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微生物菌肥机械化撒施技术研究进展

更新时间:2009-03-28

盐碱地土壤中含有较高的盐分,土壤理化性质恶劣,土壤结构遭到破坏,直接影响植物的正常生长,使得大面积的土地资源难以高效利用。合理的开发利用盐碱地资源,对保障国家粮食安全、促进农业可持续发展、改善生态环境及推动区域经济社会协调发展具有重要意义。在盐碱地的综合治理方案中,生物肥料扮演着不可取代的重要角色。

生物肥料是指含有特定微生物及其代谢产物的生物制品,在农业生产中应用时除具有促进植物生长、拮抗病原菌、增加产量与质量等作用外,还具有改良土壤理化性质、提高土壤肥力、改善土壤生态系统等作用。2011年,国家发展与改革委员会等五部委联合发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中,把生物肥料列为18项优先发展的现代农业项目之一。微生物菌肥不但可以减少化肥使用,而且在改善土壤理化与生物特性,提高土壤肥效方面应用效果显著,普遍被认为是盐碱地的各项修复技术中最为生态的方法,目前微生物菌肥一般都是人工抛撒,无法进行大面积作业,人们急需机械化撒施微生物菌肥来改良盐碱地。

选择2016年6月—2018年6月我院收治的120例行冠状动脉检测患者,男64例,女56例,年龄为43~66岁,平均年龄为(54.5±4.9)岁。纳入标准:(1)均符合冠状动脉疾病的临床诊断标准;(2)未患有其他心脑血管疾病。排除标准:(1)患有严重的脏器病变;(2)患有严重的意识障碍症状。患者家属在了解相应的检测方式后签署知情同意书,同时由医院伦理委员会对本实验进行监督;使用统计学软件对患者进行分析处理。

一、天津市盐碱地现状

天津市盐碱地主要分布在渤海湾的滨海淤泥质滩涂地区,包括滨海新区、宁河、东丽、津南及静海南部,盐渍化耕地面积为311万亩,几乎占全市耕地面积的一半,为全国各省市盐碱地所占比例最大的一个地区,因此成为影响天津市农业生产最大的障碍因素。化肥的施用和过度的种植造成土地的盐碱化程度越来越重,并且面积正在逐步扩大。天津的耕地和农业生产潜力主要在中低产田上,而改造中低产田的主要任务是改良盐碱地。

突出重点,确保民生水务工程建设落到实处。一是抓好重大引水工程建设,完成大伙房水库输水入连、长海县跨海引水工程收尾验收工作,组织正式供水;实施普湾新区供水应急工程。二是完成城市供水旧管网改造工程,改造城市供水旧管网140km,实施居民室内旧水管改造2万户,更换超期服役用户旧水表5万户。三是抓好农村安全自来水工程,新建农村安全自来水工程30项,解决4万人的饮水安全问题。

二、国内外改良盐碱地的方法

1.存在问题 微生物菌肥改良盐碱地效果明显,但是微生物菌肥多为粉末状,含水率约为30%,加工成颗粒状会使成本大幅度增加,并且微生物菌肥含有菌群,施用后不能曝露于地表,需与土壤混合。基于该种肥料的特点,天津地区没有专用或接近的农机具能够进行撒施作业,只有人工抛撒作业,旋耕机搅拌。现有的复式作业机大多数是撒施颗粒肥,如果用来撒施将出现一定含水量的粉状肥料镂空和出肥孔堵塞现象,所以需要研制集抛撒、旋耕于一体的联合作业机具,以满足大面积田间作业,降低作业劳动强度,加快治理土壤盐碱化的目的。

1.机具的性能参数 该机的作业适应性基本能够满足含水率低于30%粉状肥料的撒施要求。机具的技术参数见表1。

三、存在问题与研究方向

目前,国内外对盐碱地的研究和实践主要集中在物理改良、化学改良、水利工程技术改良和生物改良四大治理领域,其目标是降低土壤盐碱化程度、改善土壤性质、提高肥料水平。物理改良措施主要有原土深耕晒垡、压沙抗碱、抬高地形、表面覆盖、微区改土等,具有广泛性、安全性和普适性等特点。化学改良主要是在盐碱土壤中添加石膏、过磷酸钙、沸石、泥炭、腐殖酸等化学改良剂、天然矿物资源或农业与工业废弃物等,其优点是短期效果显著,但经济成本高,部分化学改良剂长期施用存在污染土壤与环境的风险。水利工程技术改良措施主要有开挖排水沟、建立排水网、打竖井强排、节水灌溉等,其机理是通过水洗淋溶将土壤中的盐分直接带走,具有脱盐快,修复效果持久等特点,但前期投资成本较高。生物改良措施包括种植耐盐作物吸收土壤盐分、采用有效微生物改变土壤盐分的存在状态、施用有机肥料等,具有经济和生态效益高、节省淡水资源等优点,普遍被认为是盐碱地的各项修复技术中最为生态的方法,具有广阔的发展前景。

2.机具施肥均匀性试验 由于在实际作业中肥料会与土壤混合,无法观察均匀度,所以选择在路面测试并且旋耕刀停止工作,选择的是含水率为30%的粉状微生物菌肥,通过测试可以看出该机排肥均匀,如图1所示:

四、研究实例

天津市农业机械研究所基于粉状微生物菌肥的特点,研制了一种集施肥、旋耕、整地于一体的复式作业机,经过大量的试验,该机性能稳定,施肥快速均匀,并且解决了镂空和出肥孔堵塞的问题。

②⑤Wrzesniewski,A.& Dutton,J.E.,“Crafting a Job:Revisioning Employees as Active Crafters of Their Work”,The Academy of Management Review,2001,26(2),pp.179 ~201.

 

表1 机具性能参数表

  

配套动力 80马力以上拖拉机重量 600kg施肥宽度 200cm旋耕宽度 220cm肥料箱容量 900L作业速度 2.08km/h~5.6km/h有机肥含水量 ≤30%

2.研究方向 综合以上内容,微生物菌肥改良盐碱地属于生物改良措施,可以从根本上改善土壤。由于经济成本和肥料本身的性质等原因,导致撒施机械化程度很低,进一步阻碍了微生物菌肥的推广,所以研制一种适合的撒施机具,是解决粉状肥料机械化撒施的一个方向。

  

图1 机具排肥均匀度测试

3.机具实际作业速度、作业效率测试 天津市农业机械研究所在静海区的盐碱地块对该机具进行了测试,主要包括机具作业速度和机具实际作业效率,所用菌肥为含水率30%的粉状微生物菌肥,因在测试时需要往肥箱中装填菌肥,装填时间因人而异,在以下测试中没有计算在内,详细内容如表2和表3。

 

表2 实际作业速度测定表

  

指标挡位测定次数 测定距离m起始时间s结束时间s平均速度m/s I挡 2 333.5 0 585 0.57 333.5 0 585 0.57Ⅱ挡 2 333.5 0 371 0.9 333.5 0 371 0.9 III挡 2 333.5 0 232 1.44 333.5 0 232 1.44

 

表3 实际作业效率测定表

  

平均作业效率亩/h工作Ⅰ挡 500 0 1139 0.57 1.95 6.15 0 1085 1.85工作Ⅱ挡 500 0 758 0.9 2.04 9.70 0 741 2.00工作III挡 500 0 498 1.44 2.15 15.54 0 512 2.21指标挡位施肥量kg起始时间s结束时间s平均速度m/s作业面积亩

五、建议

机具在滨海新区大港和静海区进行小地块试验,试验面积分别为40亩,根据实际作业情况提出建议如下:一是考虑到作业效率和拖拉机本身要求,建议在工作时选用工作Ⅱ挡位;二是工作时,装填肥料占用时间较长,为了更好地提高工作效率,建议在作业时2人以上进行肥料装填。

按:“万嗣”,即万世,万代。“万嗣”一词,其它文献用例亦富,例如《诚斋集》卷第五十四《贺皇孙郡王冬节启》:“日月就将,上动三宫之喜,春秋鼎盛,下开万嗣之祥。”《皇朝文鉴》卷第一百二《息戍》:“以是而言,所本尤大若天心,独舍近谋远,则无穷之庆及于万嗣矣。”《乐府诗集》卷第十三:“奕奕万嗣,明明显融。”是其例。“万嗣”一词,《汉语大词典》未收。

微生物菌肥实现机械化撒施,即施肥、旋耕、整地复式作业机能够连续作业,施肥后旋耕并进行整地,防止肥料流失,工作效率高,一次作业可以完成三道程序,对于含水率低于30%的粉状肥料可以快速均匀的撒施。这项技术对于盐碱地土壤改良,提高农业劳动生产率,促进节本增收具有重要意义。

 
冯磊,孙岩,刘志良,郭玉林,尚立新,王帅,丁润所,邢硕
《农机科技推广》 2018年第02期
《农机科技推广》2018年第02期文献

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