激光平地开启种地新观念 《中国农机化导报》
02.04.2015 13:17
本文来源: 农业机械化信息
常规土地平整方法包括人工平地、半人工半机械平地以及机械平地等，但在实际中，受到机具自身缺陷和人工作业平地精准度有限的制约，土地平整精度在达到一定程度后很难继续提高。尤其对于较大面积和规模的土地，要实现科学、准确、优质、高效的土地平整作业，目前最为先进的就是激光平地技术。 许多耕地都存在“大平小不平”的现象，有时一块农田的平整度偏差可能超过15—20厘米，甚至可达几十厘米。高低不平会使农田灌溉出现“这边旱，那边涝”的情况，不仅浪费水资源，还增加了农民灌溉用电的开支。 ——天津市北辰区新科利民合作社理事长吕建立
土地更平整 增产很明显
“有时候用肉眼看着分明很平整，但种上作物后才发现浇水水层深浅不一，导致作物旱的旱死，涝的涝死。”天津市北辰区新科利民合作社理事长吕建立告诉记者。
2012年以前，吕建立家的耕地产量一直不稳定，他曾尝试过打田埂的方式，将大块耕地化整为零，以便进行浇灌，但这种方式使耕地利用率大大降低。通过当地农机部门的介绍得知，激光平地机测试土地平整度的灵敏度比肉眼判断高出10—50倍。经过激光平地机平整后的土地，不仅节水、节肥，还能实现增产，机械作业质量和效率也大大提高。当年，吕建立便花14万购置了一台激光平地机，实际应用的效果超出他的想象。“使用激光平地机后，当季玉米增产10%，次年小麦增产达15%。”吕建立乐呵呵地告诉记者。
吕建立向记者展示了整套激光平地设备，其中包括激光发射装置、激光接收装置、控制器和铲运设备。“第一次用这些精准农具作业，以为操作会很难，其实特别简单。”吕建立告诉记者，“首先将激光发射器放在地头，再将激光接收器安装在平地铲上，由大马力拖拉机带动平地铲。作业时，由激光发射器发射出360度的旋转激光面，接收器接收到激光信号后转换成电信号，自动控制平地铲的升降，随着机车的前进来完成平地作业。”实践证明，激光平地机利用激光束平面取代常规机械平地中人眼目视，通过伺服液压系统操纵平地铲运机具工作，完成土地平整作业，耕地平整度误差能够缩小到几厘米。
据天津市农机办副主任胡伟介绍，从2008年开始，天津市积极启动扶持政策，率先将激光平地机纳入了农机购置补贴范围，并对农民购买激光平地机及配套大马力拖拉机给予累加补贴。从2010年开始，天津市按照定额补贴的原则，对实行激光平地作业的农户给予50元/亩的财政补贴，截至目前，已有超过5万户农户受益。 在农田灌溉用水损失中，田间损失占到35％左右。地块高低不平是造成损失的主要原因。因此，改善农田平整状况，能提高农田灌溉水利用效率，是一项投资效益大、节水增产效果良好的重要措施。 ——安徽省淮南市凤台县东风湖农场副场长杨洪善
水肥高效利用产出高于投入
早在20世纪80年代，激光平地技术便已开始在美国应用，随后在世界范围内得到推广，该技术曾一度被认为是世界上最先进的“节水灌溉技术”。数据显示，在美国和葡萄牙，应用激光平地技术使农田灌溉水均匀度提高了17％—20％，农作物产量提高了7％—31％；在土耳其，灌溉水效率提高25％—100％，小麦增产35％—75％，棉花增产20％—50％。
天津市西青区为农农机专业合作社对流转承包的近5000亩耕地实施激光平地作业后，浇灌一次只用6天，而未平整前则需要用10天时间。由此可见，激光平地使农田灌溉效率提高40%，实现了节水、省电、减少开支。不仅如此，实施激光平地后，还可减少种子用量，并且由于水肥均匀，使得农作物播种后出苗齐、分蘖好，为高产稳产打下了基础。
安徽省淮南市凤台县东风湖农场副场长杨洪善告诉记者：“采用激光平地技术，能够较好地解决传统的灌溉方式造成的水资源严重浪费现象，一般作业后的地块均可实现节水30％一50％。”
杨洪善用一个事例给记者算了这样一笔账：2010年，在小麦生育期内，东风湖农场所在地区出现了连续5个月的干旱，土地平整后的田块，运用田间“鼠道”，抗旱采用“洇灌”作业，抗旱3遍，亩均成本仅为10.5元；而没有运用激光平地技术进行平整的地块，采用漫灌和喷灌相结合的方法，浇灌四遍，亩均成本达到48元。而且平整后的地块，由于灌排自如，肥水运筹更加科学，有利于作物生长发育，2011年小麦亩均产量比其他地块高出24公斤，秋季大豆亩均产量比其他地块高出15公斤，按当年价格计算两季亩均增收110元。连同节约的抗旱成本，共计亩均节本增效147.5元，300亩共节本增效44250元。而该地块平地作业总成本仅为13700元。可见，激光平地作业的产出远高于投入，效果明显。
此外，常规地块由于土地不平，其肥料利用率仅为40％—60％，而激光平地后化肥被吸收进作物的根部，分布均匀，避免了作物脱肥和肥料的流失，肥料的利用率可提高50％—70％。
我们种大豆一亩收获200公斤，每斤能卖1.8元，种水稻一亩收获500公斤，每斤能卖1.5元，所以2011年我尝试将自家的500亩旱地改成了水田，考虑到水田对土地平整度要求较高，所以我购置了一台激光平地机，经过平整后的地块高低差在±2厘米之间，之后连续几年水稻长势良好，单产达到600公斤左右。 ——安徽省淮南市凤台县东风湖农场农机大户李兆乾 用于“旱改水”潜力更大
记者了解到，激光平地技术不仅适用于小麦、玉米、棉花等旱播作物的播前土地平整，还特别适合旱田改水田前的土地平整。杨洪善告诉记者，“‘旱改水’并不是简单的引水灌溉，由于水田对地面平整度要求更高，要在水田上开展规模化、集约化经营，提高土地产出效益，就要进行土地平整，改善土壤耕作条件。”由此可见，激光平地技术作为推广水稻机插秧的重要配套技术，其推广潜力很大。 “我家有1000余亩土地，耕地所处位置正好是低洼处，平地前产量就不算高。”安徽省淮南市凤台县东风湖农场农机大户李兆乾告诉记者：“2011年，我购进了1台激光平地机，作业后的土地平整度总体状况显著改善。”李兆乾介绍，在平地作业前，田块内地面相对高度差数值为6.7厘米，作业后下降到2.1厘米，田间平整状况的绝对改善度为5.6厘米。“以前觉得不平整的地很难改变，用激光平地机后，不仅耕地平整了，水稻的亩产量居然超过了600公斤，真是超出我的想象。”李兆乾高兴地说。
对于水田来说，激光整地技术不仅可以实现大片土地平整自动化，节约劳动力，减少农民的劳动强度，优化耕地资源，而且可极大地提高农业水资源的利用效率和灌溉均匀度，有利于水肥利用和农作物生长，使作物产量提高20％以上，同时，提高农产品品质，有助于治理日益严重的水土流失等生态环境问题，是提高土地质量，合理开发和保护土地资源，发展节水农业与开展农业生态建设的基础工程和关键技术，在我国广大农区还有巨大的推广空间。 记者观察：激光平地讲究“天时地利人和”
尽管激光平地技术具有诸多优点，在实际生产中，能够产生较大的经济效益，是传统粗放式农业向精耕细作方向转变的重要一步。但记者在调查中发现，目前激光平地技术推广范围有限，主要原因是受到“天、地、人”三方面因素的制约，其中包括作业面积、作业时间、作业价格、作业天气和农民意识等。
首先，由于激光平地作业需要大马力动力机械带动机具做往返式平地运动，作业面积起码要在10亩以上，对于10亩以下的地块，无论从平地费用和效果上来看，均不合算，因此，土地流转是激光平地技术推广的关键。随着城镇化建设的推进，耕地逐渐向大地块方向发展，激光平地作业必将大有可为。
其次，由于激光平地设备售价较高，且作业过程需要大马力拖拉机作为动力，作业耗油量大，导致激光平地作业市场价格居高不下。同时，激光平地作业效率和直接成本费用与土地平整的改善程度密不可分。据了解，由90-100马力拖拉机配2.5米宽平地铲，一般作业效率3—5亩/小时，作业成本为120—200元/小时；如果是100—120马力拖拉机配3米宽平地铲，作业效率5—8亩/小时，作业成本为200—400元/小时。同时，土地第一次平整时，激光平地机工作量较大，农户对首次作业的费用难以承受。需政府相关部门出台相应的配套扶持政策，推动激光平地作业技术的大面积推广。
再次，激光平地作业时间通常在春秋两季作业。从作业效果来看，以春季效果最佳，然而春季可作业面积较少，特别是冬麦区，空闲土地极少。而选择秋季作业，又正赶上抢收抢种之时，从收获到播种最多不过10天左右，部分实行“一条龙”作业的地区，“收、耕、种”三者同步进行，为争抢农时，农民不得不放弃此项作业。因此，对于种植两茬作物的地区，该技术的推广受到时间的限制。另外，激光平地作业受天气影响较大，平地铲在泥泞土地中无法作业，因此，赶上雨水或其他恶劣天气，机器将无法进地。
农户对激光平地技术持观望态度，也是影响这一技术推广的原因之一。一方面，激光平地作业不属于农业生产的必须环节，且作业成本较高，对于土地平整度偏差在15厘米以下的大地块来说，农民用肉眼很难直观地感受到作业效果。另一方面，使用此技术需在10亩以上的地块作业，如果给散户统一集中进行激光平地作业，部分农户会认为在平地铲的反复“刮平”作业中，将自家肥沃的土层“刮”到别人家的地里，留下的土质不利于作物生长。因此，需要各地农机部门加大宣传力度，通过试验田的方式，让农民深入了解激光平地作业的节水、节肥、节地和增产的效果。（白璐） 链接：激光平地机各主要部件性能 激光发射器 激光平地是以激光技术为基础，所以作为建立基准的激光发射器，其性能无疑在整套系统中尤其重要。 （1）工作环境：温度在21摄氏度左右为最理想的空气环境，激光探测器大约工作范围是400米左右。 （2）激光水平精度：在激光束直径8毫米，激光发射精度为±10弧秒，也就是30米距离，激光偏离角控制在±1.5毫米以内，这为整套系统的高精度作业提供了非常好的基础。 （3）自动安平范围：±5度。通常水平激光发射器，为保证基准准确，若是没有安平，激光器不会发光工作。一般激光发射器具有自动的电子安平功能，是激光发射器非常重要的性能指标，它能为用户带来很多的方便。自安平时间大约30秒，具有发光二极管闪动的安平指示。 （4）电源：激光发射器采用四节电池供电，可选配可充电镍氢电池或高能量碱性电池。镍氢电池可使用55小时，高能量碱性电池可使用90小时。 （5）转速：需形成没有间断的激光平面基准。 （6）激光类型：对人体无害的II级可见激光。 （7）单向坡度可调：可以实现在单轴上调整坡度的激光发射器，当用户需要把施工场地平整成一个带有坡度的平面时，可以通过该功能使发射器在场地上空建立一个斜面，从而满足了用户更多的需求。 激光接收器 激光接收器是整套激光平地系统的重要组成部分，系统通过它来采集激光信号，并通过它把信号传递给数控装置，也可以说激光接收器是整个系统的触角或感觉器官，所以接收器是否灵敏直接影响到整套系统的工作精度。 （1）光束水平接收角度：360度全方位接收激光信号，即只要激光束不受遮挡地照射在接收器上，不论平地设备的行驶方向如何，接收器都能正常的工作，这极大地方便了用户的施工。 （2）垂直接收范围：垂直接收范围是接收器最重要的指标之一，在激光平地工作的过程中，接收器会随刮土设备上下升降，如果接收器的垂直接收范围小，很容易出现信号丢失的现象，需要人工对其安装高度进行调整，不仅给用户带来了极大的不便，而且严重地限制了整套系统对场地的适用性（场地的起伏程度稍大就会导致信号丢失）。 （3）ON-GRADE宽度范围：ON-GRADE宽度范围，是激光接收器向控制系统输出检测到的位置分辨信号指标，它不能代表整套设备的控制精度。系统实际控制精度，需要与控制箱内的控制电路和配套的电磁阀三者合理匹配的精度来实现。如果ON-GRADE宽度过大，会影响系统工作精度。 控制箱 数控箱是整套系统的中央处理系统，它将激光接收器采集的数据进行运算，然后将控制指令传送给（液压控制阀）执行机构。 液压控制阀 液压控制阀是整套系统重要的执行机构，可靠性、稳定性和灵敏的反应速度是衡量系统优劣的重要指标。 手持测量接收器 在激光平地设备工作之前，对施工场地的测量都是必不可少的，这对合理使用设备，提高效率起着关键的作用。通常手持激光接收器，它与激光发射器配合使用，一个人就可以完成地块的测量工作。
本文来源: 农业机械化信息
02.04.2015 13:17