農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械化總站

□ 朱禮好 徐峰 彭俊明 王韻弘

大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用機具是指圍繞大豆玉米帶狀復(fù)合種植機械化生產(chǎn)全過程，以大豆、玉米雙作物同步作業(yè)為主，實現(xiàn)兩種作物同種、同管、同收的專用農(nóng)業(yè)機械；由于目前大豆玉米兩種作物同期收獲較少，專用機具也包括小型窄幅單一作物收獲機。專用機具出現(xiàn)后，減少了農(nóng)機進(jìn)地次數(shù)與人工投入，提高了作業(yè)效率，降低了生產(chǎn)成本，增加了種植效益，成為現(xiàn)階段大豆玉米帶狀復(fù)合種植機械化技術(shù)主要發(fā)展方向和最優(yōu)方案。

一、技術(shù)特點

大豆玉米一體化精量播種機應(yīng)能實現(xiàn)大豆玉米同時播種且密植，分別控制兩種作物的株距、播深、施肥。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)滿足：

1.行數(shù)與行距。能同時播種大豆和玉米兩種作物，大豆4—6 行、行距20—40cm 可調(diào)節(jié)；玉米2—4 行，行距40cm 左右；兩個作物帶間距60—70cm，播種單體需獨立仿形以提高播深穩(wěn)定性。免耕播種機應(yīng)采用窄型單體以及秸稈防堵等措施。

2.排種機構(gòu)。大豆、玉米株距應(yīng)分調(diào)分控，通過增加變速箱傳動比或采用小株距精量排種盤實現(xiàn)小株距種植，大豆株距8—10cm，玉米株距10—14cm。一般大豆播種單元的傳動比大，玉米播種單元的傳動比小。

3.施肥機構(gòu)。由于大豆、玉米需肥特性不同，所以大豆、玉米的肥箱應(yīng)分設(shè)，兩套調(diào)肥機構(gòu)分別調(diào)整施肥量。大豆施低氮肥料，施肥量為225—300kg/hm2；玉米采用大排肥量的排肥器，施肥量為900—1200kg/hm2，是普通凈作方式的2 倍左右。

4.鎮(zhèn)壓輪。由于大豆出苗力比較弱，大豆和玉米一般采用不同類型鎮(zhèn)壓輪，通過調(diào)整鎮(zhèn)壓彈簧預(yù)緊力滿足大豆、玉米不同鎮(zhèn)壓力需求，提高作物出苗質(zhì)量。

5.播深機構(gòu)。大豆播種單元和玉米播種單元分別設(shè)置深度調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過調(diào)整限深機構(gòu)改變播種單元播種的深度。一般大豆播深3—5cm，玉米播深5—7cm。

二、研發(fā)生產(chǎn)情況

1.產(chǎn)品開發(fā)

2022 年以前，主要是試驗試制和小批量生產(chǎn)為主，大規(guī)模銷售推廣還沒開始。在不多的生產(chǎn)企業(yè)中，河北農(nóng)哈哈機械集團(tuán)公司與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，研制“3+2”“4+2”大豆玉米一體化播種機5 年，進(jìn)行了小批量生產(chǎn)；山東大華機械有限公司與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)等單位聯(lián)合研發(fā)的2BMYFQ—6 型大豆玉米密植分控氣吸式免耕施肥播種機，并投入生產(chǎn)2 年；新疆天誠農(nóng)機具制造有限公司（含甘肅分公司）研制大豆玉米一體化鋪膜播種機2 年。以上三家企業(yè)研發(fā)起步較早，關(guān)鍵技術(shù)瓶頸已經(jīng)攻克，生產(chǎn)工藝比較成熟，產(chǎn)品經(jīng)多年改進(jìn)、試驗，性能逐漸穩(wěn)定。這一階段，生產(chǎn)企業(yè)主要是配合研推機構(gòu)研制大豆玉米一體化播種機，進(jìn)行試驗示范推廣，沒有規(guī)?；袌鲣N售。數(shù)據(jù)顯示，河北農(nóng)哈哈在黃淮海地區(qū)累計銷量32 臺，累計示范面積達(dá)2.67khm2；山東大華累計銷量2 臺，在河南省臨潁縣、山東省濟寧市試驗示范66.67hm2；新疆天誠在內(nèi)蒙古、甘肅等地銷售10 臺。

從2022 年開始，隨著國家大面積試點推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)，大豆玉米一體化播種機產(chǎn)品進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。這一階段，生產(chǎn)企業(yè)從原來5 家左右發(fā)展到目前30 家以上，主要集中在黃淮海和西北地區(qū)。其中，河北、山東企業(yè)最多，甘肅、新疆、內(nèi)蒙古、河南、安徽、湖南也有，西南地區(qū)企業(yè)較少。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022 年主流廠家生產(chǎn)銷售了3000 余臺大豆玉米一體化播種機，其中普通機械式2000 多臺，氣力式200 多臺，鋪膜播種機800 余臺。按照一個作業(yè)季一臺機具完成大約100hm2作業(yè)任務(wù)計算，可完成播種作業(yè)300khm2，占到今年種植面積的25%以上。從銷售區(qū)域看，黃淮海地區(qū)最多，占到60%以上；西北地區(qū)次之；長江中下游及西南地區(qū)最少。西南地區(qū)種植制度較為復(fù)雜，大豆和玉米分步播種比例較大，大豆玉米帶狀復(fù)合種植一體化專用播種機需求較小。

2.主要機型參數(shù)

從主流廠家看，播種機基本都是單體仿形，生產(chǎn)的機型主要以“4+2”為主，部分為“3+2”“4+4”等機型。按是否鋪膜可分為：非鋪膜和鋪膜兩種機型，后者作業(yè)速度相對降低，播種速度2.5—4.0km/h。按排種器不同分為：勺輪式、指夾式和氣吸式三種機型，目前勺輪式最普遍，指夾式不太適用大豆播種，其他高填充、轉(zhuǎn)倉式、窩眼排種器已逐步淘汰，外槽輪播種精度不高。從作業(yè)速度看，勺輪式、指夾式作業(yè)速度較低，約為3—5km/h，作業(yè)效率0.67—1hm2/h，氣吸式播種機為6—8km/h，作業(yè)效率1—1.33hm2/h。從作業(yè)質(zhì)量看，勺輪式排種器的重播率和漏播率較高，指夾式其次，氣吸式最好。從銷售數(shù)量看，氣力式雖然作業(yè)質(zhì)量好但是價格高，銷量不如機械式播種機。

3.不同地區(qū)適用機型

（1）黃淮海地區(qū)。包括河北、山東、山西、江蘇、安徽、河南等6 省，該地區(qū)主要是小麥茬播種大豆玉米，播種期為6 月中下旬。該地區(qū)機型為應(yīng)滿足下列條件，玉米采用免耕播種，大豆排種單元前面增加了旋耕整地裝置，保證大豆行間距30cm時具有良好通過性。其中，河北、河南、山東、山西等北部地區(qū)與安徽、江蘇等黃淮海南部稻麥兩熟區(qū)土質(zhì)不同，后者普遍為黏土，土壤黏重、含水量高，兩者播種機結(jié)構(gòu)略有不同。

（2）西北地區(qū)。主要包括內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、寧夏等四?。▍^(qū)），播期為4 月下旬至5 月上旬。該地區(qū)由于干旱缺水，60%—80%地塊需要鋪設(shè)滴灌帶或覆膜，以提高保墑抗旱效果。適用機型一般為大豆玉米一體化精量覆膜播種機，一次性完成開溝、施肥、鋪膜、點種、覆土、滴灌帶鋪設(shè)作業(yè)。如果不需要滴灌或覆膜作業(yè)，黃淮海機型改進(jìn)后也能適用該地區(qū)播種。

（3）西南、長江中下游地區(qū)。包括四川、云南、貴州、重慶和湖南、廣西等6 ?。▍^(qū)、市），播期分別為三月下旬至四月上旬或四月中下旬，以套種為主，一般先播玉米后播大豆，春玉米與春大豆相差20 多天左右，春玉米與夏大豆相差1 個半月左右，夏玉米與夏大豆相差半個月至1 個月。該地區(qū)種植面積較大，丘陵山區(qū)居多，土壤以黏土為主，種植條件相對較差，種植模式較為復(fù)雜，適用的一體化播種機具較少，機型還不太成熟，機械化水平整體偏低。小部分地區(qū)可用專用播種機具以及改裝普通播種機種植，大部分還是靠人工種植。目前，河北農(nóng)哈哈、湖南桑萊特等企業(yè)針對西南地區(qū)土壤粘重、大豆玉米出苗率低、播種精度不高、播深不穩(wěn)定等問題逐步改進(jìn)。2022 年有三家企業(yè)的三個產(chǎn)品通過了試驗驗證。

三、試驗驗證情況

2022 年，在西南、西北、黃淮海三個區(qū)域，開展了大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用播種機試驗驗證，產(chǎn)品適用性重點考核指標(biāo)有：播種均勻性、播種深度合格率、種肥間距合格率、行距、穴距、帶間距、施肥量以及采光面寬度合格率、膜孔全覆土率等。

陜西省對企業(yè)申報的17 個機型（13 個精密播種機，4 個鋪膜播種機）進(jìn)行試驗，結(jié)果顯示，15 個產(chǎn)品通過，2 個產(chǎn)品沒通過，通過率為88.24%。不合格的主要問題是，大豆、玉米粒距和覆膜覆土播種機帶間距達(dá)不到農(nóng)藝要求。根據(jù)《大豆玉米帶狀復(fù)合種植播種機（公示稿）》推廣鑒定大綱指標(biāo)要求，有兩個產(chǎn)品的合格粒距變異系數(shù)、漏播指數(shù)兩個指標(biāo)不合格。

驗證表明，11 個產(chǎn)品的單粒精密播種機符合播種要求：粒距合格率大于≥75%，重播指數(shù)＜20%，漏播指數(shù)＜10%，合格粒距變異系數(shù)≤35%，播種深度合格率≥80%；4 個鋪膜播種機符合播種要求：穴粒數(shù)合格率≥85%，穴距合格指數(shù)≥80%，播種深度合格率≥80%，采光面寬度合格率≥80%，膜孔全覆土率≥90%。大豆專用排種器比非專用排種器的均勻性要好。

表1 單粒精量播種機播種性能試驗數(shù)據(jù)

表2 鋪膜播種機播種播種性能試驗數(shù)據(jù)

四、注意事項

1.作業(yè)效率偏低。因縮行密植農(nóng)藝要求，排種器轉(zhuǎn)速已經(jīng)很高，在此情況下播種機作業(yè)速度過高，會導(dǎo)致排種器超過極限轉(zhuǎn)速，離心力增加，充種性能降低，可能出現(xiàn)空穴。所以播種機作業(yè)速度不能太快，勺輪式、指夾式播種機作業(yè)速度不宜超過5km/h，較凈作播種機低30%以上。

2.作業(yè)質(zhì)量有待提高。機手為追求作業(yè)效益，按普通播種機速度作業(yè)，導(dǎo)致排種器轉(zhuǎn)速過高，出現(xiàn)漏播等問題。另外也會導(dǎo)致銳角開溝器兩側(cè)風(fēng)速過大，翻土過多，出現(xiàn)播深不一致的問題。大地塊播種機沒有加裝北斗作業(yè)終端，行距帶間距不規(guī)范，苗后除草分帶噴藥效果差。

3.秸稈量大、通過性較差。黃淮海地區(qū)麥茬地免耕播種，大豆行距小，容易被秸稈、根茬堵塞，通過性差；部分地區(qū)播種前，大豆帶需要秸稈還田或秸稈打包，增加作業(yè)成本。

4.大豆出苗相對較差。大豆出苗能力弱，對土壤、播深要求比較高，免耕的出苗率不如滅茬淺旋。大豆株距小，排種盤速度高，會造成大豆相互摩擦，種皮破損，影響出苗。

5.粘重土壤播種難度大。粘重土壤使用大豆玉米一體化精量播種機存在開溝和覆土難，西南丘陵地區(qū)田塊嚴(yán)重不平整情況下，播種單元體不能很好地貼地仿形播種，會出現(xiàn)漏播或種子播在土表等現(xiàn)象。

五、改進(jìn)方向

1.提高作業(yè)效率。優(yōu)化排種盤結(jié)構(gòu)，勺輪式播種機加大排種盤舀勺密度，從18 勺加大到24 勺，作業(yè)速度可提高到6.5km/h，達(dá)到普通凈作播種機的正常速度，并提高播種精度。

2.提高通過性能。改善防堵結(jié)構(gòu)設(shè)計，開發(fā)新型防堵機構(gòu)，增加清茬裝置。大豆播種帶增加復(fù)合旋耕裝置，解決被秸稈和根茬堵塞問題，以提高圓盤開溝器的入土能力；玉米帶仍采用免耕播種，否則生長后期易倒伏。針對地表秸稈覆蓋量大，由角式開溝器改為了圓盤開溝器，減少堵塞。

3.實現(xiàn)電控播種。探索使用智能化電控方式控制排肥量、播種量和播種深度，減少地輪打滑影響，提高播種精度。采用光電感應(yīng)系統(tǒng)，在出現(xiàn)漏播或種子、肥料即將用完時報警提示。

4.研發(fā)滿足黏土的播種結(jié)構(gòu)。采用條帶旋耕和圓盤開溝，增加土壤流動性，降低開溝器翻土量，減少壓土及脫泥，解決開溝和覆土問題。進(jìn)一步優(yōu)化單體仿形性能，使播種機在較大不平整田塊作業(yè)時能更好貼地仿形。

目前，大豆玉米一體化播種機基本成熟，產(chǎn)品性能基本過關(guān)，從實際應(yīng)用看，比凈作播種機以及改裝的播種機播種作業(yè)質(zhì)量高。受種植條件限制，滿足長江中下游和西南地區(qū)的專用播種機還不太成熟，適用性還有待提升，需加快研制改進(jìn)。Θ