的灌溉量和灌溉时间进行精准控制,在保障农作物生长有着充足的水资源供应同时,降低土壤水蒸发以及农作物生产对水资源的消耗,提高水资源利用效率和效果。
(3)机械化保护性耕作
在未来,旱作农业耕作机械系统将会体现出综合性特点并且在实际设计和应用过程中将会全面考虑生态保护、经济效益以及生活效应等诸多方面内容。所以在实际应用过程中将会采用保护性耕作、节水灌溉以及蓄水保墒等诸多先进旱作农业耕作技术进行集成化应用,并且在应用过程中还会对应用区域的实际情况进行充分考虑,确保技术应用成效。通过旱作农业耕作机械系统将可以有效保障农作物生长全生命周期的生长效果,进而实现农作物增产、生态环境保护等诸多方面效果。以宁夏等西部地区为例,该些地区属于严重缺水地区,旱作农业耕作机械系统在应用过程中需要将节水灌溉技术作为系统根本技术,然后以其他技术作为补充和完善,推动技术应用能够适应各地区的实际情况。此外,结合我国旱作农业耕作离散化问题,在未来旱作农业耕作机械系统将会与自动化、智能化技术相结合,通过智能化、自动化系统将离散化耕作进行有效集成、实现协同耕作效果,进而缩短耕作周期,提高生产效率。
总结:综上所述,我国作为一个严重缺水国家,应结合我国实际国情,加大旱作农业耕作机械系统的研发力度,并在研发过程中引入自动化、智能化技术,推动旱作农业耕作机械系统中蓄水保墒技术、节水灌溉技术、机械化保护性耕作等技术实现自动化、智能化发展,最终降低旱作农业耕作生产中的人力需求、水资源需求同时,落实生态保护、保护性耕作等目标,缩短耕作周期,提高生产效率,增加农业生产经济效益,进而推导我国旱作农业实现进一步发展。
参考文献
[1]熊波,滕飞,张莉,等.北京市籽粒玉米旱作机械化集成技术应用效果[J].农业工程,2018,8(01):13-17.
[2]孙多鑫,柴宗文,赵贵宾.甘肃省旱作区玉米生产机械化发展分析与对策[J].农业机械,2019,000(004):82-84.
[3]寇元哲,王建吉.甘肃省旱作玉米地残膜机械化捡拾工艺及机具研究现状分析[J].农业机械,2018,851(11):94-96.
[4]张经廷,李谦,张峰,等.丘陵山区旱作节水技术与农业机械化发展现状及趋势[J].中国农机化学报,2019,040(006):197-200.