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我国甘蔗机械化已逐步展开,大型高效农业机械成为解决劳动力短缺关键。农业机械化加速发展是件好事,但农机具对土壤压实现象也应该重视。湛江农垦的甘蔗机械化已达到一定水平,建成了现代甘蔗农业示范区,在全程机械化方面取得初步成效,有助于开展甘蔗生产机械化对耕作层土壤压实的研究。
本文调查了湛江蔗区生产机械化流程中农机具的参数资料,得到全地块压实参考数。在前进农场的“农业部甘蔗万亩高产创建示范片”进行试验,记录了旋耕、收获农机具在田间的作业轨迹;测量了蔗地耕作层在深松、旋耕、CASE4000甘蔗收获等作业前后,不同深度的土壤容重和坚实度,分别与前进农场岭东队的人工收获地块和南华农场育种队的CASE8000机械收获地块的土壤参数进行比较,得到以下结论:
1)在甘蔗生产全过程机械化流程中,收获环节的农机具最重和压实参考数最大。根据测算,CASE8000组合完成收获后全地块有83%面积被农机具碾压过,而CASE4000组合则对应有95%面积被压过。
2)在前进农场试验地,旋耕作业后产生土壤最小容重为0.919g/cm3,以其作为标准进行比较:至CASE4000收获前土壤容重增加了1.6%(中间无机械作业);人工收获后土壤容重1.018g/cm3,增加了10.9%;CASE4000收获后产生容重峰值为1.347g/cm3,增加了44.2%。比较两种甘蔗收割机完成作业前后的表土层容重变化:CASE4000与CASE8000在收获前和压过1次后,容重对应分别增加29%和8%;压过2次前后,容重环比分别增加8.6%和15.4%;对比收割机压过2次后和运输车压过2次后(容重峰值)容重环比增加2.9%和0.7%;甘蔗收获完成后,CASE4000组合与CASE8000组合累加分别增加了44%和25.4%。
3)在0~10cm耕作层,统计不同作业前后土壤坚实度,以旋耕后产生坚实度最小值0.396MPa为基准比较,坚实度变化如下:深松后是0.476MPa,为1.2倍;无中耕过的地块是0.752MPa,为1.9倍;中耕过的则是0.919MPa为2.3倍;人工收获后是0.948MPa,为2.4倍;两种收割机压1次后,其值在1.817~1.842MPa之间,约为4.6倍;收获完成后出现坚实度的峰值大于3.1MPa(参考值),远超7.8倍。
4)人工种植地块的耕深浅(小于20cm),甘蔗根系根短而粗,根毛稀少,主根系生长深度不足20cm;机械化作业地块由于旋耕已达到20cm,深松又进一步使底层土壤疏松,甘蔗的根系根细而长,根毛多,主根系生长深度达到25cm。机械化作业可形成较好的土壤环境,根系生长与发育明显较好。
5)机耕整地、中耕等环节对土壤压实与人工作业比较,对甘蔗生产还没有形成大的负面影响,但收获作业使土壤压实严重。以承受主要载荷的机具后轮产生的压强进行比较,CASE4000、广西都兴运输车、CASE8000和巴西运输拖卡,四者比压为1.12:2.58:1.24:1.17,公路运输车进入蔗地作业只会导致土壤的过度压实,用货车取代配套的田间运输车去装载甘蔗的做法值得商榷。
甘蔗生产全程机械化是一个各种类型农机具在不同时间对地块进行压实和疏松的过程,机械化程度越高,碾压次数越多,对土壤压实的影响也越大。土壤压实研究区域性强、影响因素众多。根据国外研究经验,重型机械对土壤压实的长期影响主要集中较深硬底层,建议进一步完善试验设备,系统化全面研究,以更好寻找其规律。