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1、国内外草地机械化改良技术发展情况总结 0引言 我国拥有草原面积近4亿hm²,约占国土面积的2/5,而目前由于草原不合理利用及自然灾害等问题频繁出现,中度和重度退化草原面积仍达到草原面积的1/3以上[1].采用机械化改良技术有利于恢复和改善我国天然草地退化现状,保护生态环境,推动我国退化草场恢复与重建.为此,通过对国内外草地机械化改良技术发展情况进行总结分析,找出目前我国研究工作中的不足,将有助于加快我国机械化改良退化天然草地的进程. 1国外草地机械化改良技术研究进展 国外草地机械化改良技术起步较早,主要包括松土、施肥、补播及
2、灌溉等技术,目的都在于改善退化草地中的土壤微环境,通过施肥、灌溉或者添加有机物等不同的作业方式来提高土壤中氮、碳、磷等牧草生长所需的生长元素含量[2-14],有效改善土壤生态环境,加快恢复退化草场.用于草地改良的机械主要有施肥机械、打孔机械和补播机械等[15-22]. 1.1草地施肥机械 国外草地施肥机械主要分为施固态肥机械和施液态肥机械两种. 图1为PhilSidh(10'),每个齿盘上有4个齿;打孔时形成不连续的矩形孔,打孔深度最大为20cm.该机用来断裂压实的韧土,增加空气和水分运动,提高肥料利用率[19]. 1.3草地
3、补播机械 图6为约翰迪尔CS13系列播种机中的CS1360型播种机.该机可实现草地打孔播种功能,采用直接打孔播种的方式,通过地轮驱动钉齿滚筒开种孔,然后进行播种,并进行碎土镇压,一次性完成打孔、播种、覆土镇压等作业工序[20].（图5，6略） 2我国天然草地机械化改良技术研究进展 我国对于天然草地改良技术的研究起步较晚.目前,我国草地改良主要是集中在对草地的土壤进行改良及地表植被的恢复上,在草地改良方面的机械化改良技术、改良工艺及相关机具的研究发展空间很大[23-24].我国天然草地的机械化改良技术主要包括机械松土、补播、施肥、切根和杂
4、草去除等技术[24-36],主要的改良机械包括牧草破土切根机械、补播施肥机械、松土机械和杂草去除机械[37-57]. 2.1破土切根机械 以根茎型繁殖为主的牧草,由于根茎盘根错节导致草地出现土壤板结情况,使得土壤透气性和透水性下降,造成草地退化.针对上述问题,尤泳等人设计了一种9QP-830型草地破土切根机,如图7所示[40].该机以冲击、贯入的形式切割板结土壤,切根刀以主动转动的方式切断牧草地下横走根系,翻垡效果接近于零.（图7略） 2.2牧草补播施肥机械 王德成、梁方等人设计了一种主动传动式切根施肥补播复式作业机,用于羊草草地改良
5、,集切根、施肥和补播功能于一体,可一次性完成羊草草地割裂草皮、切根、开沟、施肥、播种、镇压等复式作业工序,对改良我国天然草地有很大的意义.其结构示意图如图8所示[43]. 2.3草地松土机械 宋建农等人研发了9ST-460型草地振动式间隔松土机,先由前导圆盘切根,形成条状土垡;然后经振动松土铲进行松土,完成土壤强制疏松后铺放于原来的位置;在土垡铺放后由镇压装置进行镇压,实现坚实度高的草地土壤条件下的虚实耕作和原地放垄.该机结构简图如图9所示[39]. 2.4杂草去除机械. 赵建柱、宗玉峰等人设计了一种狼毒草剔除装置,提供了一种可以通过
6、高度识别狼毒草植株,并对其进行定点喷洒狼毒草剔除剂的装置.该机主要由机架部分、喷雾系统和控制系统组成,结构示意图如图10所示[45]. 3存在的问题 目前,与国外草地机械化改良技术相比,我国草地机械化改良技术相对落后:一方面,从机具来看,我国天然草地改良机具规格偏向于中小型,作业范围有限,很大一部分机械只能实现单一作业工序,不能同时实现多个作业工序;另外,国内改良机具种类较少,用于天然草地改良的液态肥施肥机械与草地打孔透气机械在国内暂无研究.从作业对象与作业环境来看,我国天然草原分类较多,饲草植株品种较多,草地地形复杂多样,而改良的机具作
7、业对象集中于羊草、苜蓿等主要牧草品种,作业环境大部分以平原地区为主,对其他牧草品种和作业地区的改良机具研究较少.另一方面,从土壤的角度来看,国外草地因经常改良,土壤紧实度较低,而我国天然草地长时间无人管理,土壤紧实度较高,对退化草地土壤与作业机具作用关系的研究较少. 4建议 1)以退化天然草地土壤为基础元素,进行退化草地土壤与改良机具作用关系研究.草原上生态较复杂,与传统的大田作业环境有所差别,传统的田间作业情况下的土壤模型对建立退化草地土壤模型只具有参考作用,不能将草地土壤模型与田间土壤模型等同来看.针对草原特有的生态环境,应当建立退化
8、草地的土壤模型,找出机械化改良退化草地土壤的相关最佳参数,以传统的大田耕作中土壤与机具作用关系作为基础,加强草原土壤与作业机具之间的作用关系研究. 2)针对不同牧
