基于设施蔬菜废弃物原位还田需求，课题组在大拱棚番茄生产结束时应用“耘翔”秸秆粉碎还田机和“悦田”高密度精密蔬菜灭茬机，通过测定平均耕深、碎土率、耕后地表平整度和秸秆埋覆率等指标，对两台机具的田间作业效果进行分析。结果表明，秸秆粉碎还田机和高密度精密蔬菜灭茬机各有其优缺点：高精度灭茬机的耕后地表平整度达24.2 mm，有效旋耕垄体，碎土率达到94.8%，秸秆切碎效果较好；秸秆还田机能够切碎秸秆，但不能影响垄体，还需旋耕机械配合使用。灭茬机械结合发酵菌剂使用可以显著减少秸秆清除用工量，实现废弃物循环利用、减少环境污染。
图 1 南北向大跨度外保温塑料拱棚内部情形
联合整地机是一种采用复式作业方式的多功能整地设备，是可以在作业中完成灭茬、旋耕、起垄、深松、覆土、镇压等全部或部分功能的高效耕整地设备。课题组与国家大宗蔬菜产业技术体系耕作机械岗位科学家宋卫堂教授合作，基于番茄秸秆特性，引进“悦田”高密度精密蔬菜灭茬机，在大跨度拱棚进行番茄秸秆原位还田作业，与当地常用的秸秆还田机进行对比分析，通过测定平均耕深、碎土率、耕后地表平整度和秸秆埋覆率等指标，对两台机具的番茄秸秆原位还田作业质量进行分析，以期为设施蔬菜机械选型提供依据。
作业机具
1JH-140型秸秆粉碎还田机（图 2）为河北江蓝农业机械有限公司生产的一款用于农田秸秆粉碎还田的机具。该机型采用拖拉机三点悬挂，侧边皮带传动。可对田间直立或铺放的玉米、棉花、水稻等秸秆进行切碎，同时也可满足番茄、西芹、黄瓜等蔬菜残株的灭茬需求。
图 2 1JH-140型秸秆粉碎还田机
YTMC-140型高密度精密蔬菜灭茬机（图 3）为无锡悦田农业机械科技有限公司生产的一款高精度作物灭茬机具，采用拖拉机三点悬挂，侧边皮带传动。主要用于蔬菜收获后残株及根茬的粉碎，起垄前土壤的旋耕、平整等作业。该机具可以一次性实现灭茬、旋耕、平地等作业。
图 3 YTMC-140型高密度精密蔬菜灭茬机
主要技术参数
两种作业机具的主要技术参数见表1。
表 1 两种作业机具的主要技术参数
机械作业效率
“耘翔”秸秆还田机在西侧地块作业，有效作业面积480 m2，拖拉机行驶档位选取低速Ⅰ档，输出轴转速为720 r/min，作业从9:35开始，9:50结束，共耗时15 min，折合作业效率约1920.0 m2/h；“悦田”高密度精密蔬菜灭茬机在东侧地块作业，有效作业面积为548 m2，拖拉机行驶档位选取低速Ⅱ档，输出轴转速为720 r/min，作业从10:52开始，11:03结束，共耗时11 min，折合作业效率约2989.1 m2/h。
机械作业效果
表2 作业质量指标对比
由表2可知，由于“耘翔”不能旋耕碎土，因此“悦田”耕后地表平整度比“耘翔”高66.7%，碎土率平均为94.8%，可以降低残株的地表残留量，提高地表平整度和碎土率，为后续的起垄、覆膜和移栽等环节奠定了良好的土壤基础。
机械作业效益
表3 农机与人工作业的经济效益对比
如表 3 所示，将试验拱棚（0.12 hm2）内番茄植株拔出并清理出棚室，送至垃圾回收地点，上述作业需要8个熟练工人同时劳作8 h，以当地用工成本每人每天 150 元计算，此项作业成本可达1200元。采用机械作业进行秸秆原位还田，30 min即可完成，农机服务费和燃油费共需310元（未计算机具折旧费）。由此可见，人工作业成本是机械作业的3.9倍，使用机械作业可比人工作业节约75%的作业成本。同时人工拉秧产生的残株等废弃物还会招引蚊虫，滋生病害，而残株还田可以使其在土壤中自然发酵，实现营养循环利用。在解放劳动力、降低劳动强度的同时，还可以获得高作业质量。
根据田间作业的实际使用情况，“耘翔”和“悦田”两种机具各有优缺点。如表4所示。
表4 两种机具优点及优化建议
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