汪嬡嬡，鄧軍波，楊 芳，周 毅，陳 艷，何 念

（荊門（中國農(nóng)谷）農(nóng)業(yè)科學研究院，湖北 荊門 448000）

中國江漢平原屬于一年兩熟制耕作區(qū)，“油菜-夏大豆”和“冬小麥-夏大豆”是該地區(qū)大豆生產(chǎn)的主要種植模式。油菜和冬小麥收獲后，大量秸稈和根茬留在田間，影響下茬大豆的播種。為搶農(nóng)時，多數(shù)農(nóng)民會將秸稈焚燒或機械旋耕后再播種，生產(chǎn)成本高，破壞生態(tài)環(huán)境，也存在火災(zāi)隱患［1，2］。常規(guī)大豆播種機播種前需進行田地耕整，土壤擾動量大，水肥易流失，播深不一致，影響播種作業(yè)效果。選用具備良好清秸功能、通過性、種子粒距均勻性和播深一致性的大豆免耕播種機，才能保證大豆產(chǎn)量［3，4］。免耕播種機在某一地區(qū)的機具防堵、播種均勻性、種肥深度、出苗率等因素均能反映播種機的適應(yīng)情況，而適應(yīng)性決定該機具是否能得到較好的推廣應(yīng)用［5］。由國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的專家聯(lián)合東北農(nóng)業(yè)大學研制的2BMFJ-6 型麥茬地免耕覆秸施肥播種機在黃淮海地區(qū)適應(yīng)性較強，推廣效果較好［4］。

本研究引進2BMFJ-6型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機，通過田間生產(chǎn)試驗研究、分析該播種機的作業(yè)質(zhì)量及適應(yīng)性情況，旨在解決該地區(qū)大豆生產(chǎn)中的實際問題，提高作業(yè)質(zhì)量，降低作業(yè)成本，也為保護性耕作技術(shù)在江漢平原的推廣與應(yīng)用提供參考。

1 試驗機具

2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機主要由清秸覆秸裝置、施肥裝置、播種單元體及地輪四部分組成（圖1）。該機具是三點懸掛式與拖拉機相連，作業(yè)時由清秸覆秸裝置切斷、清除播種帶內(nèi)的根茬，并隨秸稈等拋撒至機具前進方兩側(cè)，開溝器在清理干凈的播種帶上進行開溝作業(yè)，同時兩側(cè)地輪為施肥裝置和排種器提供動力，繼而完成播種、施肥作業(yè)，最后由覆土鎮(zhèn)壓裝置完成播后地的覆土與鎮(zhèn)壓，確保種子與土壤緊密接觸，提高出苗率。該機具的主要結(jié)構(gòu)特點是安裝了清秸覆秸裝置和開溝裝置，清秸覆秸裝置主要由機架、清秸刀軸總成、軸承座、傳動鏈松緊度調(diào)節(jié)桿、弧形刀、線形刀及擋草板總成等部件組成（圖2），是通過主動式防堵裝置進行清堵，作業(yè)時由拖拉機提供牽引及旋轉(zhuǎn)動力，清秸覆秸刀將播種帶上的根茬切斷、清除，連同雜草、秸稈等拋撒至播種機前進方向的兩側(cè)，清理出干凈的播種帶，使開溝器順利通過，達到清秸的目的。當秸稈覆蓋高度超過機架下梁時，壓草板可將秸稈壓低，使秸稈從壓草板下劃過，進入清秸覆秸裝置內(nèi)部，由清秸覆秸刀齒將其拋出，從而避免了秸稈拖堆的情況發(fā)生。當機具回程作業(yè)時，清秸覆秸刀齒將本行程播種帶內(nèi)的秸稈和根茬回撥至已播地表，完成覆秸作業(yè)。該機具的清秸覆秸裝置是不入土作業(yè)，增加防堵性能的同時避免現(xiàn)有的播種機旋耕式防堵裝置對土壤過度的擾動。同時，鋤鏟式開溝器，開溝寬度較窄，回土效果好，符合保護性耕作要求。2BM?FJ-6 型大豆免耕播種機采用的是側(cè)深施肥技術(shù)，該機采用單體平行四桿仿形結(jié)構(gòu)保證播深一致，雙圓盤式覆土鎮(zhèn)壓器完成仿形、開溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序，實現(xiàn)高質(zhì)量播種作業(yè)［2，6］?？烧{(diào)節(jié)式的播種、施肥深度和覆土深度較大程度提高該機具在不同地域條件的適應(yīng)性。2BMFJ-6 型茬地免耕覆秸精密播種機主要技術(shù)參數(shù)見表1。

圖1 2BMFJ-6 茬地免耕覆秸精密播種機

圖2 清秸覆秸裝置總成

表1 2BMFJ-6型多功能原茬地大豆精密播種機主要技術(shù)參數(shù)

2 試驗設(shè)計

2.1 試驗條件

試驗于2020年5—8月在湖北省荊門市馬良鎮(zhèn)北港村試驗基地實施，該試驗區(qū)域大豆連片種植規(guī)模較大。試驗面積66 666.7 m2，地勢平坦，土壤為沙壤土。分別在小麥、油菜兩種不同的前茬作物留茬地塊進行，地表狀況見圖3和圖4。前茬小麥5月底收獲，產(chǎn)量380 kg/667 m2，試驗地為小麥機收后自然留茬狀態(tài)，平均留茬高度21.9 cm，秸稈覆蓋量1.33 kg/m2；前茬油菜5月中旬收獲，產(chǎn)量210 kg/667 m2，試驗地為油菜收獲后自然留茬狀態(tài)，平均留茬高度31.4 cm，秸稈覆蓋量1.69 kg/m2。試用大豆品種為中豆41，百粒重20.8 g，種子凈度99%，底肥為N15-P15-K15 復(fù)合肥。播種機搭配69.8 kW 的拖拉機，試驗地長度225 m，平均播種作業(yè)速度4.8 km/h。

圖3 小麥地自然留茬地表狀況

圖4 油菜自然留茬地表狀況

2.2 試驗方法

依據(jù)GB/T 20865—2017［7］、GB/T 6973—2005［8］、GB/T 5262—2008［9］、NY/T 1768—2009［10］及 農(nóng) 業(yè) 農(nóng)村部農(nóng)機試驗鑒定總站制定的免耕播種機性能測試指標與方法［11］實施試驗，測試包括機具通過性、種肥深度、播種均勻性、晾子率、田間出苗率等。

2.2.1 機具通過性 免耕播種機播種時經(jīng)常會出現(xiàn)因秸稈堆積、纏繞而造成擁堵的情況，影響播種質(zhì)量。機具通過性是指免耕播種機作業(yè)時機具排除雜草和作物秸稈的能力，是評價免耕播種機的重要指標。利用作業(yè)時秸稈等對機具堵塞的程度來描述。依據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)鑒定總站對免耕播種機對機具通過性的檢測要求，設(shè)定測區(qū)長度60 m，在往返一個行程內(nèi)，按機具發(fā)生堵塞的程度進行分類，出現(xiàn)秸稈、根茬壅堵且不停機無法正常作業(yè)的為重度堵塞；發(fā)生秸稈、根茬壅堵，不需停機清堵為中度堵塞；發(fā)生秸稈、根茬壅堵，但堵塞物能自行從開溝器間流過則為輕微堵塞。試驗過程中，機具不發(fā)生堵塞或發(fā)生一次輕微堵塞為合格。

2.2.2 種肥深度 機具采用側(cè)深施肥技術(shù)，避免了種子與化肥直接接觸而燒種。拖拉機以正常的作業(yè)速度播種，機具穩(wěn)定作業(yè)60 m，往返作業(yè)一次，共播種12 行，每行在50 m 內(nèi)隨機選取10 個點，人工扒開已播土層進行播種深度和施肥深度的測量，測定兩種留茬地種肥間的垂直距離，種肥間距3～5 cm 為合格。

2.2.3 播種均勻性 按照國家標準GB/T 6973—2005 測定相鄰種子間距、種子播深，測定長度大于所播種子的250 粒距長度。機具設(shè)置96 mm 為理論粒距，對應(yīng)保苗是17 300 株/667 m2，重復(fù)5 次，以其平均值計算出粒距合格指數(shù)、播種深度合格率及重播指數(shù)等數(shù)值。

2.2.4 晾子率 晾子率主要是指播種后種子裸露在地表或種子播在秸稈上。機具正常播種后測試、記錄地表裸露種子的數(shù)量和播在秸稈上的種子數(shù)量，機具往返作業(yè)兩個行程，在單程上選取4 個小區(qū)，小區(qū)寬為一個播幅，長為10 m，測定每個小區(qū)的面積和晾子數(shù)量，計算小區(qū)晾子率，取平均值。

2.2.5 田間出苗率 在出苗整齊后測定兩種試驗地的出苗率。按對角線取5 個小區(qū)，小區(qū)寬度為一個工作幅寬，每行測定5 m 的長度，測定5 次，計算兩種茬地播種后的出苗率。

3 結(jié)果與分析

3.1 機具通過性

從表2 可以看出，2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機在油菜、小麥兩種秸稈自然留茬地表均發(fā)生一次輕微堵塞，機具通過性達到合格標準。兩種茬地播后的地表狀況（圖5），可見該播種機對土壤的擾動量較小，清秸覆秸效果明顯。

圖5 兩種自然留茬地播種后的地表狀況

表2 2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機通過性情況

3.2 播種均勻性

從表3 可以看出，根據(jù)播種機測試國家標準等對播種機質(zhì)量的測試指標，2BMFJ-6 型大豆播種機播種均勻性在兩種作物自然留茬的地表狀態(tài)下均滿足播種質(zhì)量要求，播深合格率也均高于合格標準值。

表3 兩種茬地播種質(zhì)量測定結(jié)果

3.3 種肥深度

從表4 可以看出，2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機在兩種自然留茬的地表狀態(tài)都能完成種肥分施工作，播深、種肥間距均滿足江漢平原地區(qū)的農(nóng)藝要求。從種肥深度合格率來看，該播種機在兩種茬地的播種深度符合國標免耕施肥播種機的要求，而且在油菜秸稈自然留茬地的合格率高于小麥自然留茬地，這可能與小麥地秸稈覆蓋較厚有關(guān)。

表4 兩種茬地種肥深度測定結(jié)果

3.4 晾子率

通過田間實際測量的結(jié)果表明，2BMFJ-6 型大豆免耕覆秸施肥播種機在小麥秸稈自然留茬地和油菜秸稈自然留茬地的平均晾子數(shù)量分別為2 粒和1粒，晾子率為0.099%和0.049%，兩種自然留茬地的晾子情況均滿足免耕播種機的國家標準和大綱要求。

3.5 田間出苗率

根據(jù)表5 田間出苗的測定結(jié)果得知，小麥秸稈自然留茬和油菜秸稈自然留茬的兩種地表狀態(tài)下2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機的平均出苗率分別達到99.8%和96.1%，均高于國家標準要求，種帶整齊、苗齊壯、無斷條現(xiàn)象（圖6）。

表5 田間出苗率情況

圖6 兩種自然留茬地播后的出苗情況

4 結(jié)論與討論

通過對江漢平原地區(qū)兩種自然留茬地表狀態(tài)下2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機的田間性能試驗，該播種機在作業(yè)速度4.8 km/h，理論粒距96 mm 條件下粒距合格率、重播指數(shù)、漏播指數(shù)和變異系數(shù)均高于國標合格水平，在理論播深3～5 cm 條件下，播種機播種深度合格率也均高于國標合格水平；本機單體平行四桿仿形效果較好，大豆種子能保持較高的播深一致性，出苗率高且整齊；該機具清秸覆秸能力強，能清理出干凈的種帶，減少晾子現(xiàn)象的發(fā)生，在油菜、小麥兩種自然留茬地的作業(yè)過程中均只發(fā)生一次輕微堵塞，通過性較好；直刀式清秸覆秸刀將秸稈、根茬等切斷拋撒至兩邊播種帶完成覆秸作業(yè)，減少土壤跑墑，提高發(fā)芽率［2］。

該播種機具有良好的通過性和播種性，能夠一次性地完成種床整備、側(cè)深施肥、精量播種、覆土鎮(zhèn)壓及清秸覆秸等作業(yè)，性能穩(wěn)定，在江漢平原自然留茬地的適應(yīng)性較強，能滿足大豆精量播種要求。

在粒距合格率、重播指數(shù)、漏播指數(shù)、變異系數(shù)及種肥深度合格率等播種質(zhì)量指標上，油菜自然留茬地略優(yōu)于小麥自然留茬地，可能是因為小麥機械收獲后秸稈留田較多，秸稈覆蓋厚度高于油菜地，播種前降水造成小麥秸稈含水量和土壤濕度增加，提高了播種機前進作業(yè)的摩擦力［1］，繼而導致重播指數(shù)、漏播指數(shù)及晾子率等略高于油菜茬地，所以建議避免在雨后秸稈含水率和土壤濕度較大時作業(yè)，保證播種機播種作業(yè)質(zhì)量。