引言

我國西南地區的地形以丘陵、山地為主，土地狹小零碎分散，土壤類型及植被多種多樣，缺乏機耕道，農機田間轉移極為不便。這一地區田間耕作機械化的發展迄今為止大致經歷了兩個階段。

在 20 世紀 90 年代以前，田間耕作主要由人畜力完成，手扶拖拉機犁耕機組、旋耕機組主要由于田間轉移不便不能得到廣泛應用; 機耕船適宜于水田但無法用于旱地也未推廣。20 世紀 90 年代中期，雙軸螺旋水耕機時興了一陣子，但其旱地作業效果不佳也沒有得到較長時期的應用。

20 世紀 80 年代末至 90 年代中期，我國開始引進、消化、吸收國外技術，研制微耕機。早期產品由于材料、工藝等方面造成的質量問題及售后服務不佳，微耕機的應用受到挑戰。隨著制造企業增多，企業間競爭加劇，相關技術標準的制定與落實以及科學技術的進步，微耕機作業穩定性、安全性、適應性、可靠性、美觀性、隨機技術文件和工具的齊全規范性等方面在較短時間內均得到大幅度提升，售后服務體系和企業生產條件得以完善。微耕機使用情況總體較好，得到了用戶的認同，由此開啟了微耕機耕作時代。

微耕機的推廣使用有效地解決了農村勞動力及耕牛嚴重缺乏的田地耕作面臨的難題，大大推進了丘陵山區的耕作機械化。例如，在地形以丘陵、山地為主的重慶，2003、2006、2011 年微耕機的推廣量分別是2 000、14 500、114 875 臺，而耕作機械化水平由 2003年的 11． 30% 迅速提高到 2011 年的 60% 。

目前，微耕機已經成為西南地區最主要的、不可或缺的農業機械。然而，隨著農村勞動力的轉移、農村勞動力老齡化趨勢加強、農業生產全程機械化的推進、農業可持續發展戰略的實施以及節能減排任務的加重，微耕機在我國西南地區的應用\\( 或者說西南地區耕作機械化\\) 正面臨著新的挑戰。這主要表現在微耕機作業存在的振動強烈、勞動強度大、利用率較低及長期耕作造成土壤板結等問題。

1 主要類別及基本參數

微耕機有多種類型，西南地區普遍使用的微耕機基本參數如表 1 所示。本文主要針對這些機型加以論述?！颈?】


2 面臨的三大新挑戰

2． 1 微耕機作業振動強烈

微耕機自配動力，耕作時刀輥既是工作部件，又是驅動部件及行走部件: 一方面具有質量輕、田間轉移方便等特點; 另一方面，由于耕刀周期性地入土、切土、出土過程形成的土壤反力幾乎全部通過機架傳遞至把手，使操作者承受強烈的振動。試驗表明，其振動遠遠超過普通手扶拖拉機旋耕機組。在歐洲，微耕機偶爾短期使用，主要用于園林景觀地塊，很少作為大田農業機械。因而，微耕機振動的問題并不突出。相反，在我國，尤其是在西南丘陵山區，微耕機是主要的田地耕作機械。在耕作季節，操作者長時間使用，振動嚴重影響其身體健康，降低生產率。L． Ragni等人的研究表明，正常工作條件下每天使用微耕機4h，3 年后將會有 10% 的人出現白指病。在西南地區，“微耕機解放了牛，累死了人”是操作者的普遍反映。熟練操作者工作一天甚至半天后，手都不能自如地掌控筷子。

近年來，隨著農村勞動力轉移，農村勞力老齡化趨勢明顯。文獻［6］的抽樣調查表明，在重慶，微耕機操作者年齡在 49 歲以下的占 38． 81% ，50 歲以上的占 61． 19% ，操作者最大年齡為 73 歲。因此，微耕機振動強烈的問題顯得更加突出。隨著我國各行各業工作條件的改善和生活水平的提高，微耕機的振動問題已成為操作者越來越不能忍受的折磨。

2． 2 微耕機利用率較低

在西南地區，除耕作外，微耕機很少用作他用，即使有部分微耕機具有動力輸出軸，仍然如此。隨著微耕機的推廣，微耕機自用比例越來越大，而每臺年均作業量逐年減少。根據文獻［6］，在重慶市，微耕機自用為主的用戶占 74．13%，自用兼經營用戶占 17． 91%，而經營為主的僅占 7． 96% 。抽樣調查表明，在重慶，2008 年，每臺微耕機平均年作業量 1． 87hm2，年作業時間 59h; 2009、2010 年及 2011 年這兩個數據分別為: 1． 47hm2，52h; 1． 47hm2，47h; 1． 07hm2，35h。事實上，微耕機功能單一、利用率低是其在一些地方推而不廣的主要原因。目前，一些文獻所稱的多功能微耕機實際上就是微型拖拉機，并不是嚴格意義上的微耕機。

因此，如不改變這種狀態，隨著丘陵山區農業作業全程機械化的推進，勢必造成不少作業機械與動力機械直接匹配成專門針對某一作業的機組，動力機械不能或不易用作他用。這樣，將使機具增添不少，機械化水平提高不多; 但利用率低，機具一次性投資和使用成本增加，使本來農業機械結構不合理的狀況更趨惡化。2009 年我國南方丘陵山區平均每臺拖拉機的配套農具僅為 1． 16 部，低于全國的 1． 63 部。如不認真解決這一問題，丘陵山區的農業機械化將付出高昂的代價，這顯然不符合可持續發展及全社會節能減排戰略的要求。

2． 3 微耕機長期使用可能使土壤板結

在丘陵山區，微耕機作業耕深大多為 10 ～ 15cm。長期使用微耕機，將在土壤耕層底部形成堅硬的犁底層，導致土壤板結，嚴重影響作物根系發育，并降低土壤蓄水保水能力，從而使作物抗旱、抗倒伏能力差，產量降低。目前，在重慶和貴州等地，煙農及煙草公司已普遍要求對長期使用微耕機耕作的煙地實施深耕或深松。

3 丘陵山區耕作機械化的對策研究

上述微耕機面臨的挑戰，實際上是我國西南丘陵山區耕作機械化面臨的問題，僅從微耕機自身的缺陷找到解決問題的途徑是不可能的。

總體來說，隨著我國工業化、城鎮化的推進，農村勞動力轉移到城市，農村勞力不足的現實強烈要求農業機械化，首先是勞動強度大的田間耕作機械化。這時，原本僅用于小范圍、短時間園林作業的歐洲微耕機被引進我國，經消化吸收再創新后，成功地解決了西南丘陵山區大面積農田耕作的難題。然而，由于微耕機自身的功能定位及其結構特點，使其在我國西南地區農業和農業機械化發展過程中只能充當一過渡角色。隨著經濟社會的發展，農業機械化必然會從重要作業環節\\( 如耕、種、收\\) 的機械化向全程機械化轉變，因而應該有更適宜的農業機械及農業機器系統來取代微耕機。當然，由于丘陵山區農業機械化的復雜性和艱巨性，這一過程將是相當漫長的。

3． 1 適宜的農業機器系統的研發和示范

針對西南丘陵山區典型地形、農作物結構及栽培制度，由易向難地研發適宜的農業機器系統。農業機器系統是指完成農業生產全過程的成套機器設備。

這樣一個機器系統應盡可能滿足以下要求:

1\\) 與作物栽培、育種等環節良好融合，以推動生產、經濟、技術、社會和生態這 5 大系統相互協調發展，也就是推動農業的可持續發展。

2\\) 在系統中，動力機械應盡量少，并應和各作業機械組成各種動力性能和經濟性能均好的農業機組，以安全、低耗、高效、優質、環保完成各種不同的農業作業。除稻麥聯合收獲機、水稻插秧機等少數自走式機組外，耕地、播種、果園開溝、施肥和田間運輸等移動作業都要由類型和數量均較少的通用拖拉機來提供動力。

3\\) 盡量采用多工序聯合作業機組以及復式作業機組。

4\\) 機器的系列化、標準化、通用化程度高。

在研發農業機器系統的同時，應注重其示范和推廣，以此來提高機器系統的性能及促進農機與農藝的結合。

3． 2 農業機械化基礎設施建設

目前，西南丘陵山區的農業機械化已經發展到這樣一個階段: 如果不盡快制定并有計劃進行諸如田地整治、機耕道修建等農業機械化基礎設施建設，農業機械化的進一步發展將非常艱難，上述的微耕機在這一地區面臨的挑戰將日益嚴峻，普及于發達國家和地區的農業機械作業模式將難以實施。因此，應該學習借鑒丘陵、山地占有較大比重的先進國家和地區\\( 如日本、韓國及我國臺灣\\) 在此方面的經驗，考量田地功能劃分、經濟實力、農業生產等因素，有步驟、按計劃、穩健地搞好農機化基礎設施建設，為又好又快地推進丘陵山區農業生產全程機械化創造條件。

3． 3 通過政策引導，提高農機利用率

通過制定科學合理的政策，如協調好購機補貼和作業補貼的關系，支持和鼓勵農機專業合作社和農機大戶的發展，完善和創新相關機制，促進在一定區域內農業機械的共同使用，提高其利用率，降低其作業成本。

3． 4 微耕機自身的升級換代

可以預料，由于丘陵山區田地整治的艱巨性和長期性，在今后相當長一段時間內，微耕機依然會是這一地區農田耕作的主要機型。因此，在推進農業機械化基礎實施建設和研發適宜于丘陵山區的農業機器系統的同時，怎樣通過技術進步改善微耕機的作業性能，也應得到充分的重視。對于減輕微耕機的振動，可以考慮兩種策略: 一是操作者不直接接觸微耕機，而是通過遙控裝置控制、調節微耕機作業。這一策略的難點在于如何保證微耕機行走的直線性、耕深的穩定性、作業參數獲取的精確性、控制的及時性和準確性。目前有文獻報道了遙控微耕機的研制，有的采用履帶行走裝置，屬于微型耕作拖拉機，而不是嚴格意義上的微耕機; 有的詳細論述了微耕機遠程控制的硬、軟件設計，但控制效果如何目前還不得而知。二是研究微耕機的振動機理，找到其作業時振動強烈的原因，并從設計制造方面加以克服或減輕。這一策略可能有一些作用，但作用有限。其原因在于引起微耕機振動的主要振源是刀輥，但刀輥上的耕刀周期性地入土、切土和出土的作業模式以及主要依據土壤及地表狀況確定的耕刀\\( 彎刀、鑿形刀、直角刀等\\)的幾何形狀難以根本改變。

4 結語

微耕機引入我國西南地區，成功地應對了由于工業化、城鎮化而出現的農村勞動力轉移，用于耕作的人畜力嚴重缺乏的挑戰。然而，隨著農業機械化的發展，微耕機正面臨著作業時振動強烈、利用率低及長期使用土壤容易板結等問題，這些問題實際上是丘陵山區耕作機械化面對的新問題。解決這些問題，應加快研發適宜于丘陵山區的農業機器系統，刻不容緩地進行農業機械化基礎設施建設，運用政策措施，支持和鼓勵農機專業合作社和農機大戶發展，從而支持和鼓勵農業機械共同使用，以提高其利用率，降低其使用成本; 同時，應通過技術進步，改進現有微耕機結構，以減少振動對操作者的危害，降低操作者的勞動強度。

參考文獻:

［1］ 曾興寧，羅宏． 重慶市微耕機現狀及發展探討［EB/OL］．［2009－06－20］．
［2］ Chen Jian，Luo Hong． Test of Double—screw Paddy FieldTiller［J］． Agricultural Mechanization in Asia，Africa andLatin America，1996，27\\( 1\\) : 13－15．
［3］ 王帥，曹磊，劉欣，等． 微耕機發展現狀及趨勢探討［J］． 農業科技與裝備，2010\\( 12\\) : 63－64，68．
［4］ 金成，金藝． 重慶市微耕機使用情況調查［J］． 農機質量與監督，2012\\( 3\\) : 32－34．