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小麦机械化“无垄栽培”技术及应用分析论文

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2026-05-08 11:05:16    来源:    作者:xuling

摘要:小麦机械化“无垄栽培”均匀种植技术依托农机装备创新与农艺融合,成功突破了传统垄作模式在土地利用率与资源消耗等方面的瓶颈,实现了种植模式的革新。

  摘要:小麦机械化“无垄栽培”均匀种植技术依托农机装备创新与农艺融合,成功突破了传统垄作模式在土地利用率与资源消耗等方面的瓶颈,实现了种植模式的革新。在系统梳理“无垄栽培”机械化关键技术的基础上,结合黄淮海麦区、鲁西北平原等典型区域的应用案例,从生态社会效益、规模化推广等维度分析了技术的应用效果。剖析了技术在农机适配性、区域化适配、配套体系等方面存在的问题,并提出相应的解决措施,为推动小麦产业提质增效与保障粮食安全提供支撑。

  关键词:小麦;机械化生产;无垄栽培;均匀种植;资源利用效率;规模化应用

  1.引言

  小麦是我国重要的三大口粮作物之一,在保障国家粮食安全中发挥着重要作用。传统的小麦畦垄式栽培方式使得5%—15%的有效种植空间被占据,并存在同一区域内的植株密度差异大、资源争夺严重、给农机具作业带来阻力增大等诸多弊端,严重影响了小麦规模化生产的经济效益。随着水肥一体化、精量播种等新技术的应用日趋成熟以及相关配套农艺措施的发展,小麦“无垄栽培”均匀种植技术及其理念日益完善,该技术也得到了广泛推广。该项技术的核心是去垄增地、均布植株、农机配套。目前,小麦“无垄栽培”已在山东省的肥城市和高唐县进行了较大规模的应用,并取得了良好的经济效益和社会效益。但是该技术的应用仍面临生态区适配性差、装备标准化程度低等问题。本文系统分析小麦“无垄栽培”均匀种植技术核心、应用效果,并结合现存问题,提出优化路径,为其规范化推广提供支撑。

  2.小麦机械化“无垄栽培”均匀种植技术

  2.1整地机械化技术

  无垄栽培对耕地的质量有严格的要求:要求做到深耕、耙平、镇压一次完成,达到田面的水平差不大于3cm;使土壤松紧一致便于进行均匀播种。当前普遍应用的技术是利用深松机和旋耕机联合作业的方法来实施耕作。其中,前部装上浅层灭茬装置,在深松的同时将残茬覆盖到地面以下,并切断根系以利还田,然后安装深松刀片,把碎垡打成细粒状,破除犁底层,提高土壤的蓄水能力和保持养分的能力[1]。山东高唐地区示范中,采用雷肯品牌深松旋耕联合整地机,作业效率达3.5—4.5亩/小时,较传统整地方式效率提升40%,且土壤容重控制在1.1—1.3g/cm3,符合无垄栽培整地标准。

  2.2机械化均匀播种技术

  播种环节是无垄均匀种植的关键技术之一,其核心技术包括:精确施种(准确投放)、合理布种和适植等。常用的播种设备可分为两大类型:以气吸式精量播种机为主,利用负压吸引作用进行单粒精密播种,并通过北斗卫星定位装置对播种行距及株距进行调控;行距可调范围为15—20cm,且能够实现高精度的定幅定量布种,播种均匀度变异系数≤5%,典型代表如马斯奇奥、优尼亚品牌高性能精量播种机;另一类为小麦无垄联合耕播机,这种机器实现了耕种的联合作业,在同一台机械上同时完成了施底肥、精量条播和起沟镇压等项工作,并且保证了播种深浅的一致性,作业效率达5—6亩/小时。

  2.3水肥一体化技术

  取消了田垄的无垄栽培,传统的沟渠引水大水漫灌方式已不适应生产需要,必须配置相应的水肥一体化喷灌或滴灌设施。当前主要技术形式是地埋式喷灌和微喷带灌溉两种,并配以施肥机进行精确施用基肥及追肥操作。其中地埋式喷灌通过电磁阀来调节浇灌面积和用水量,其灌水均匀系数大于85%,比传统灌溉节水16.7%—36.8%;而微喷带灌溉由于具有一次性投入低的特点,更适宜于大面积连片规模化的散户经营;且该灌溉设备成本仅为300—500元/亩左右,并可根据水溶性肥料的不同特点采取多次定量追肥的方式,从而可以显著增加小麦植株对氮元素的有效利用率[2]。山东肥城示范基地采用地埋式喷灌系统,结合无人机追肥,实现水肥精准供给,氮素利用效率较传统垄作提高8.53%—10.06%。

  2.4机械化收获技术

  无垄麦田的田面较为平坦,有利于提高联合收获机械的工作性能。使用自走式联合收获机进行收籽小麦作业时,可根据作物品种和种植密度确定合适的割幅(一般取4—6m),工作过程中不需要经常调节割台的高度及行走方向、转弯半径比垄作减少约三分之一,收获效率比垄作提高约30%,每亩燃油消耗量减少0.8—1.2L/亩;高唐县试验点利用该技术对96hm2的小麦进行收获作业,平均每台自走式联合收获机每天收获面积达到80—100hm2,而传统垄作麦田仅为60亩左右,同时农机剐蹭损坏率降低25%以上,显著降低了作业成本[3]。

  3.典型区域应用案例

  3.1山东省肥城市“减垄增地”规模化推广案例

  肥城市是山东省最大的商品粮生产基地,拥有规模化的土地流转和完善的农业社会化服务体系,成为省内第一个开展大规模实施无垄栽培的市。“十二五”期间,肥城市委、市政府把推进小麦无垄栽培作为提高土地产出率的重要举措来抓,并出台了《肥城市推行“减垄增地”促进粮食增产增效实施方案》;设立专项资金,采取先建后补的方式进行奖补;积极争取省金融部门的支持,设立了专项贴息资金,鼓励银行加大对农民合作社、种养大户等新型农业经营主体的信贷投入力度,对于使用了高效节水灌溉设备的专业生产者给予最高不超过200元/亩(占总造价50%)的一次性奖励补助;由政府主导成立的汶阳田农高区为农服务中心充分发挥示范带动作用,提供10万—300万元贷款支持,形成了“政策扶持+社会化服务+规模化推广”的成熟模式。

  3.2山东高唐县“小田并大田+无垄栽培”融合案例

  高唐县借承包土地细碎化治理契机,在全县实施“一村一块地”、“一社一块地”,共整合分散耕地7908.81亩。“一村一块地”的做法是将各村村民的土地按照相邻的原则归并成整块农田;“一社一块地”的做法则是把本村或社区内同一经营主体(如家庭农场)的土地归并成一块大的农田。这样做的好处就是可以进行大规模机械耕作和播种等农事操作,并且有利于统一管理,便于灌溉施肥以及病虫害防治工作开展[4]。比如:赵寨子镇北街村绿色佳园合作社有460余亩的试验示范田,其中去垄后每百亩可增加10亩的有效种植面积,加上配套使用水肥一体机及大马力拖拉机全程机械化生产模式,不但增加了粮食作物单产,还实现了成本优化:种子、化肥集中采购使成本降低10%以上,农机作业效率提升30%,人工费用节省20%。

  4.技术应用中存在的问题

  4.1农机装备适配性不足

  目前我国无垄栽培机械装备主要表现为:“高端靠进口,中端不稳定,低端难匹配”。高端精量播种机如意大利马斯奇奥、德国雷肯等国外知名品牌,价格昂贵(一台15万—25万),中小型农户无力承受;国内生产的中端机型,播种均匀度变异系数大多为8%—12%,比进口设备相差甚远,在复杂的土质环境下还容易发生播深不一致和漏播现象;低端机型不具备精确控制能力,很难达到无垄栽培所需要的均匀程度。此外,农机具同农艺技术结合不够紧密,现有的播种机行距、株距调节幅度小,不能很好地适应不同类型生态区的小麦品种,对于冬季小麦和春季小麦以及多穗型和大穗型小麦品种来说都比较合适。

  4.2区域化适配技术不完善

  当前无垄栽培技术只适合于黄淮海麦区和鲁西北平原这些比较平缓、土地肥力较好的地区进行推广应用,而在丘陵山区或盐碱地这种地形地貌复杂的地方还无法做到很好的应用。因为丘陵山地的地貌特征是:坡度较大、地面起伏不平;而且由于无垄种植后灌水不能很好地实现湿润到作物根系层以下的效果,所以会造成水土流失的现象发生[5]。另外,在盐碱地上使用无垄种植方式时会出现土壤中可溶性盐类物质大量积累的情况(尤其是表面),这样就会导致小麦发芽困难或者幼苗死亡现象的发生。

  4.3配套体系与推广机制不健全

  由于无垄麦田中植株分布较整齐,容易造成病虫害连块成片的发生和流行,而传统的垄作模式下进行病虫害防治的方法已不适合于无垄栽培的生产方式,在冬前开展化学除草时又会遇到除不尽或除草过早了等问题。技术推广机制有待健全主要表现为当前的农业技术推广仍然以政府为主导,企业等社会主体积极性不高。

  4.4地块整合与农户认知障碍

  无垄栽培需要有大片连片的土地作支撑,在一些地区由于承包地过于分散破碎,很难实现地块的有效整合和利用;并且当地农民习惯于沿袭传统的田间界限来划分自己的责任田块,并由此产生了强烈的“守土”意识。因此在进行土地流转时会遇到很多阻力,需要花费大量的精力去化解这些矛盾。另外,在生产中还有相当一部分农民固执己见,认为这种模式的技术还不够完善,会对产量造成一定的损失。

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  5.优化路径

  5.1强化农机装备自主创新与适配优化

  加大自主研发投入力度,以“一机多能”为方向,重点研发精量播种机和水肥一体化设备的核心部件及技术,在关键零部件上取得突破性进展;攻克负压吸附、精密定量分配、精确施肥施药、卫星定位、无人驾驶以及高精度测土配方施肥等核心技术,进一步降低成本,让中档国产精量播种机价格保持在8万—12万/台左右,播种均匀度变异系数≤5%;根据不同区域和小麦品种进行配套参数调整设计,研究开发具有自动调节行距、播深等功能的大型高效免耕联合耕种机械,提升装备在复杂土壤、气候条件下的稳定性。

  5.2完善区域化适配技术体系

  根据不同生态区的特点,制定差异化的小麦无垄栽培技术规范。对于丘陵山区,可以采取“起垄改微坡+滴灌”的方式,进行土地平整,并配备相应的坡面灌溉设施;对于盐碱地区,则需要实施“无垄覆膜+洗盐灌溉”,通过这种方式来降低土地中的含盐量和保持良好的出苗情况;而对于多雨地区的麦作来说则要注重排水问题,因此在该类地区可选择使用高畦无垄的方式来进行种植,并且与暗沟等排水装置相结合以避免出现因田间积水而造成的不良影响。

  5.3健全配套服务与推广机制

  构建完善的现代农业技术支撑体系,整合农业技术推广机构和科研院所力量,组建以农业科技研发单位为龙头的技术攻关团队,在农业生产中形成“技术研发一试验示范—培训指导一产后服务”的一条龙服务链条;强化基层农技人员及种粮大户培训工作,加大对机械作业、田间水肥管理和病虫草害综合防治等方面的培训力度,并注重理论联系实际,突出实训内容,增强实用性和可操作性。探索新型推广方式,大力推行“龙头企业十专业合作经济组织+农户”或“公司十基地十农民”的生产经营模式,合作社组织规模化种植,降低农户风险。

  5.4推进地块整合与提升农户认知

  以农村土地制度改革为抓手,在推进承包地有序流转和小块并大块的基础上,因地制宜推行“一村一块田”,或“一户一块田”的经营模式,并积极发展多种形式的土地适度规模经营,为大面积推广应用无垄栽培提供良好的基础;利用各种会议形式(如现场观摩会)及媒体手段等向农民群众进行宣传推广,扩大社会影响面,提高广大农户对无垄栽培的认知程度和接受水平;选择有代表性的农户作为示范基地的技术示范户加以重点扶持和技术培训,使其成为当地种植大户,并逐步辐射周边地区,化解地块整合中的矛盾。

  6.结束语

  小麦机械化“无垄栽培”均匀种植技术打破了传统的垄作方式,依靠机械精量播种和水肥一体化技术相结合的方式对土地进行耕种管理,提高了土地和水资源及肥料的有效利用率,并且大幅度地提高小麦的单产水平。该技术不仅为小麦增产增效提供了新路径,也为现代农业种植模式革新提供了借鉴。展望未来,在国家大力推广智能农机和相关政策支持下,“无垄栽培”均匀种植方式将会在全国范围内得到应用,成为小麦产业高质量发展的核心支撑技术。


  参考文献:

  [1]孔令民.定陶区小麦机械化无垄栽培技术创新分析[J].中国农机装备,2025(03):59-61.

  [2]马洪元,李勇.小麦机械化匀播无垄栽培理论与技术[J].中国农机装备,2024(01):42-45.

  [3]路坦.小麦机械化无垄栽培技术研究[J].新农业,2021(10):36-37.

  [4]刘军,刘亚配,夏亚真,等.小麦机械化无垄栽培技术理论与应用[J].农业工程,2020,10(05):112-116.

  [5]申太高.莱西市小麦机械化无垄栽培技术创新分析[J].中国农机装备,2024(11):59-61.