耕整地機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與對策建議

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的耕整地機(jī)具可以對種植土壤進(jìn)行松、整、翻耕作業(yè)，打破犁底層，把下部堅(jiān)實(shí)的土壤與上部熟土層進(jìn)行分層置換，厭氧生物在疏松的土層中與氧充分結(jié)合，增加土壤的耕層深度，提升土壤的通透性，提高耕作土壤的微量元素含量，使耕層厚實(shí)疏松，加大土壤顆粒之間的孔隙度，有利于作物種子發(fā)芽和根系生長。同時(shí)，形成的松軟海綿體土質(zhì)吸收了天然雨水，提高了土地蓄水保墑和抵御干旱的能力。此外，翻耕作業(yè)可以清除殘茬雜草，掩埋土壤表面的病蟲菌害，發(fā)酵生成生物質(zhì)有機(jī)肥料。將作物秸稈粉碎后和土壤進(jìn)行充分融合，有利于秸稈殘茬快速腐爛和土質(zhì)改良優(yōu)化，提高土壤自然肥力。

與國外農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家同類機(jī)型相比，目前我國的耕整地機(jī)械裝備還普遍存在速度低、阻力大、能耗高、磨損快及多數(shù)缺少電子操控裝置等不足，沒有完全實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)智能化農(nóng)業(yè)，造成能源消耗與資源浪費(fèi)。加工設(shè)備、制造工藝與發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距，產(chǎn)品普遍存在功能單一、配套系列機(jī)具種類少及故障率較高等諸多問題。根據(jù)我國國情和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)以自主研發(fā)機(jī)具為主，引進(jìn)國外先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)為輔，對耕整地機(jī)械進(jìn)行快速更新?lián)Q代，以促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化智能作業(yè)。

1 松翻耕整地意義

1.1 有利于作物生長發(fā)育

農(nóng)作物根系的生長發(fā)育狀況與土壤的自然生態(tài)條件息息相關(guān)，而培育良好的根系是作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)。深翻耕種植土層可以為根系創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的生長環(huán)境，促進(jìn)根系快速生長，使作物根系垂直分布整體向下移動(dòng)，吸取深層土壤中的肥沃養(yǎng)料。田間實(shí)地測試表明，在耕層較淺、質(zhì)地堅(jiān)硬的土壤環(huán)境中，作物根系短小，光合作用減弱，葉片衰老加劇，產(chǎn)量、干物質(zhì)和品相降低。而與此相反，如果生長在耕層厚實(shí)、土質(zhì)疏松的環(huán)境中，農(nóng)作物光合作用顯著增強(qiáng)，較好的光合效果使得植株根系粗壯發(fā)達(dá)、活力旺盛，產(chǎn)量和品相也隨之增加。

1.2 改善土壤種植環(huán)境

經(jīng)過翻耕機(jī)械作業(yè)，土地肥力增加，土壤顆粒細(xì)化，所含生物質(zhì)營養(yǎng)成分被加速催化激活釋放，更易于被農(nóng)作物根系吸收。種植區(qū)域全耕層土壤疏松透氣，促進(jìn)氧氣流通和微生物活動(dòng)，有利于作物根系生長發(fā)育。土壤物理結(jié)構(gòu)也得到了全面的改良和優(yōu)化，雜草和病蟲害的發(fā)生明顯減少。深松鏟在土層底部產(chǎn)生導(dǎo)流槽，起到蓄水保墑作用。而上部經(jīng)過翻松耕之后生成疏松的海綿體，增強(qiáng)了土壤的通透性和保水性，便于存儲天然降水和灌溉用水，可以保障農(nóng)作物在出苗發(fā)育生長期時(shí)水肥均衡穩(wěn)定供給。

1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)

整地是最基本的農(nóng)田作業(yè)環(huán)節(jié)，經(jīng)過整地之后土地表面細(xì)碎疏松且平整度較好，為隨后的施肥播種和種子發(fā)芽創(chuàng)造一個(gè)良好的生長環(huán)境。滴灌鋪膜播種和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)發(fā)展，對農(nóng)田平整度的要求也越來越高。平整度、碎土率、滅茬率等各種整地質(zhì)量指標(biāo)的好壞直接影響后續(xù)各項(xiàng)工作進(jìn)行，而較高的發(fā)芽率、出苗率則是農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的必備條件。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 翻耕機(jī)械

翻耕機(jī)械根據(jù)其耕作部件的工作原理，可以分為鏵式犁、圓盤犁和旋耕機(jī)等類型，其中鏵式犁的應(yīng)用最為廣泛。翻轉(zhuǎn)犁通過翻轉(zhuǎn)油缸帶動(dòng)犁體跟隨犁架交替翻轉(zhuǎn)，在翻耕作業(yè)過程中上下犁體輪流工作，犁耕之后土垡垡片都向一邊均勻傾倒，避免產(chǎn)生較大溝壑，地表平整度較好。翻轉(zhuǎn)犁以其獨(dú)特高效的工作方式，成為翻耕機(jī)械中的重要機(jī)型，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

2.1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國使用的翻耕機(jī)械主要有鏵式犁、液壓翻轉(zhuǎn)犁、牽引犁等，研發(fā)工作起步較早，但是長期以來發(fā)展緩慢。和國外同類型翻耕機(jī)具相比，我國的機(jī)具普遍壽命短、磨損快、機(jī)體笨重、犁耕阻力大及工作效率低，在翻耕作業(yè)中消耗了大量的能源。隨著引進(jìn)國外先進(jìn)農(nóng)機(jī)具，國內(nèi)與大功率拖拉機(jī)相配套的翻耕機(jī)械幾乎全被國外生產(chǎn)廠家所壟斷。面對這種現(xiàn)狀，近年來農(nóng)機(jī)科研工作者也堅(jiān)持不懈地做了大量的研究和實(shí)踐工作，許多性能優(yōu)良的機(jī)具陸續(xù)推向市場。

鄭炫等研制出1LFS-435型液壓翻轉(zhuǎn)淺翻深松犁，通過翻轉(zhuǎn)油缸實(shí)現(xiàn)犁體換向翻轉(zhuǎn)；犁耕作業(yè)時(shí)，主犁體進(jìn)行正常的翻耕土垡工作，主犁體下部的深松鏟齒同時(shí)進(jìn)行深松作業(yè)，在300mm翻耕土壤底部生成100mm深松土層，形成有利于作物根系生長發(fā)育的上虛下實(shí)土壤種植結(jié)構(gòu)。鄭德聰?shù)壤梅辞蠊こ毯陀?jì)算機(jī)測繪技術(shù)，建立了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了犁體裝配尺寸鏈的分析計(jì)算，最后將設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)用于液壓翻轉(zhuǎn)犁的批量生產(chǎn)制造中。楊化偉等利用水平直元線法繪制犁體曲面原理，使得犁體曲面參數(shù)設(shè)計(jì)變得直觀。

2.1.2 國外研究現(xiàn)狀

國外翻耕機(jī)械領(lǐng)域代表性的產(chǎn)品有美國約翰迪爾的5鏵液壓翻轉(zhuǎn)犁、德國雷肯的歐派翻轉(zhuǎn)犁、法國庫恩的格爾-貝松和格蘭的翻轉(zhuǎn)犁。約翰迪爾采用高強(qiáng)度材料的犁鏟和具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的犁架，使得犁具可以與多種型號的大功率拖拉機(jī)配套使用。半圓柱形鏡面犁體翻垡效果良好，翻耕后地表平整，非常適合后續(xù)的鋪膜播種作業(yè)。德國雷肯懸掛翻轉(zhuǎn)犁，如圖1 所示，關(guān)鍵部件都經(jīng)過先進(jìn)的熱處理技術(shù)加工處理，耐磨耐用，抗疲勞強(qiáng)度高，配備安全剪切螺栓保護(hù)犁體負(fù)荷過載。法國格力格爾-貝松翻轉(zhuǎn)5 鏵犁，獨(dú)特的犁梁形狀設(shè)計(jì)，既增加了整機(jī)大梁的強(qiáng)度，又使得機(jī)具重心整體后移，有利于保護(hù)犁體。犁柱采用先進(jìn)的空心鑄造技術(shù)，在減輕整架犁具質(zhì)量的同時(shí)又增加了整機(jī)強(qiáng)度。采用可移動(dòng)拆卸式帶自磨刃的犁尖，使用壽命更長。

圖1 德國雷肯翻轉(zhuǎn)犁
Fig.1 Germany LEMKEN overturning plow

2.2 旋耕機(jī)械

旋耕機(jī)是一種由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)的松、翻、整地機(jī)械，具有較強(qiáng)的切土、碎土、滅茬功能。一次旋耕作業(yè)即可達(dá)到多次耕整地的實(shí)際功效，旋耕后地表平整、土質(zhì)松軟，非常適合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作業(yè)要求。

2.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前我國的旋耕機(jī)械產(chǎn)品，以臥式旋耕機(jī)為主，這種旋耕機(jī)對各種類型土壤適應(yīng)性較強(qiáng)，旋耕效果良好，可同時(shí)達(dá)到翻耕、碎土和平整土地的要求，滿足多數(shù)情況下的耕整地需求。缺點(diǎn)則是耕深較淺，一般12～18cm，無法滿足現(xiàn)代深翻耕農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求。在實(shí)際工作中漏耕情況嚴(yán)重，而且旋耕刀容易被雜草纏繞和泥土堵塞，導(dǎo)致機(jī)具動(dòng)能功率消耗增大。針對臥式旋耕機(jī)存在的諸多缺陷，近年來推出了立式和斜置式旋耕機(jī)。立式旋耕機(jī)適用于滅茬作業(yè)，斜置式旋耕機(jī)融合犁與旋耕機(jī)的特性，是新型旋耕作業(yè)機(jī)具。

旋耕刀刃口作業(yè)曲線大多采用阿基米德曲線，此外正弦指數(shù)曲線、等角對數(shù)曲線等也在不同的機(jī)型上有所應(yīng)用。近年來，我國科研工作者相繼提出了節(jié)能型刃口、放射螺旋線、平面型和曲面型等多種刃口曲線模式，并投入到機(jī)具實(shí)際生產(chǎn)中，取得了較好的效果。為了適應(yīng)各種地段耕整地的需求，相繼開發(fā)出1.25～2.80m多種幅寬的旋耕機(jī)。如南昌旋耕機(jī)廠的1G和1GN系列旋耕機(jī)，江蘇連云港旋耕機(jī)集團(tuán)公司的1GE2-210型旋耕機(jī)和1GQN-250S型旋耕機(jī)等。

我國旋耕機(jī)械存在的主要問題是機(jī)型不統(tǒng)一、故障率高、可靠性差、關(guān)鍵部件耐磨性與疲勞破損不穩(wěn)定、制造加工工藝水平較低，無故障作業(yè)時(shí)間<400h，僅為國外同類產(chǎn)品的2/3左右。

2.2.2 國外研究現(xiàn)狀

歐洲的農(nóng)業(yè)自然生態(tài)環(huán)境相對優(yōu)良，土質(zhì)疏松肥沃，較少進(jìn)行翻耕作業(yè)，而大多使用旋耕機(jī)進(jìn)行淺翻整地。歐洲一些國家生產(chǎn)和使用旋耕機(jī)較多，MAS5型旋耕機(jī)和506型旋耕機(jī)是典型代表，滾刀直接安裝在拖拉機(jī)輪軸上，輪軸驅(qū)動(dòng)旋耕刀具切削土壤。該種機(jī)型的特點(diǎn)是輕巧靈活，燃油消耗少，操作簡便，非常適用于園林、庭院、溫室及設(shè)施農(nóng)業(yè)的旋耕作業(yè)。英國的牽引自驅(qū)式旋耕機(jī)，不需要拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)，由前后配置的雙排水平橫軸滾刀組成。與傳統(tǒng)機(jī)型相比作業(yè)效率提升2倍，能耗降低30%。意大利CELLT公司生產(chǎn)的自動(dòng)避讓式旋耕機(jī)，機(jī)架前方裝有傳感器觸桿，旋耕作業(yè)時(shí)觸桿碰到障礙物之后，傳感器觸發(fā)液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油缸帶動(dòng)刀架產(chǎn)生橫向位移。

日本大量使用水平橫軸式旋耕機(jī)，1993年同類型產(chǎn)品已達(dá)到56個(gè)系列、162個(gè)品種，功能各異。配套動(dòng)力≤20kW，耕幅1.4～2.8m，耕深12～20cm，機(jī)具小巧靈活，使用方便快捷。新推出的混層式深耕機(jī)產(chǎn)品，工作時(shí)刀輪深埋在土層中，耕深可以達(dá)到15～28cm，旋耕、松耕、整地多道工序同時(shí)進(jìn)行，大大提高了機(jī)具的工作效率。

2.3 深松機(jī)械

深松作業(yè)是保護(hù)性耕作的重要組成部分，深松作業(yè)可以改變土壤耕層結(jié)構(gòu)、打破犁底層、蓄水抗旱及增溫保墑。同時(shí)，深松阻力小，深松作業(yè)對地表土層與植被擾動(dòng)較少，有效減輕土壤風(fēng)蝕、雨蝕和光蝕。

2.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國深松機(jī)械研究起步較早，在深松機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、關(guān)鍵部件材料研發(fā)方面取得了較好的成果，研發(fā)的機(jī)具主要類型有側(cè)彎刀式、桿齒式、翼鏟式和振動(dòng)式等。

山東大華寶來的W系列側(cè)彎刀式深松機(jī)在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，深松鏟采用弧面倒梯形結(jié)構(gòu)，其制作材料使用高硼鋼，強(qiáng)度高和耐磨性好，使得在國產(chǎn)農(nóng)機(jī)具使用壽命得到較大提高。黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院研發(fā)的1SL-535型桿齒式深松機(jī)，利用限深輪調(diào)節(jié)耕深，能夠深入到地下35cm左右，全方位深松土壤。國內(nèi)振動(dòng)式深松機(jī)主要有北京銀華春翔農(nóng)機(jī)有限公司開發(fā)的1SQ-250型深松機(jī)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的1SZ-2型深松機(jī)等。振動(dòng)式深松機(jī)雖在減阻降耗方面有顯著效果，但目前相關(guān)技術(shù)還不是很成熟，關(guān)鍵部件材料的耐磨性和抗疲勞損傷方面還有更多的提升空間。目前各型振動(dòng)式深松機(jī)價(jià)格相對較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作穩(wěn)定性較低，制約了振動(dòng)式深松機(jī)的推廣應(yīng)用。

2.3.2 國外研究現(xiàn)狀

國外深松作業(yè)機(jī)具已經(jīng)非常成熟并相繼開發(fā)出與之相配套的各種配件，新近研制的集免耕深松、施肥、滅茬等多種功能為一體的聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)械，促進(jìn)了深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)的大面積推廣應(yīng)用。國外的深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)適用于一年一季的大面積耕地，機(jī)具作業(yè)幅寬大，作業(yè)效率高，但是往往機(jī)具的質(zhì)量都比較大，通常達(dá)到10t以上，所需牽引動(dòng)力在150kW 以上，產(chǎn)品價(jià)格較高，但是性能穩(wěn)定、作業(yè)質(zhì)量比較好。

目前國外普遍應(yīng)用的深松機(jī)有側(cè)彎刀式深松機(jī)、振動(dòng)式深松機(jī)及深松、整地、播種聯(lián)合作業(yè)深松機(jī)等。側(cè)彎刀式深松機(jī)由機(jī)架、側(cè)彎刀深松鏟柱、深松鏟齒等部件組成，如圖2 所示，工作阻力小、牽引功耗少、作業(yè)效率高。振動(dòng)式深松機(jī)有一個(gè)與拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸相連的傳動(dòng)軸，帶動(dòng)振動(dòng)杠桿牽引臂使深松機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，工作時(shí)能大量減小土壤阻力，提高工作效率。免耕播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)是將深松機(jī)、動(dòng)力耙和播種機(jī)功能融合于一體的深松整地播種機(jī)，可以一次完成深松、整地、播種等多種作業(yè)環(huán)節(jié)。常與160kW以上拖拉機(jī)配套使用，工作效率高，使用靈活方便，在大型農(nóng)場應(yīng)用廣泛。

圖2 全方位深松機(jī)
Fig.2 Bulk subsoiler

2.4 聯(lián)合整地機(jī)械

平整土地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的基礎(chǔ)作業(yè)環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，對土地的平整度要求也越來越高。聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)配有圓盤耙、釘齒耙、平土框、碎土輥、鎮(zhèn)壓器和耱子等部件，一次作業(yè)即可完成碎土、松土、平整和鎮(zhèn)壓等多道工序，作業(yè)速度快，工作效率高。

2.4.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

伴隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的逐步推進(jìn)，聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)的研發(fā)和推廣應(yīng)用也快速發(fā)展。各地根據(jù)種植作物農(nóng)藝需求研制了品種繁多、功能各異，集旋耕、滅茬、碎土和整地為主體的聯(lián)合作業(yè)機(jī)，如圖3 所示。目前我國的聯(lián)合作業(yè)機(jī)機(jī)型有旋耕深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)、SGTN-280型聯(lián)合整地機(jī)、1GHL-280型旋松起壟機(jī)、1GSZ-210/280型組合式旋耕多用機(jī)及耕耘整地播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)等，多種型號并存，形式功能多樣，每種機(jī)型應(yīng)用地域有其獨(dú)特的要求，大區(qū)域適應(yīng)性有待進(jìn)一步提高。

圖3 國內(nèi)聯(lián)合整地機(jī)
Fig.3 Domestic combined land preparation machine

河南科技大學(xué)研制的旋耕深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)，采用先松土后旋耕的作業(yè)方式，配套拖拉機(jī)動(dòng)力88kW。整機(jī)主要由深松鏟齒、限深滑板、牽引懸掛架、傳動(dòng)箱總成和旋耕刀軸等主要部件組成。深松鏟齒采用弧線形生物仿生學(xué)工作原理設(shè)計(jì)制造，以減小土壤阻力。深松深度240～280mm、旋耕深度120～150mm、作業(yè)幅寬1 500mm，適用于面積較小的耕作地塊。

黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院研制的深松聯(lián)合整地機(jī)系列產(chǎn)品，主要工作部件由滅茬、深松、旋耕和起壟4 個(gè)部分組成。滅茬部件采用L 型彎刀，刀軸轉(zhuǎn)速500r/min，滅茬深度80mm，滅茬率>96%；深松部件采用桿齒式深松鏟，深松深度最深400mm；還可根據(jù)實(shí)際需求加裝施肥和鎮(zhèn)壓裝置。

2.4.2 國外研究現(xiàn)狀

國外自20世紀(jì)50年代初期開始研發(fā)聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)械。英國、法國、德國和奧地利等生產(chǎn)和使用整體型聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)以縮短適播期。北美地區(qū)大多使用寬幅單項(xiàng)整地作業(yè)機(jī)，約翰迪爾和凱斯紐荷蘭相繼開發(fā)了與大功率拖拉機(jī)相配套使用的重型、寬幅、高效聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)，如圖4 所示。日本、韓國多使用集耕耘、施肥、播種和鋪膜為一體的中小型聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)。

圖4 國外大型聯(lián)合整地作業(yè)機(jī)
Fig.4 Foreign large scale combined land preparation machine

國外耕整地機(jī)械發(fā)展方向：整機(jī)和工作部件模塊化、種類多樣化、批量生產(chǎn)少量化；以旋耕、施肥、播種和整地為主體的聯(lián)合作業(yè)機(jī)成為優(yōu)先發(fā)展機(jī)型，以適用于少耕、免耕的保護(hù)性耕作方式。機(jī)具結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新、關(guān)鍵部件加工工藝逐漸完善、配套附屬設(shè)備越來越多，快速掛接環(huán)、動(dòng)力輸出軸離合器、過載保護(hù)器和自動(dòng)避障器等裝置不斷在新機(jī)具上出現(xiàn)，提升了機(jī)具工作的穩(wěn)定性，機(jī)具不斷向高效、大寬幅、多功能的方向發(fā)展，由傳統(tǒng)的機(jī)械式向智能化的方向發(fā)展；機(jī)電液一體化與智能化控制等新技術(shù)不斷用于聯(lián)合作業(yè)機(jī)組的作業(yè)監(jiān)測、工作控制，機(jī)具能根據(jù)實(shí)際工作條件自動(dòng)調(diào)節(jié)耕深、碎土率、作業(yè)速度等各項(xiàng)工作指標(biāo)。

3 存在問題

3.1 機(jī)具功能單一

長期以來由于受到客觀條件制約，我國缺少大型聯(lián)合作業(yè)機(jī)，多以中小型農(nóng)機(jī)具為主。在機(jī)械化耕整地作業(yè)中，拖拉機(jī)經(jīng)常要掛接各種裝備，進(jìn)行多次田間聯(lián)合作業(yè)，才能完成農(nóng)作物種植對優(yōu)質(zhì)苗床土壤結(jié)構(gòu)的需求。機(jī)具功能的單一性，導(dǎo)致在耕整地作業(yè)過程中必須不斷地裝配與拆卸相關(guān)配套部件，嚴(yán)重降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。不僅耽誤了寶貴的農(nóng)時(shí)，影響作物生長發(fā)育，還使播種、中耕、灌溉等各項(xiàng)后續(xù)工作難以展開。

3.2 牽引機(jī)具不匹配

翻耕整地機(jī)械在工作時(shí)所受土壤阻力通常較大，因此牽引機(jī)具能量消耗巨大。但目前我國大功率拖拉機(jī)擁有量還較少，配套動(dòng)力主要以中小型拖拉機(jī)為主，輸出功率受限，這在很大程度上影響了耕整地機(jī)械的工作效率和作業(yè)質(zhì)量。缺少大功率牽引機(jī)具使得機(jī)械故障頻發(fā)且損耗嚴(yán)重，在降低作業(yè)功效的同時(shí)，也造成了額外的能源浪費(fèi)。

3.3 機(jī)械加工工藝水平較低

相對于發(fā)達(dá)國家，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械制造設(shè)備大多陳舊落后，工藝技術(shù)水平普遍較低，零部件加工精度不高，熱處理技術(shù)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致國產(chǎn)耕整地農(nóng)機(jī)具機(jī)體抗疲勞性差，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能滿足各種不同土壤類型和適應(yīng)種植環(huán)境的實(shí)際需求，與耕作土壤相接觸的工作部件容易受力變形、斷裂和磨損消耗過快，零配件更換頻繁，以及液壓油缸漏油的問題一直得不到較好地解決，這都大大降低了國產(chǎn)耕整地機(jī)械工作的可靠性和適用性。

3.4 國產(chǎn)高端機(jī)械市場占有率低

耕整地機(jī)械裝備的研發(fā)工作自20世紀(jì)50年代初期開始起步，但國產(chǎn)高端機(jī)具的市場占有率一直較低，目前國外進(jìn)口高端產(chǎn)品占據(jù)大半市場。這主要是因?yàn)閲a(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)含量較低，通常還需要進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。耕整地機(jī)械的生產(chǎn)、銷售、使用和售后服務(wù)等各項(xiàng)環(huán)節(jié)都不太完善，各種因素都制約了國產(chǎn)高端耕整地機(jī)械的快速發(fā)展。

4 對策建議

4.1 研發(fā)集成化多功能機(jī)具

大型多功能集成化耕整地機(jī)械，最具代表性的機(jī)型是聯(lián)合整地機(jī)。聯(lián)合整地機(jī)集滅茬、深松、翻耕、碎土、覆土、平地和鎮(zhèn)壓種床等多種功能為一體，通過各種配套裝置，一次作業(yè)即可準(zhǔn)備好適合于種植的優(yōu)質(zhì)苗床土壤結(jié)構(gòu)。多功能聯(lián)合作業(yè)機(jī)能夠有效減少機(jī)械進(jìn)地次數(shù)，減少機(jī)械作業(yè)對土壤的壓實(shí)作用，保持土壤原始團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，緩解土地板結(jié)硬化。大型多功能農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)，不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，也使得工作時(shí)間明顯縮短。

4.2 提高機(jī)加工工藝水平

加快耕整地機(jī)械關(guān)鍵核心部件的研制開發(fā)，可根據(jù)不同的種植環(huán)境采用相應(yīng)的材料制作相關(guān)零部件。提高機(jī)加工與熱處理工藝水平，優(yōu)化零部件熱處理技術(shù)，提升零件制造加工精度。將機(jī)具各類部件國產(chǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化，以降低生產(chǎn)、使用和維護(hù)成本，徹底打破國外同類產(chǎn)品長期壟斷我國農(nóng)機(jī)市場的不利局面。

4.3 自行研發(fā)和國外引進(jìn)相結(jié)合

根據(jù)我國耕整地機(jī)械發(fā)展自身現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際需求，引導(dǎo)國內(nèi)相關(guān)農(nóng)機(jī)企業(yè)開展適宜本地區(qū)的機(jī)具研發(fā)。根據(jù)規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)營為依據(jù)，建立耕整地機(jī)具機(jī)械化生產(chǎn)服務(wù)示范基地，推進(jìn)翻耕整地生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)械裝備的引進(jìn)、開發(fā)和技術(shù)推廣應(yīng)用。另一方面，從國外引進(jìn)同類先進(jìn)機(jī)型、配件和技術(shù)軟件，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

4.4 農(nóng)藝規(guī)程和耕整地機(jī)械相互結(jié)合

耕整地機(jī)械化想要達(dá)到高效作業(yè)，必須與農(nóng)藝種植模式相結(jié)合，機(jī)械化作業(yè)要符合農(nóng)藝種植模式的要求，農(nóng)藝種植模式也要根據(jù)機(jī)械化作業(yè)的要求改變。但是我國各地農(nóng)作物種植品種不同，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境大相徑庭，種植模式大多適用于人工作業(yè)。因此，只有改變現(xiàn)有種植模式，使農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝結(jié)合效果達(dá)到最好，才能使機(jī)械裝備達(dá)到最佳狀態(tài)，取得最好的費(fèi)效比。

4.5 實(shí)現(xiàn)耕整地機(jī)械裝備信息共享

耕整地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)需要相應(yīng)的機(jī)械裝備，然而由于受到農(nóng)機(jī)產(chǎn)品供求信息不明等多種客觀因素影響，致使農(nóng)戶很難選擇到適用機(jī)型。農(nóng)機(jī)生產(chǎn)部門應(yīng)構(gòu)建耕整地機(jī)械裝備使用電子信息平臺，通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺收集國內(nèi)外耕整地機(jī)械裝備產(chǎn)品的相關(guān)信息，然后通過電腦互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享，使得農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)人員快捷方便查詢最新機(jī)械裝備信息動(dòng)態(tài)，提高農(nóng)機(jī)裝備工作效率。

5 發(fā)展趨勢

5.1 機(jī)具功能多樣化

從全球農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展趨勢看，耕整地機(jī)具電子化、功能多樣化、大型化是發(fā)展主流，這主要是為了適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高效率機(jī)械化作業(yè)的需求。目前，國外先進(jìn)耕整地作業(yè)機(jī)械，都具有碎土、翻耕、耙地、整地和播種等各種功能。我國的耕整地作業(yè)機(jī)械也應(yīng)提高工作效率，朝多功能方向發(fā)展。

5.2 驅(qū)動(dòng)型替代牽引型機(jī)具

現(xiàn)階段要進(jìn)一步提高和優(yōu)化耕整地機(jī)械的作業(yè)功效，需要從傳統(tǒng)的牽引型向驅(qū)動(dòng)型方向發(fā)展。驅(qū)動(dòng)型機(jī)具需要具備動(dòng)力傳動(dòng)裝置，利用拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力帶動(dòng)耕整地機(jī)具運(yùn)轉(zhuǎn)，對不同類型的耕地適應(yīng)性更強(qiáng)，機(jī)具作業(yè)效率更高，能夠更好地發(fā)揮機(jī)具功效。目前的驅(qū)動(dòng)型耕整地機(jī)械有旋耕機(jī)、動(dòng)力耙、旋轉(zhuǎn)犁、滅茬機(jī)和振動(dòng)深松犁等各型裝備，驅(qū)動(dòng)式耕整地機(jī)械顯著降低了工作過程中受到的土壤阻力，行進(jìn)速度、作業(yè)質(zhì)量、工作效率都得到大幅提高。

5.3 保護(hù)性耕作替代傳統(tǒng)機(jī)具

有別于傳統(tǒng)的耕作模式，保護(hù)性耕作是近年來世界農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的新型種植模式。免耕少耕種植方式，不僅最大限度保留了土壤自我修復(fù)機(jī)能，還能有效簡化煩瑣的傳統(tǒng)耕作流程，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸回歸原生態(tài)模式。近年來，保護(hù)性耕作機(jī)具發(fā)展快速，免耕少耕播種機(jī)等許多新機(jī)型廣受農(nóng)戶歡迎，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)了保護(hù)性耕作技術(shù)快速發(fā)展。

5.4 裝備智能控制裝置

伴隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）、遙感圖像技術(shù)（RS）、大數(shù)據(jù)（CSDN）等各種電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，大型農(nóng)業(yè)機(jī)械上也逐漸出現(xiàn)了智能控制裝置，不斷提高機(jī)具工作部件的精準(zhǔn)調(diào)控，自動(dòng)適時(shí)調(diào)整機(jī)具不同工作部件的工作參數(shù)。智能化控制對農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)制造產(chǎn)生了跨時(shí)代的影響，促使耕整地機(jī)械裝備向自動(dòng)化、精準(zhǔn)化、人工智能化方向快速推進(jìn)。目前國外的耕整地機(jī)械，大部分都加裝了電子監(jiān)控操縱裝置，人工智能化程度顯著提高，正向智慧型機(jī)具發(fā)展。

6 結(jié)束語

20 世紀(jì)60 年代，發(fā)達(dá)國家開始將大型聯(lián)合作業(yè)機(jī)具投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。伴隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和大功率拖拉機(jī)的使用，耕整地機(jī)械裝備也在向快速、高效、超幅寬和聯(lián)合作業(yè)的方向發(fā)展。近年來農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷將工業(yè)領(lǐng)域的高端技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)中，使得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕整地機(jī)械裝備發(fā)展成為集機(jī)、電、液、氣等各種高新技術(shù)為一體的綜合智慧型作業(yè)機(jī)具。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國耕整地機(jī)械在加工設(shè)備、制造工藝和售后服務(wù)等方面都存在不足和差距，耕整地機(jī)械化整體水平還較低，普遍存在產(chǎn)品功能單一、配套機(jī)具種類少、可靠性差及故障率高等問題。應(yīng)根據(jù)國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際狀況，對國產(chǎn)耕整地機(jī)械生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)和購機(jī)用戶提供農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼和扶持政策，引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，全面提高我國耕整地機(jī)械化水平。