劉 波,梅林森,羅 俊,劉 宇,葉江紅,郭 佳

(四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，成都 610065)

1 引言

我國作物生產(chǎn)的突出矛盾之一就是玉米大豆?fàn)幍匾约案弋a(chǎn)出無法持續(xù)的問題，而傳統(tǒng)的間套輪作技術(shù)則有著悠久的歷史，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大助力，為以上矛盾提供了轉(zhuǎn)機(jī)。但是，傳統(tǒng)意義上的玉米大豆間套作技術(shù)有一定的問題，比如機(jī)械化難以推廣以及經(jīng)濟(jì)效益不高。因此，合理利用資源、優(yōu)化資源配置并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過渡亟需解決的問題。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀及特點(diǎn)

2.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

大豆是我國主要的油料作物與四大農(nóng)作物之一，因植物蛋白豐富等特性，大豆生產(chǎn)與我國糧食安全息息相關(guān)。2020年，我國進(jìn)口大豆高達(dá)10033萬t，國內(nèi)產(chǎn)量僅1960萬t，而我國大豆年消費(fèi)總量約為1.2億t，市場需求極大，無法實(shí)現(xiàn)大豆自給自足，對進(jìn)口大豆依賴度極高。同大形勢相似的是，四川省也有巨大的大豆產(chǎn)量缺口，形成了嚴(yán)峻的供需矛盾。而新時(shí)代出現(xiàn)了新的農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，國家頒布大豆振興計(jì)劃，同時(shí)也出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)合作社等新的經(jīng)營主體，都給四川大豆提供了發(fā)展平臺。

最近10年，四川省大豆播種面積不斷增加。2008年不足26.67×104hm2以下，2013年擴(kuò)大到44.25×104hm2。2014～2016年全省大豆播種面積略有減少，2017年又開始恢復(fù)增長趨勢，大豆播種面積增加到36.93×104hm2，平均單產(chǎn)可達(dá)93.0kg。2019年全省大豆播種面積穩(wěn)步增加，達(dá)到40×104hm2，大豆平均單產(chǎn)提高到110.7kg；2020年擴(kuò)大到652×104hm2，大豆平均單產(chǎn)提高到114.2kg，其趨勢如圖1所示。

圖1 2017～2020年大豆平均單產(chǎn)趨勢

2.2 生產(chǎn)特點(diǎn)

玉米大豆間套作技術(shù)較難，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不斷減少，因此2015年玉米大豆套作面積從2014年當(dāng)?shù)卮蠖狗N植面積的90%減少到30%左右。而單作大豆工藝簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，因此播種面積迅速擴(kuò)大，約占當(dāng)?shù)卮蠖共シN面積的70%。此外，大豆生產(chǎn)方式也發(fā)生了改變，種植大戶以及合作社占據(jù)了大豆發(fā)展的主力，逐漸開始規(guī)?；a(chǎn)。

四川是我國大豆蛋白含量最高的產(chǎn)區(qū)，種類多為高蛋白大豆，平均蛋白含量約為50%，也是豆制品加工企業(yè)的重要原料來源。大豆的規(guī)?；a(chǎn)多是耐蔭高產(chǎn)大豆品種，比如“南豆12”“南夏豆25”“貢選一號”等。2020年四川中早熟大豆品種“南夏豆25”實(shí)現(xiàn)了豐產(chǎn)增收，扭轉(zhuǎn)了全省大豆存在的質(zhì)量問題，比如霉變以及豆籽干癟，也解決了大豆商品性不高以及機(jī)械化水平低的問題。早熟高產(chǎn)大豆的生產(chǎn)推廣，極大地刺激了農(nóng)民的種豆積極性，而晚熟大豆品種收獲期間的晴好天氣可以保障豆籽質(zhì)量，促進(jìn)商品性提升，使廣大豆農(nóng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益。

3 技術(shù)優(yōu)勢分析

套作，就是在單位田地內(nèi)合理分配兩種作物，一種作物按傳統(tǒng)方式布置，在其行間布置第二種作物，第一種為前季作物，第二種作物為后季作物。常見的有玉米、甘薯套作，本文所述技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上把甘薯換為土豆，讓玉米、大豆套種，2種作物和諧共生，實(shí)現(xiàn)一季雙收。

3.1 合理配置種植空間

玉米與大豆的生長特性呈互補(bǔ)狀，比如株高以及根系分布狀況。因此利用該技術(shù)既可以保障玉米、大豆的所需生長空間，又可以豐富單位田地作物種類，增加產(chǎn)量，還可以提高土壤以及空氣的利用率，優(yōu)化了空間配置。該技術(shù)通過合理布置玉米大豆生長區(qū)域，能發(fā)揮作物生長過程中的邊際作用，增加作物個(gè)體產(chǎn)量，協(xié)調(diào)玉米個(gè)體與群體之間的關(guān)系。

3.2 充分利用光熱資源

玉米大豆帶狀種植技術(shù)可以緩解爭地矛盾，也可以增加土地產(chǎn)出，通過空間的合理分配，還可以實(shí)現(xiàn)光熱資源的優(yōu)化利用。四川作物生產(chǎn)多處于一年兩熟到三熟之間，而四川農(nóng)業(yè)工作者多會套種三季作物，如果玉米大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)可以應(yīng)用，就能形成一年間麥子、玉米、大豆“三熟”的種植模式，推動(dòng)光熱資源利用最優(yōu)化。

3.3 增加經(jīng)濟(jì)效益

目前市場上鮮食玉米較受歡迎，另外，鮮食大豆在南方省市中也頗為市場追捧。傳統(tǒng)的菜用大豆種植可以在一定程度上提升農(nóng)民的收入，豐富人們的菜籃子。然而，菜用大豆與玉米的生產(chǎn)時(shí)段較為相近，經(jīng)常出現(xiàn)爭地矛盾。通過發(fā)展鮮食大豆與鮮食玉米間作套作，可以在一定程度上緩解該矛盾。通過復(fù)合種植，可以改變原有的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格低下的特點(diǎn)，提升玉米大豆商品屬性，更好地改善供應(yīng)狀況，服務(wù)于市場，增加經(jīng)濟(jì)效益。

4 存在的問題

4.1 機(jī)耕現(xiàn)狀

四川丘陵區(qū)玉米大豆機(jī)耕在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本環(huán)節(jié)中具有較高的機(jī)械化水平，但是由于丘陵地區(qū)田塊小且分布不規(guī)則，機(jī)械模式未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)用，機(jī)耕仍要依靠微型機(jī)器，由于經(jīng)濟(jì)條件以及田地狀況、土壤質(zhì)量的限制，四川的機(jī)耕模式多見于農(nóng)業(yè)大戶，且多選擇以輪式拖拉機(jī)為動(dòng)力的旋耕機(jī)進(jìn)行作業(yè)。

長期運(yùn)用旋耕一些問題出現(xiàn)，主要有:①土壤耕層淺，我國耕機(jī)耕深與美國的耕深存在很大差距，中國平均耕層深度為16.5cm，而美國可達(dá)35cm。②土壤板結(jié)狀況明顯。③有效耕層土壤較少且呈下降趨勢。丘陵地區(qū)地形地勢條件不好，只能用微耕機(jī)耕地，勞動(dòng)量大且速度較慢，土壤質(zhì)量不好，大土塊較多，加之土地使用不當(dāng)造成土地質(zhì)量變差，蓄水能力大不如前。耕層淺，質(zhì)量差，抑制了玉米根系的生長，不僅對作物的吸水質(zhì)量產(chǎn)生影響，嚴(yán)重影響了糧食的產(chǎn)量質(zhì)量，此外，作物抗倒伏能力受損，一定程度上影響了降低了抵御自然災(zāi)害的水平。

4.2 機(jī)播現(xiàn)狀

四川丘陵地區(qū)玉米機(jī)播發(fā)展并不成熟，仍在初期階段，以中小型為主。本省制造的僅有播種功能的小型兩行播種機(jī)，應(yīng)用范圍廣，與之適配的拖拉機(jī)也是手扶式。其他省份制造的兩行、三行播種機(jī)使用率低，與只有播種功能且是培育小型輪式拖拉機(jī)的兩行播種機(jī)不同，后者以中型輪式拖拉機(jī)為動(dòng)力，且功能有播種與施肥兩種。

現(xiàn)有排種器主要有外槽輪式以及勺輪式精量排種器兩種。前者構(gòu)造簡單，但在精量播種上效果較差，在播種時(shí)頻率不穩(wěn)定，極易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，設(shè)定粗略，極易出現(xiàn)重復(fù)播種，，甚至?xí)霈F(xiàn)漏播情況，使播種效率大打折扣。后者可以實(shí)現(xiàn)玉米的精量播種，且播種距離以及深度較為精確，排種穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)力多用中小型輪式拖拉機(jī)，機(jī)身較長，可達(dá)4m以上，所以在作業(yè)中掉頭時(shí)要留好相應(yīng)距離的土地。目前丘陵山區(qū)適用的播種機(jī)功能少，而其他省份功能較多的播種機(jī)卻不適用于丘陵山區(qū)，北方地區(qū)往往多用播種、施肥一體機(jī)。現(xiàn)今市場上的旋耕、播種、施肥一體機(jī)以及施肥、鋪膜、播種一體機(jī)均不適用于丘陵山區(qū)，缺少針對地形特點(diǎn)制造的機(jī)具，這主要是機(jī)具與田地尺寸不匹配造成的問題。農(nóng)用機(jī)器一般較大，而丘陵地區(qū)田地較為零散，丘陵地區(qū)使用的播種機(jī)動(dòng)力較小，也限制了作業(yè)效果的實(shí)現(xiàn)。而間套作模式下的手扶式播種機(jī)則很難同時(shí)進(jìn)行播種與施肥操作，使得作業(yè)效率大打折扣。

4.3 機(jī)收現(xiàn)狀

四川地區(qū)多山多丘陵，在機(jī)耕、機(jī)播、機(jī)收3個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中，機(jī)收環(huán)節(jié)的效率最低，僅有一些農(nóng)業(yè)大戶使用從其他省份引進(jìn)的玉米收獲機(jī)開展機(jī)收試驗(yàn)。從作業(yè)形式來看有4種機(jī)型：開展摘穗、集箱工作的果穗收獲型，包含從摘穗到秸稈回收的穗莖兼收型，果穗收獲與秸稈粉碎還田型，實(shí)施果穗和秸稈收割、切碎以及集箱工作的青貯型。引進(jìn)的玉米大豆收獲機(jī)的摘穗裝置主要有板式和臥輥式，后者功耗小，對青貯玉米大豆而言摘穗效率較高。但在收獲成熟度較高的果穗時(shí)容易造成果穗損失嚴(yán)重的現(xiàn)象。板式摘穗裝置，收獲效率高、工藝簡單且不易損傷玉米穗，極大地減少了籽粒破碎現(xiàn)象。動(dòng)力要求高，收獲時(shí)極易帶有其他雜物，多用于已成熟的果穗收獲工作。

5 對策

5.1 加大適用機(jī)具的研發(fā)力度

對于科研單位、高校以及農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)等加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)支持，加強(qiáng)可以適應(yīng)丘陵山區(qū)的玉米大豆生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)生產(chǎn)，從四川實(shí)際狀況出發(fā)，結(jié)合生態(tài)條件以及種植條件研發(fā)更加多樣的機(jī)具。在機(jī)耕方面應(yīng)該2～3年開展1次深松作業(yè)，每次播種前開展旋耕，收獲玉米后進(jìn)行深松，深度應(yīng)大于25cm，提升土壤蓄水保墑水平。

機(jī)播方面，小型播種機(jī)應(yīng)淘汰外槽輪式排種器，并應(yīng)用半精量窩眼輪式排種器。在排除前者現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上，后者成本較小、構(gòu)造簡便，工作質(zhì)量高，可以增加作業(yè)效率。研發(fā)生產(chǎn)適用于丘陵地區(qū)玉米規(guī)?；N植的復(fù)合功能播種機(jī)，在機(jī)具選擇上應(yīng)該推薦擁護(hù)根據(jù)實(shí)際所需選擇機(jī)型。收穗以及粉碎秸稈還田機(jī)型推薦應(yīng)用板式摘穗設(shè)備，這會提升成熟度較高的玉米穗的收獲效率，也會降低潮濕程度，減輕糧食晾曬工作。此外，穗莖兼收和青貯玉米機(jī)型多推薦臥輥式摘穗設(shè)備，降低秸稈營養(yǎng)流失速率。

5.2 加速新技術(shù)的推廣應(yīng)用

目前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷更新，也即將改進(jìn)玉米大豆生產(chǎn)模式，比如靜電播種以及超音速播種等技術(shù)。新技術(shù)的出現(xiàn)可以改變傳統(tǒng)種植模式帶來的弊端，提高生產(chǎn)率。農(nóng)業(yè)部要制定科學(xué)方案，聯(lián)合院校以及科研單位的，協(xié)調(diào)“產(chǎn)、學(xué)、研”等環(huán)節(jié)，推動(dòng)革新，學(xué)習(xí)、研發(fā)并培養(yǎng)農(nóng)業(yè)新技術(shù)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，子機(jī)械推廣環(huán)節(jié)有突出缺陷，應(yīng)擴(kuò)大舊平臺，創(chuàng)建新平臺，為農(nóng)民接觸種植機(jī)械構(gòu)造更多橋梁。

四川省以高產(chǎn)樣板為“著力點(diǎn)”，將科研部門、經(jīng)營主體以及推廣平臺統(tǒng)一起來，積極建立推廣田網(wǎng)絡(luò)，此外結(jié)合其他地區(qū)農(nóng)業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)利用綜合的培訓(xùn)模式推廣新機(jī)制，并以四川為中心在西南地區(qū)推廣，形成試驗(yàn)展示區(qū)。

5.3 加強(qiáng)農(nóng)機(jī)化示范基地建設(shè)

發(fā)揮媒介作用，通過電視、廣播等渠道宣傳丘陵區(qū)玉米大豆農(nóng)機(jī)化示范基地建設(shè)，使農(nóng)戶了解并接受農(nóng)機(jī)化基地建設(shè)，促進(jìn)示范基地的發(fā)展。開展農(nóng)機(jī)技術(shù)培訓(xùn)工作，從示范基地的農(nóng)機(jī)手開始推廣免費(fèi)培訓(xùn)，并派專家到基地進(jìn)行指導(dǎo)，不僅能推廣技術(shù)，也可以推動(dòng)基地農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。最后發(fā)揮基地的帶動(dòng)作用，帶動(dòng)周邊農(nóng)戶開展農(nóng)機(jī)化改革。

5.4 加大政策扶持力度

相關(guān)部門應(yīng)對玉米生產(chǎn)機(jī)械購機(jī)補(bǔ)貼提供政策扶持。當(dāng)前的農(nóng)業(yè)機(jī)械購機(jī)補(bǔ)貼主要局限于剝皮以及脫粒，為了促進(jìn)玉米機(jī)械化生產(chǎn)，應(yīng)擴(kuò)大補(bǔ)貼機(jī)械種類，將播種、收割等環(huán)節(jié)所用機(jī)械納入其中，降低購機(jī)成本，刺激農(nóng)戶的購機(jī)欲望，促進(jìn)規(guī)模經(jīng)營的實(shí)現(xiàn)。推動(dòng)土地流轉(zhuǎn)以及集中生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)大戶規(guī)?；l(fā)展提供可能，促使農(nóng)業(yè)大戶的玉米機(jī)具購買，開展機(jī)械化生產(chǎn)。

6 結(jié)論

此外，由于玉米大豆是我國的主要糧食作物，玉米大豆帶狀種植機(jī)械發(fā)展可以提高產(chǎn)量，給食品安全帶來保障。大豆的經(jīng)濟(jì)作物屬性也可以得到更好地發(fā)揮，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。玉米大豆帶狀種植機(jī)械的發(fā)展會推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對中國這一農(nóng)業(yè)大國而言，也會推動(dòng)第一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，也會為糧食安全提供保障。