農(nóng)機(jī)深松整地田間試驗設(shè)計研究

孫鳳娟

在歐美地區(qū)，深松整地技術(shù)已經(jīng)得到大面積推廣應(yīng)用，到2015年，歐美地區(qū)深松整地作業(yè)面積所占比例已經(jīng)達(dá)到60%左右，是全球深松耕地作業(yè)面積占比最高的區(qū)域。其發(fā)展實踐已經(jīng)證明，深松整地對于改良和保護(hù)耕地有顯著的作用，因而，歐美國家的耕作方式變化與深松整地技術(shù)綜合利用的結(jié)合日趨緊密。農(nóng)機(jī)深松整地在我國起步較晚。近年來，黨中央、國務(wù)院高度重視農(nóng)機(jī)深松整地工作。2014中央一號文件強(qiáng)調(diào)“大力推進(jìn)機(jī)械化深松整地”，2014年和2015年國務(wù)院《政府工作報告》對“農(nóng)機(jī)深松整地”提出具體要求。2014年以來，青島市委市政府對于農(nóng)機(jī)深松整地的實施發(fā)展，給予了充分肯定和大力財政支持，要求積極探索和大力推廣。

農(nóng)機(jī)深松整地是指以打破犁底層為目的，通過拖拉機(jī)牽引松土機(jī)械，在不打亂原有土層結(jié)構(gòu)的情況下松動土壤的一種機(jī)械化整地技術(shù)。實施農(nóng)機(jī)深松整地作業(yè)，可以打破堅硬的犁底層，加深耕層，還可以降低土壤容重，提高土壤通透性，從而增強(qiáng)土壤蓄水保墑和抗旱防澇能力，有利于作物生長發(fā)育和提高產(chǎn)量。國內(nèi)外大量的實踐證明，深松整地技術(shù)好處多多。然而，任何一項新技術(shù)的推廣應(yīng)用，都必須從一切實際出發(fā)，因地制宜，輔之以試驗示范，才能探索出一條適合于本地域發(fā)展的可行路徑。下面就以青島市深松創(chuàng)新示范試驗基地設(shè)計為例，探索研究農(nóng)機(jī)深松整地田間試驗設(shè)計過程中需要注意的問題。

一、試驗地塊的選取及處理

要實施對比試驗并獲得精確的試驗結(jié)果，科學(xué)合理的地塊選擇至關(guān)重要。按照田間試驗技術(shù)規(guī)范要求，試驗地應(yīng)選擇地勢平坦、整齊、肥力均勻，避開道路、山邊、樹邊、村莊、高大建筑物等，在當(dāng)?shù)鼐哂写硇缘牡貕K。

本次試驗選擇在平度市白埠鎮(zhèn)，該地屬暖溫帶東亞半濕潤季風(fēng)區(qū)大陸性氣候；年平均降水量680毫米，年際振幅較大，多集中于夏秋兩季，小麥生長季降雨量偏少；屬平原地帶，土壤多屬潮土，土壤有機(jī)質(zhì)含量基本上在5級以下，屬缺乏范圍。地下水較為匱乏。此類土壤在青島所占比重較大，具有代表性。所選試驗地塊的氣候、降雨、土壤等均在青島市具代表性，更利于試驗技術(shù)的下一步推廣。

二、試驗因子的分析及確定

首先，田間試驗需要有明確的目的性。一個試驗研究任務(wù)，要圓滿完成并形成技術(shù)體系，會涉及到很多因素。以本次試驗為例，要研究深松技術(shù)對于土壤中的水肥氣熱等、作物生長發(fā)育尤其是作物產(chǎn)量的影響，就必然涉及到其他耕整地技術(shù)、作物品種、土壤性質(zhì)、肥料施加、灌溉管理、田間管理、深松機(jī)具類型等各個方面。但是，如果在一個試驗方案中面面俱到，勢必給試驗的實際操作帶來巨大的難度，甚至無法進(jìn)行。因此，在制定試驗方案時，必須在充分了解目前研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對試驗研究的任務(wù)作仔細(xì)深入的分析，抓住關(guān)鍵，突出重點。本次試驗將試驗的核心放在深松技術(shù)的創(chuàng)新集成處理上，重點分類探索單一深松、聯(lián)合深松、松翻結(jié)合、作物密植等幾個方面，既明確了試驗?zāi)康?，又便于試驗的具體實施。

其次，試驗要有可比性。試驗的可比性，是為了確保試驗具有實際意義，一是要求試驗的各個處理間可以相互比較，二是保證試驗研究的因素必須有標(biāo)準(zhǔn)處理作為對照（一般以當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣采用的方式作為對照）。試驗要有實際針對性，針對農(nóng)民群眾最關(guān)心的問題設(shè)計安排、試驗論證。本次試驗選擇了以往農(nóng)民群眾常用的先淺翻1遍再旋耕以達(dá)到待播狀態(tài)的耕整地方式作為對照，處理代碼為CK。這樣一來，便于下一步試驗成果的廣泛推廣應(yīng)用。

三、試驗配套綜合技術(shù)的合理運用

在《全國農(nóng)機(jī)深松整地作業(yè)實施規(guī)劃（2016-2020年）》中提到，全國有七個適宜深松類型區(qū)，其中，青島市屬于一年兩熟適宜深松類型區(qū)，此類型區(qū)尚未形成一套完整的深松整地創(chuàng)新集成技術(shù)體系可供參照。因此，結(jié)合本地土壤、氣候、機(jī)型、季節(jié)、作物、降水、種植習(xí)慣等各方面地域特點，在整個試驗過程設(shè)計的考量上，科學(xué)合理配套運用秸稈還田、旋耕、深翻、施肥、作物密植、收獲等綜合技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的深度融合，從而使試驗區(qū)產(chǎn)生數(shù)據(jù)成為重要參考依據(jù)，形成一套具有區(qū)域代表性的深松整地作業(yè)適宜的技術(shù)模式和技術(shù)路線，很有必要。

因此，本次試驗圍繞深松技術(shù)設(shè)計了四個試區(qū)：單一深松區(qū)、深松聯(lián)合耕作模式區(qū)、深松深翻輪作區(qū)、作物密行種植區(qū)。第一試區(qū)的單一深松區(qū)設(shè)計了兩個試驗因子，為復(fù)因素試驗：因素1--深松機(jī)具，因素2--深松深度。因素1設(shè)2個水平：重型平鑿雙翼深松機(jī)、曲面深松機(jī)，這是目前實際應(yīng)用中的兩種常用機(jī)具。因素2設(shè)2個水平：25cm、35cm。兩個深松深度的選擇出于這樣的考慮：深松技術(shù)規(guī)范要求深松必須≥25cm，這是其一；拉開兩個水平間的差值，選擇各相差10cm，以增強(qiáng)區(qū)分度，這是其二。兩因素各個因子間相互組合形成4個深松處理：A1B1-重型平鑿雙翼深松機(jī)深松25cm，A1B2-曲面深松機(jī)深松25cm，A2B1-重型平鑿雙翼深松機(jī)深松35cm，A2B2-曲面深松機(jī)深松35cm。第二試區(qū)的深松聯(lián)合耕作模式區(qū)意在探討兩種深松聯(lián)合整地的作業(yè)模式（模式一為深松聯(lián)合整地1遍，旋耕1遍；模式二為深松聯(lián)合整地2遍，不旋耕）對于土壤理化性狀和作物生長發(fā)育等的影響的差異性。第三試區(qū)的深松深翻輪作區(qū)，意在探討深松時間間隔的適宜周期，同時兼顧與深翻的結(jié)合，探索松翻結(jié)合后的集成效應(yīng)。第四試區(qū)的作物密行種植區(qū)，突出了農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合。

四、試驗區(qū)布置圖的設(shè)計及解析

為確保試驗的可靠性，試驗區(qū)按照種植試驗規(guī)范設(shè)計安排，分類設(shè)計四個試區(qū)15種處理（含對照處理），每種處理各重復(fù)3次，合計45個試驗小區(qū)。試驗區(qū)南北劃分3個作業(yè)區(qū)，作業(yè)區(qū)之間設(shè)計隔離帶，一是為方便機(jī)具掉頭回轉(zhuǎn)，二是為避免南北各區(qū)塊之間相互干擾；每個作業(yè)區(qū)東西各劃分15個小區(qū)，小區(qū)間設(shè)計隔離帶，也是為避免小區(qū)塊之間相互干擾。每個小區(qū)設(shè)計寬度既考慮了深松機(jī)、深翻機(jī)、旋耕機(jī)等耕整地機(jī)具的作業(yè)幅寬，實現(xiàn)不漏耕、不重復(fù)耕，也保證了在有效深松作業(yè)范圍內(nèi)小麥播種苗帶寬幅，實現(xiàn)了試驗地塊現(xiàn)有條件下深松機(jī)具作業(yè)幅寬與小麥播種機(jī)具作業(yè)幅寬的優(yōu)化組合，避免了試驗地塊不必要的浪費。

最后需要指出的是，本次試驗的重點是深松技術(shù)集成創(chuàng)新與傳統(tǒng)耕整地技術(shù)之間的對比試驗，為了提高試驗對比度和精確度，除播種前的耕作流程具有差異外，各試驗小區(qū)的秸稈還田、作物、施肥、農(nóng)藥品種、灌溉相同，田間管理與收獲作業(yè)相同。