塔額墾區(qū)制種玉米機(jī)械化去雄與施藥技術(shù)應(yīng)用研究

牛海生馬訪(fǎng)賢吳志勇（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，額敏8460；第九師種子管理站，8460；第九師農(nóng)業(yè)局，8460）

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塔額墾區(qū)制種玉米機(jī)械化去雄與施藥技術(shù)應(yīng)用研究

牛海生1馬訪(fǎng)賢2吳志勇3
（1新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，額敏834601；2第九師種子管理站，834601；3第九師農(nóng)業(yè)局，834601）

摘要：目前全國(guó)制種玉米生產(chǎn)存在著機(jī)械化去雄和生育中后期機(jī)械施藥未解決的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，未能實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化。本文對(duì)塔額墾區(qū)制種玉米機(jī)械化去雄與施藥的作業(yè)方式、農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的配套、機(jī)械去雄對(duì)制種玉米的產(chǎn)量、質(zhì)量的影響等進(jìn)行實(shí)證分析，旨在為制種玉米機(jī)械化去雄和施藥的推廣應(yīng)用提供技術(shù)和理論支撐，以實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化。

關(guān)鍵詞：制種玉米；機(jī)械去雄；機(jī)械施藥

新疆幅員遼闊，光熱資源豐富，農(nóng)田平坦，耕地集中，機(jī)械化程度高，局部的沙漠綠洲氣候，非常適宜各類(lèi)農(nóng)作物種子的生產(chǎn)，2013年玉米制種面積達(dá)到6．67 萬(wàn)hm2左右，主要種植分布在昌吉州、伊犁州、阿克蘇、石河子、塔城等地區(qū)，成為我國(guó)玉米制種的第二大區(qū)域，被農(nóng)業(yè)部命名為最大的“國(guó)家級(jí)雜交玉米種子生產(chǎn)基地”。

塔額墾區(qū)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師具有種植早熟制種玉米獨(dú)特的自然資源，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，就有多家種子企業(yè)選擇在本區(qū)制種早熟玉米，通過(guò)實(shí)踐總結(jié)出以“矮、密、早、膜”為核心的玉米制種優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)體系，到2015年玉米制種面積增加到5200hm2，占新疆早熟制種玉米面積的40%以上，“十三五”期間計(jì)劃發(fā)展到1萬(wàn)hm2，2013年第九師被評(píng)為國(guó)家級(jí)玉米制種基地。當(dāng)前制種玉米生產(chǎn)已解決了犁、耙、播、中耕、收獲等機(jī)械作業(yè)環(huán)節(jié)，亟需解決制種玉米機(jī)械化去雄和生育中后期因植株高無(wú)法機(jī)械施藥的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化。

1 機(jī)械去雄和施藥的應(yīng)用狀況分析

制種玉米去雄機(jī)從國(guó)外引進(jìn)至黑龍江、新疆已達(dá)10年以上[1]，因機(jī)械作業(yè)照搬模仿國(guó)外作業(yè)方式，去雄作業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)玉米傷害較大，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝不配套，一直無(wú)法大面積應(yīng)用[2-3]。2013年至今塔額墾區(qū)兵團(tuán)第九師從美國(guó)先后引進(jìn)了14臺(tái)海吉204和海吉STS10制種玉米8行及12行去雄機(jī)，2013年、2014年采用自動(dòng)控制操作去雄模式，因制種玉米生長(zhǎng)不整齊，去雄對(duì)玉米產(chǎn)量減產(chǎn)大，在實(shí)行財(cái)政補(bǔ)貼的情況下僅分別推廣應(yīng)用0．2萬(wàn)畝和0．6萬(wàn)畝。但通過(guò)2年的試驗(yàn)總結(jié)，2015年推廣應(yīng)用機(jī)械去雄面積達(dá)到了3．8萬(wàn)畝，其中1．7萬(wàn)畝采用機(jī)械手動(dòng)控制操作一遍機(jī)械去雄加人工輔助方式；2．1萬(wàn)畝采用機(jī)械定刀旋轉(zhuǎn)一遍打頂（切去雄穗部分）后再手動(dòng)操作機(jī)械去雄加人工輔助方式。同時(shí)在海吉STS10玉米去雄機(jī)上加裝吊桿式噴頭等施藥功能，推廣應(yīng)用機(jī)械施藥面積1．6萬(wàn)畝。取得了較好的效果，解決了制種玉米機(jī)械去雄和生育中后期因植株高無(wú)法機(jī)械施藥的瓶頸問(wèn)題，進(jìn)行了大面積推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化。

2 去雄和施藥作業(yè)模式分析

2.1 人工摸苞去雄作業(yè)模式 人工摸苞去雄作業(yè)是我國(guó)目前普遍采用的去雄模式，一般需人工去雄5～6遍，每667m2用人工1個(gè)左右，人工費(fèi)160元左右，從去雄開(kāi)始至結(jié)束時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15～20d。具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、用工多、費(fèi)用高的特點(diǎn)，且玉米生育期遭遇降雨等因素導(dǎo)致勞動(dòng)力組織困難，人工作業(yè)質(zhì)量也難以控制[4-5]。隨著勞動(dòng)力的日益短缺去雄費(fèi)用也將快速上漲。

2.2 機(jī)械自動(dòng)控制操作一遍去雄作業(yè)模式 海吉204玉米去雄機(jī)具有抽雄、打頂（切去雄穗部分）等功能，產(chǎn)品主要配置如下：（1）配套動(dòng)力為168馬力發(fā)動(dòng)機(jī)；（2）最小離地間隙193cm、輪距寬度215～315cm；（3）最小轉(zhuǎn)彎半徑5．8m；（4）主機(jī)外形尺寸長(zhǎng)5．23m、寬3．68m、高3．8m，軸距3．05m；（5）工作裝置由主梁、四連桿浮動(dòng)裝置、液壓裝置、高強(qiáng)度9000系列紅外線(xiàn)光電管傳感器、抽雄器支撐梁、橡膠輪抽雄器、液壓馬達(dá)等組成；（6）理論去雄速度2．67～3．00hm2/h，配有3100r/min的液壓驅(qū)動(dòng)割刀裝置，理論打頂速度3．0～3．5hm2/h。

當(dāng)母本雄穗剛露出頂葉而尚未散粉時(shí)，此時(shí)進(jìn)行去雄作業(yè)，作業(yè)要求帶2～3片頂葉摸苞去雄，機(jī)械作業(yè)時(shí)利用高強(qiáng)度9000系列紅外線(xiàn)光電管傳感器和液壓系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制割臺(tái)高度，玉米雄穗就沿著抽雄器前端的引導(dǎo)撥桿進(jìn)入橡膠輪抽雄裝置，兩橡膠輪抽雄器高速旋轉(zhuǎn)通過(guò)摩擦力迅速將制種玉米母本的雄穗抽取，完成制種玉米去雄任務(wù)，之后人工輔助去雄（復(fù)檢），復(fù)檢3次以上，此種作業(yè)方式機(jī)械抽雄抽凈率可達(dá)70%～85%，日均工作量120畝。但采用自動(dòng)控制操作去雄模式，全自動(dòng)激光去纓高度控制系統(tǒng)，利用偏正光探測(cè)，按照玉米高度不同自動(dòng)控制抽雄器。因制種玉米生長(zhǎng)不整齊，遇到成片生長(zhǎng)較矮的植株抽雄器自動(dòng)下降，遇到部分小苗自動(dòng)控制下降抽雄高度后無(wú)法及時(shí)提升抽雄器，造成玉米抽雄部位過(guò)低損傷植株過(guò)大而減產(chǎn)，影響機(jī)械去雄的推廣應(yīng)用。

2.3 機(jī)械手動(dòng)控制操作一遍機(jī)械去雄模式 為解決因制種玉米生長(zhǎng)不整齊、去雄對(duì)產(chǎn)量減產(chǎn)大的問(wèn)題，2014年試驗(yàn)抽雄前關(guān)閉自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)玉米生長(zhǎng)的高低人工操作控制仿形控制系統(tǒng)，使用抽雄輪進(jìn)行抽雄作業(yè)的去雄模式，之后人工輔助去雄，此種作業(yè)方式機(jī)械抽雄抽凈率可達(dá)70%～85%，日均工作量120畝，減少了對(duì)玉米植株和產(chǎn)量的損傷，在不實(shí)行補(bǔ)貼的情況下，2015年第九師運(yùn)用該去雄方式推廣面積1．7萬(wàn)畝。

2.4 機(jī)械定刀旋轉(zhuǎn)一遍打頂（切去雄穗部分）后再手動(dòng)操作機(jī)械去雄模式 為提高機(jī)械抽雄作業(yè)質(zhì)量和速度，在海吉204玉米去雄機(jī)上，采取機(jī)械定刀旋轉(zhuǎn)一遍打頂（切去雄穗部分）后再手動(dòng)操作機(jī)械去雄的方式。即首先確定機(jī)械割臺(tái)高度（制種田80%的玉米割去2～3片葉高度），使用割刀切割至玉米高度整齊后（日均工作量300畝左右），隔2～5d后待制種玉米長(zhǎng)高長(zhǎng)齊，再手動(dòng)操作使用抽雄輪機(jī)械去雄，之后人工輔助去雄。此種作業(yè)方式機(jī)械抽雄抽凈率可達(dá)90%～95%，日均工作量200畝左右，減少了對(duì)玉米植株的損傷，提高了機(jī)械抽雄率，目前是最佳的機(jī)械去雄方式，2015年第九師推廣運(yùn)用面積2．1萬(wàn)畝。

2.5 機(jī)械施藥作業(yè) 海吉STS10玉米去雄機(jī)具有抽雄、切頭（切去雄穗部分）及施藥等功能，施藥組件：28m噴桿、2500L水罐、吊桿式噴頭。為解決玉米生育中后期因植株高機(jī)械無(wú)法進(jìn)地施藥防治病蟲(chóng)害的問(wèn)題，2014年第九師試驗(yàn)將吊桿式噴頭運(yùn)用在海吉STS10玉米去雄機(jī)上，起到了明顯的防治效果。以往不加裝吊桿式噴頭時(shí)噴頭只能?chē)姷街仓觏敳咳~片，難以均勻噴到中下部葉片和葉背處，而在配備吊桿式噴頭后（在橫噴桿下面平行地垂吊著若干根豎噴桿），作業(yè)時(shí)，橫噴桿和豎噴桿上的噴頭對(duì)作物形成門(mén)字形噴灑，使制種玉米的上中下部葉片、葉背等處能較均勻地被霧滴覆蓋。

3 農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)的配套組合分析

3.1 選擇適宜機(jī)械去雄的品種 應(yīng)用制種玉米機(jī)械化去雄應(yīng)選擇母本雄穗散粉和雌花吐絲間隔較長(zhǎng)，植株不能過(guò)矮，發(fā)芽率高、純度高、生長(zhǎng)整齊的品種。

3.2 推廣應(yīng)用膜下滴灌技術(shù) 首先制種田覆膜有利于增溫出苗，加之滴灌可采取干播濕出技術(shù)，促進(jìn)種子出苗一致；其次，墾區(qū)滴灌的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了制種田水肥一體化管理，避免了地塊高低不平漫灌造成的灌溉不均，導(dǎo)致長(zhǎng)勢(shì)不一致，有利于制種玉米長(zhǎng)勢(shì)整齊一致；最后，膜下滴灌較漫灌減少了制種玉米田行間的無(wú)效灌溉，便于機(jī)械能夠及時(shí)地進(jìn)行去雄作業(yè)。

3.3 選擇適合機(jī)械化去雄和施藥的種植模式 一般按照父、母本行比1∶6進(jìn)行配比，按父、母本生育期相差天數(shù)，分2～3期按時(shí)播種父本，行距配置按寬窄行模式，即寬行60cm，窄行50cm，播種深度4cm，或按60cm等行距模式，播種機(jī)車(chē)配備農(nóng)業(yè)用北斗終端自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)以確保接行準(zhǔn)確、播行筆直，以利于機(jī)械去雄和施藥作業(yè)。

3.4 提早滴水 減少10d左右蹲苗期，提前滴頭水，6月上旬人工去雄田灌頭水時(shí)，機(jī)械去雄田滴2水，保證機(jī)械去雄前制種田滴兩水。以保持授粉期田間濕度，利于制種玉米授粉提高產(chǎn)量[6]，同時(shí)有利于母本植株上部節(jié)間拉長(zhǎng)便于機(jī)械去雄。

4 機(jī)械去雄和施藥的效果分析

為探明機(jī)械去雄和人工去雄對(duì)制種玉米產(chǎn)量構(gòu)成、產(chǎn)量及成本的影響，2015年在第九師團(tuán)結(jié)農(nóng)場(chǎng)設(shè)置了小區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從表1可得，無(wú)論是機(jī)械手動(dòng)控制操作一遍機(jī)械去雄模式，還是用機(jī)械定刀旋轉(zhuǎn)一遍打頂（切去雄穗部分）后再手動(dòng)操作機(jī)械去雄模式，制種產(chǎn)量均高于人工去雄。機(jī)械打頂后再去雄的作業(yè)方式下每667m2產(chǎn)量最高為490．3kg，分別較機(jī)械一遍去雄和人工去雄高出1．5%和6．6%，從產(chǎn)量構(gòu)成分析，機(jī)械一遍去雄和機(jī)械打頂后再去雄分別較人工去雄穗粒數(shù)增加了10．7%和17．8%，機(jī)械去雄較人工去雄產(chǎn)量高的原因主要是機(jī)械去雄拔掉3～4片頂葉，減少了葉片遮擋，利于授粉，提高了結(jié)實(shí)率[7]。而人工去雄千粒重略高于機(jī)械去雄，千粒重差異不大。

從去雄成本分析（表1），機(jī)械一遍去雄加人工輔助方式和機(jī)械一遍打頂后再機(jī)械去雄加人工輔助方式費(fèi)用均較人工去雄節(jié)本20元/667m2。機(jī)械打頂后再去雄較機(jī)械一遍去雄費(fèi)用相同的原因是，機(jī)械打頂?shù)乃俣仁浅樾鄣?．50倍以上，此外，由于打頂后制種玉米高矮基本一致，隨后的抽雄速度較一遍抽雄提高了67%，同時(shí)機(jī)械打頂后再去雄較機(jī)械一遍去雄減少了人工復(fù)檢工作量，人工費(fèi)用減少10元/667m2。

表1 機(jī)械去雄與人工去雄節(jié)本增產(chǎn)對(duì)比

而對(duì)于美國(guó)海吉STS10抽雄機(jī)配吊桿式噴頭進(jìn)行施藥對(duì)制種玉米節(jié)本增產(chǎn)是顯而易見(jiàn)的，過(guò)去沒(méi)有海吉STS10抽雄機(jī)時(shí)，制種玉米拔節(jié)以后傳統(tǒng)植保機(jī)械無(wú)法進(jìn)地作業(yè)，后期發(fā)生病蟲(chóng)害，只能任其發(fā)展，而當(dāng)前采用海吉STS10抽雄機(jī)配吊桿式噴頭可隨時(shí)進(jìn)地進(jìn)行施藥，同時(shí)吊桿式噴頭可進(jìn)行上、中、下立體式施藥，防治效果更加明顯。

5 建議

（1）采用機(jī)械定刀旋轉(zhuǎn)一遍打頂后再手動(dòng)操作機(jī)械去雄機(jī)械模式和將吊桿式噴頭等施藥組件運(yùn)用在玉米去雄機(jī)上，進(jìn)行機(jī)械施藥作業(yè)?？捎行Ы鉀Q制種玉米機(jī)械化去雄和生育中后期因植株高無(wú)法機(jī)械施藥的瓶頸問(wèn)題。提高了種子的純度、質(zhì)量、產(chǎn)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了大面積應(yīng)用和全程機(jī)械化。

（2）當(dāng)前美國(guó)和歐洲在制種玉米機(jī)械化去雄和施藥推廣應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位，已大面積使用機(jī)械化去雄和施藥，農(nóng)機(jī)技術(shù)和農(nóng)藝技術(shù)結(jié)合緊密。今后在引進(jìn)機(jī)械時(shí)應(yīng)該結(jié)合本區(qū)種植模式，改進(jìn)農(nóng)藝措施使農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)能更好的結(jié)合，最大限度地發(fā)揮機(jī)械的性能。

（3）通過(guò)試驗(yàn)，初步探明機(jī)械化去雄較人工去雄增產(chǎn)增質(zhì)，但對(duì)增產(chǎn)增質(zhì)機(jī)理尚不清楚，今后應(yīng)繼續(xù)研究，揭示機(jī)械化去雄較人工去雄增產(chǎn)增質(zhì)的機(jī)理，進(jìn)一步完善機(jī)械操作方式和農(nóng)藝措施。

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收稿日期：（2016-01-04）

基金項(xiàng)目：師本級(jí)科技攻關(guān)項(xiàng)目（2016001A）