田 旭 ，鄒宗峰 ，張春林 ，寧宇訊 ，索玉婷 ，張 欽 ，盧傳兵 ，牛長河

（1.煙臺市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東 煙臺 264001；2.萊州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心；3.新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械化研究所）

0 引言

近年來，我國大豆種植結(jié)構(gòu)、種植面積及產(chǎn)量均在不斷下降，由2020年的5.90%、988.2萬hm2和1960.2萬t下降到2021年的4.99%、841.5萬hm2和1 639.5萬t，而玉米種植結(jié)構(gòu)、種植面積及產(chǎn)量均較為穩(wěn)定，2020年為 24.64%、4126.4萬 hm2和 26066.5萬 t，2021 年為25.68%、4332.4萬hm2和27255萬t[1]。為緩解國產(chǎn)大豆供給不足、進口量逐年增加的壓力，2022年我國首次進行大面積大豆玉米帶狀復合種植模式推廣應用[2]。大豆玉米帶狀復合種植模式是實現(xiàn)“玉米不減產(chǎn)，多收一季豆”的有效途徑[3-4]，也是我國擴大大豆種植面積的有效途徑，對保障國家糧食安全特別是玉米大豆安全具有重要戰(zhàn)略意義[5]。同時，受耕地資源等因素限制，我國玉米、大豆單產(chǎn)相比國外低了近一倍，因此提高單產(chǎn)是保障玉米和大豆有效供給的唯一途徑。大豆玉米帶狀復合種植的核心是擴間增光、縮株保密，大豆需選用耐蔭抗倒、株型收斂、宜機收獲的有限結(jié)莢型的中早熟高產(chǎn)品種，玉米要選用株型緊湊、抗倒抗病、中矮稈適宜密植和機械化收獲的高產(chǎn)品種[6]。

2023年，中央一號文件明確提出“深入推進國家大豆和油料產(chǎn)能提升工程。扎實推進大豆玉米帶狀復合種植，支持東北、黃淮海地區(qū)開展糧豆輪作，穩(wěn)步開發(fā)利用鹽堿地種植大豆。完善玉米大豆生產(chǎn)者補貼，實施好大豆完全成本保險和種植收入保險試點”。3月初，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心舉辦了全國大豆玉米帶狀復合種植技術(shù)培訓班，推出了相關(guān)科學施肥指導意見和除草劑使用指導意見。各級農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門人員和種植戶積極學習，切實提升大豆玉米帶狀復合種植規(guī)范化標準化生產(chǎn)水平。

2022年是推廣大豆玉米復合帶狀種植的第一年，95%的農(nóng)戶從未進行過大豆玉米帶狀復合種植，因此出現(xiàn)了示范效果不理想和玉米減產(chǎn)等情況。2023年要規(guī)范復合種植技術(shù)，使用安全農(nóng)機具，提升大豆、玉米產(chǎn)能，增加農(nóng)戶收入。本文對2022年大豆玉米復合種植生產(chǎn)中存在的問題進行了研究，并提出了相應解決方案，為后續(xù)推廣復合種植提供參考。

1 復合種植全程機械化基本原則

1.1 優(yōu)選宜復合種植的種子及高產(chǎn)模式

大豆玉米帶狀復合種植模式根據(jù)光肥資源高效利用與株型調(diào)控理論，選用緊湊型玉米和耐蔭性大豆品種，通過調(diào)整大豆玉米種植行距、株距，擴間增光（圖1），縮株保密，實現(xiàn)大豆玉米雙豐收，是解決我國大豆資源緊缺的一個重要途徑[7]。大豆玉米帶狀復合種植的群體產(chǎn)量主要取決于玉米的單產(chǎn)，為提高玉豆套作體系的總產(chǎn)量和總產(chǎn)值、確保經(jīng)濟效益，一般也將大豆和玉米進行密植[8-12]。

圖1 大豆玉米復合種植模式

大豆玉米帶狀復合種植能夠協(xié)調(diào)大豆、玉米相互爭地的矛盾[13-15]，其有套作和間作兩種方式，帶狀套作是指大豆玉米共生時間小于全生育期的一半，帶狀間作指的是大豆玉米共生時間大于全生育期的一半，主要是2行小株距密植玉米帶與2～6行大豆帶相間復合種植，通常玉米為2行，只調(diào)整玉米株距，大豆根據(jù)地區(qū)生態(tài)和生產(chǎn)特點確定適宜的行數(shù)[16]。結(jié)合當?shù)貙嶋H優(yōu)選“4+2”和“3+2”高產(chǎn)種植模式，再根據(jù)農(nóng)藝要求確定適宜行距、株距、帶間距、生產(chǎn)單元、播種深度和施肥量等作業(yè)參數(shù)，其示意如圖2。

圖2 大豆玉米復合高產(chǎn)種植模式

1.2 做好生產(chǎn)規(guī)劃

播種前應根據(jù)大豆玉米生育期和成熟期確定播種收獲先后順序：先收大豆后收玉米、先收玉米后收大豆或大豆玉米同時收獲；其次規(guī)劃作業(yè)路徑，確定適宜機型，設(shè)定地頭作物或地頭預留機具轉(zhuǎn)彎空間，方便作業(yè)機具轉(zhuǎn)彎調(diào)頭，防止被碾壓后的作物病害感染率提高；最后由經(jīng)驗豐富的機手進行播種和收獲。

1.3 優(yōu)化機具配套

依據(jù)“以機適藝”原則，結(jié)合當?shù)貙嶋H選擇適用機具裝備，播種期優(yōu)先選用復合種植專用播種機，應用單體仿形技術(shù)實現(xiàn)播深一致，確保出苗整齊；應用精量排種技術(shù)降低漏播率，確保株距間隔一致。黃淮海地區(qū)與其他地區(qū)及國外不同，需滅茬免耕播種，應用機藝融合技術(shù)保證小麥與大豆玉米種植順利銜接；應用自動導航技術(shù)避開小麥根茬，既確保播行直又防止秸稈堵塞。

田間管理期苗期除草應優(yōu)先選用自走式雙系統(tǒng)分帶噴桿噴霧機等專用植保機械，實現(xiàn)大豆玉米分帶同步植保作業(yè)，其次選用經(jīng)調(diào)整改造的自走式雙系統(tǒng)分帶噴桿噴霧機，也可選用加裝隔板的普通自走式噴桿噴霧機。

收獲期兼用現(xiàn)有谷物聯(lián)合收獲機調(diào)整改造，使其滿足復合種植作業(yè)質(zhì)量要求，實現(xiàn)“一機多用”，也可在收獲機上增加近紅外光譜儀，在收割前檢測大豆玉米和莖稈的含水率以及在收割時辨別其他作物的混入并預警，以降低大豆玉米籽粒破碎率、避免泥花臉以及大豆玉米混雜等情況的出現(xiàn)。

1.4 提高作業(yè)精度

拖拉機宜應用北斗導航輔助駕駛系統(tǒng)，在田間管理和收獲作業(yè)環(huán)節(jié)可直接使用共享導航線，通過導入播種期作業(yè)的導航線提高作業(yè)精準度和前后環(huán)節(jié)作業(yè)匹配度，從而實現(xiàn)精準播種、分帶植保、對行收獲，降低機手勞動強度。

2 播種機調(diào)整及改造技術(shù)

大豆玉米帶狀復合種植播種機是落實核心技術(shù)的關(guān)鍵機具，非專用播種機不僅核心技術(shù)參數(shù)達不到要求，還會導致作業(yè)成本增加。2022年大豆玉米帶狀復合種植播種期遇到的主要問題有玉米大豆出苗不整齊（播深調(diào)控問題）、種植密度不夠或過密（株距問題），以下通過4個方面對播種機進行調(diào)整改造，以解決上述問題。

2.1 播種機播深調(diào)整技術(shù)

大豆玉米復合種植時大豆與玉米的播種深度要求不同，保障大豆、玉米各自播深一致性是保證保苗率、整齊度和產(chǎn)量效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

設(shè)置仿形機構(gòu)可以在地表不平的情況下實現(xiàn)播種深度的一致性和穩(wěn)定性。免耕施肥播種機的仿形機構(gòu)按結(jié)構(gòu)形式可分為單體仿形和整體仿形，整體仿形效果要比單體仿形效果差。單體仿形常在開溝器上加裝限深輪，如美國JohnDeere公司生產(chǎn)的多種播種機上均在圓盤開溝器側(cè)面加裝橡膠限深輪、在滑刀式開溝器上加裝限深滑板以及將開溝器通過隨動機構(gòu)與機架鉸接等。

影響播種時地表單體仿形效果的基本參數(shù)是仿形輪與開溝器之間的距離，距離為零時，仿形輪和開溝器同步起伏，此時開溝深度一致，仿形效果最好，隨著距離的增加，誤差逐漸增大。仿形輪與開溝器間距大小的選擇取決于開溝器形式，常用的有圓盤開溝器和尖角形開溝器，前者能夠與仿形輪實現(xiàn)同步仿形，使開溝深度保持一致，后者容易造成殘茬秸稈堵塞。

為解決播深不一致導致的玉米大豆出苗不整齊問題，優(yōu)選單體仿形+同位仿形+覆土鎮(zhèn)壓技術(shù)，避免超前仿形和滯后仿形存在誤差，導致開溝器開溝深度不一致。開溝器安裝應對稱于機組中心線，在其固定后，必須檢查實際行距并進行校正。開溝器深度調(diào)節(jié)機構(gòu)不同，一般用改變限深板的上下位置或調(diào)節(jié)限深輪、仿形輪或鎮(zhèn)壓輪相對開溝器的上下位置的方式來調(diào)節(jié)開溝深度。

2.2 播種機播種量的檢查及調(diào)整

大豆玉米復合種植播種時保證播種量的均勻是保證種植密度適中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。播種機必須按規(guī)定的播量播種，播種前調(diào)好播量，播中進行校核。如用外槽輪排種器的谷物條播機播種，播種前應進行固定臺架調(diào)整。首先按所播種子粒型選定排種間隙，初選排種傳動比及槽輪工作長度，再將機器水平架起，使地輪懸空，隨后在種箱內(nèi)加入種子，轉(zhuǎn)動地輪數(shù)圈使排種杯內(nèi)充滿種子，然后在輸種管下放好盛接種子的容器，以20～30 r/min的轉(zhuǎn)速均勻轉(zhuǎn)動地輪數(shù)圈（一般取30圈），最后根據(jù)排種量公式計算出排出的種子總數(shù)[17]。

式中G—全部排種器應排種子量，kg；Q—要求播量，kg/m2；B—播種機工作幅寬，m；D—地輪直徑，m；δ—地輪滑移率，n—試驗時地輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)。

當誤差超過2%時，應調(diào)整槽輪工作長度或傳動比后重試，直到符合要求為止。播種機工作時，因滑移率的變化、機器的振動及地形的變化等，實際播量可能與固定臺架試驗不同，還應進行田間校核[17]。

2.3 播種機播種株距的調(diào)整及改造

大豆玉米復合種植時大豆與玉米播種時保證株距的均勻性是保證不缺苗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前大部分播種機都具有株距調(diào)節(jié)器，即變速箱，直接調(diào)節(jié)株距調(diào)節(jié)手柄即可，完全可以滿足玉米11～12 cm株距的需求；若無法滿足大豆小株株距，可以通過以下3種方法對播種機進行調(diào)整：（1）更換排種器，將18勺的勺輪式排種器更換為24勺的勺輪式排種器；（2）改變傳動比，將原來的由小齒輪驅(qū)動大齒輪改為由大齒輪驅(qū)動小齒輪，使排種器轉(zhuǎn)速增加，從而增加排種力度；（3）選用氣力式排種器，氣吸式排種器多用在中耕作物大豆玉米等大粒種子的播種上，具有排種均勻性好、種子破碎率低、適合高速作業(yè)、作業(yè)質(zhì)量高等特點。

注意：（1）指夾式排種器易夾破大豆種皮導致不出苗，因而不適用于大豆播種；（2）一般勺輪式排種器作業(yè)速度為3～4 km/h，指夾式排種器作業(yè)速度為5～6 km/h，氣力式排種器作業(yè)速度為6～8 km/h。

2.4 播種機行距的調(diào)整及改造

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《玉米大豆帶狀復合種植全程機械化技術(shù)指引》和當?shù)卮蠖褂衩追N植農(nóng)藝、耕地條件及機具配備優(yōu)先選擇“4+2”、“3+2”高產(chǎn)種植模式。同一個區(qū)域模式不宜超過2種。其中“4+2”種植模式為2行玉米行距40 cm、4行大豆行距30 cm，玉米行和大豆行之間的間距為70 cm，每個單元寬度270 cm。

3行的播種機改造成適合“4+2”種植方式的播種機的方法如下：把3行排種器變成大豆—大豆—玉米排種器，行距30～70 cm，通過往返作業(yè)就可實現(xiàn)“4+2”種植模式，即玉米—大豆—大豆—大豆—大豆—玉米或大豆—大豆—玉米—玉米—大豆—大豆，行距70-30-30-30-70 cm或30-70-40-70-30 cm。由于排種器不在中心線上，因此在播種機轉(zhuǎn)彎作業(yè)的時候會出現(xiàn)玉米銜接行碰到其他行作物，所以播種機需要加裝自動導航系統(tǒng)，以減少不對行收獲造成的玉米損失。

3 植保機械使用技術(shù)

植保的關(guān)鍵問題在于雜草防控，這也是目前大豆玉米帶狀復合種植田間管理期遇到的主要問題。需合理選用藥劑及用量，按照機械化高效植保技術(shù)操作規(guī)程進行防治作業(yè)。

3.1 大豆玉米帶狀復合種植的草害防治植保機械

玉米屬于高稈作物，草害防治一般采用土壤處理，也可對苗帶噴灑除草；大豆屬于低矮作物，除草是主要任務(wù)，一般對土壤全面噴灑或苗帶噴灑。因此大豆玉米帶狀復合種植的草害防治植保機械可選用有兩套噴霧系統(tǒng)的噴桿噴霧機，有條件的種植戶建議使用自走式雙系統(tǒng)分帶噴桿噴霧機等專用型噴藥機。苗后噴施除草劑時可在噴桿噴霧機上設(shè)置雙藥箱和噴頭區(qū)段控制系統(tǒng)，實現(xiàn)不同藥液的分條帶噴施，在大豆、玉米帶間加裝隔離板（隔簾、防護罩），防止藥劑帶間漂移[6]。

3.1.1 噴桿噴霧機特點

作業(yè)效率高，噴灑質(zhì)量好，噴液量分布均勻，適合大面積噴灑各類農(nóng)藥、肥料和植物生長調(diào)節(jié)劑等液態(tài)制劑，廣泛用于大豆、玉米等農(nóng)作物的播前、苗前土壤處理、作物生長前期除草及病蟲害防治。

3.1.2 噴桿噴霧機使用技術(shù)

田間作業(yè)之前應進行檢查、調(diào)整與校核，并按照作業(yè)程序進行操作。

3.1.3 噴桿噴霧機配套機具參數(shù)

（1）噴頭與噴桿的位置直接影響藥液在噴幅內(nèi)的均勻性，噴施除草劑應選用扇形霧噴頭，噴桿高度應使相鄰噴霧面交叉重疊，使地面受藥均勻。噴霧角建議為110°或120°，此時扇形霧噴頭因霧面重疊大，噴桿上下顛簸時藥液沉積的均勻度影響較小。噴頭的安裝還應使其夾縫與噴桿同方向傾斜5°～10°，避免噴霧面之間的相互干涉。噴桿噴霧機進行苗帶噴霧時一般選用均勻型扇形霧噴頭，噴頭安裝間距和作業(yè)時離地高度可按照作物行距和高度決定，例如若噴頭在噴桿上間距為50 cm，則噴桿高度宜為50 cm和75 cm。

（2）噴桿的水平、垂直擺動主要影響噴霧橫向分布沉積，寬幅噴桿噴霧機需要安裝各種形式的懸掛支架，垂直面內(nèi)可采用仿形裝置減少垂直晃動，水平面內(nèi)可加上阻尼彈簧減少水平擺動，坡地上大型噴霧機可加裝超聲波感應器以自動調(diào)節(jié)噴桿高度。

（3）作業(yè)參數(shù)、作業(yè)速度和工作壓力的改變或波動會影響單位面積受藥量，噴灑除草劑時拖拉機行駛速度應控制在4～8km/h。

（4）氣象條件對噴灑質(zhì)量的影響主要是霧滴的漂失和蒸發(fā)，可通過增加防飄噴頭、輔助氣流和罩蓋技術(shù)等來降低對噴灑質(zhì)量的影響[18]。

3.2 大豆玉米帶狀復合種植的蟲害防治植保機械

玉米防治的害蟲主要為麥蚜、高粱蚜、斜紋夜蛾和棉鈴蟲等鉆蛀性害蟲，大豆果實類主要防治葉莖害蟲，因此大豆玉米帶狀復合種植的蟲害防治植保機械可選擇手動噴霧器。從經(jīng)濟角度考慮，手動噴霧器雖然耗費人力，但最終因增產(chǎn)所增加的經(jīng)濟效益遠大于人工防治所支出費用。如果選用大型噴霧機，其隔板高度應高于植株高度，可使用薄膜罩子以及采用定向噴霧裝置如定向噴頭、定向罩子來確保噴頭離地高度適宜。

4 收獲機械使用技術(shù)

目前國內(nèi)玉米收獲機生產(chǎn)企業(yè)主要分布在黑龍江、吉林、河北、河南、山東和江蘇等地區(qū)[19]。收獲機配套原則有4點：（1）根據(jù)兩種作物成熟期確定同期或分期收獲；（2）同期收獲時可利用現(xiàn)有收獲機采用前后跟隨方式收獲；（3）分期收獲可依據(jù)玉米大豆先后成熟順序進行轉(zhuǎn)行收獲；（4）割幅與作物帶寬應匹配（兩側(cè)各留15～20 cm間隙）。

“4+2”種植模式的收獲：玉米采用小2行收獲機，幅寬（輪距）小于大豆帶間距（160 cm），割臺行距中心距適用于玉米種植行距（40 cm）的收獲機均可選用；大豆選用專用或谷物聯(lián)合收獲機，更換大豆撓性割臺，調(diào)整脫粒凹板、清選篩等工作參數(shù)實現(xiàn)大豆收獲；收獲機幅寬（輪距）小于玉米帶間距離（210cm）。收獲減損技術(shù)見農(nóng)業(yè)農(nóng)村部官網(wǎng)《大豆玉米帶狀復合種植機械化收獲減損技術(shù)指導意見》。