大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀

王昕彤　奚小波　陳猛　黃盛杰　金亦富　張瑞宏

摘要：大豆玉米供需矛盾是國(guó)家糧食安全面臨的重要難題。2022年中央一號(hào)文件提出了“大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)”，并將在全國(guó)范圍內(nèi)大力支持并推廣該技術(shù)。大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)采用大豆帶與玉米帶間套作，充分利用玉米的邊行優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)作物間的協(xié)同共生，是現(xiàn)代高效集約化、新型立體農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。本文對(duì)大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)中以地域劃分的間作或套作種植模式及其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析，對(duì)大豆和玉米適宜品種選配按地區(qū)進(jìn)行了闡述，對(duì)田間配置參數(shù)中的帶寬、行比、帶間距、密度與播期按種植模式進(jìn)行了歸納，對(duì)田間管理的施肥、控旺、病蟲(chóng)草害防治方法進(jìn)行了詳述，對(duì)復(fù)合種植技術(shù)中所選用的播種機(jī)械和收獲機(jī)械進(jìn)行了綜述，并著重對(duì)國(guó)內(nèi)外播種機(jī)械和大豆玉米帶狀復(fù)合播種機(jī)進(jìn)行探究，指出目前大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)沒(méi)有規(guī)范的指引、復(fù)合播種機(jī)過(guò)于簡(jiǎn)單等問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出完善標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)和精密化播種機(jī)械的建議，以期為大豆玉米帶狀復(fù)合播種技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備研發(fā)提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：大豆玉米生產(chǎn)；復(fù)合種植；種植技術(shù)；播種裝備

中圖分類號(hào)：S231；S344.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2023）11-0036-10

玉米和大豆是我國(guó)的主要糧食和經(jīng)濟(jì)作物，我國(guó)常年種植玉米4 200萬(wàn)hm²，大豆800萬(wàn)hm²左右，種植面積大。但現(xiàn)有的生產(chǎn)水平遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，我國(guó)已成為玉米和大豆凈進(jìn)口國(guó)，進(jìn)口依賴程度高［1-3］。近些年，在大食物觀背景下，尤其在百年變局和世紀(jì)疫情的雙重夾擊下，玉米和大豆供需矛盾顯得更加突出，糧食安全是“國(guó)之大者”。因此，提高大豆和玉米的產(chǎn)量并減輕進(jìn)口依賴有助于解決中國(guó)糧食安全的后顧之憂［4］。2021年中央農(nóng)村工作會(huì)議貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于“三農(nóng)”工作的精神，把擴(kuò)大大豆油料生產(chǎn)作為2022年必須完成的政治任務(wù)，支持在黃淮海、西北、西南地區(qū)推廣玉米大豆帶狀復(fù)合種植。2022年中央一號(hào)文件也明確提出在適宜區(qū)域推廣該復(fù)合種植技術(shù)，并要求在16省進(jìn)行推廣。目前多數(shù)試驗(yàn)已證明玉米大豆復(fù)合種植比單作不僅能夠提高作物的質(zhì)量，還更有生產(chǎn)力［5-6］，可見(jiàn)復(fù)合種植是當(dāng)前抓好糧食生產(chǎn)安全和實(shí)施大豆和油料產(chǎn)能的重要舉措［7-8］。農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化。大豆玉米和諧共生一季雙收，又集成帶狀分布特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。其中播種是保障作物生產(chǎn)提質(zhì)增效的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，因此研究大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)并且研制適用于該模式的播種機(jī)既是提升種植效率、降低投入成本的根本，又是該技術(shù)應(yīng)用及推廣的前提和砝碼［9］。本文歸納總結(jié)大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)的研究現(xiàn)狀，闡述國(guó)內(nèi)外對(duì)大豆、玉米單作播種機(jī)以及復(fù)合播種機(jī)的研究現(xiàn)狀，指出種植技術(shù)與裝備發(fā)展中的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出發(fā)展建議。

1大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)研究現(xiàn)狀

大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)分為帶狀套作與帶狀間作，都是利用光溫資源，充分發(fā)揮間套作優(yōu)勢(shì)，提高單位土地面積的總產(chǎn)量［10］，在實(shí)現(xiàn)玉米基本不減產(chǎn)的情況之下再增收一季大豆，是傳統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，是高效集約化、新型立體農(nóng)業(yè)的體現(xiàn)。傳統(tǒng)的種植模式雜而不一，且跟不上種植需求，因此，在研究的過(guò)程中探尋了大豆玉米帶狀復(fù)合種植的農(nóng)藝要求。

1.1種植模式及其經(jīng)濟(jì)效益

盡管我國(guó)20世紀(jì)50年代就已經(jīng)開(kāi)始研究玉米和大豆的間混作栽培技術(shù)［11］，但由于技術(shù)局限性，直到近幾年才廣泛開(kāi)展種植試驗(yàn)。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部會(huì)同農(nóng)業(yè)大學(xué)編發(fā)了大豆玉米帶狀復(fù)合種植指南，根據(jù)該指南，目前的研究和實(shí)踐分為西南地區(qū)套作模式、西南地區(qū)間作模式、西北地區(qū)間作模式和黃淮海地區(qū)間作模式［12］。

西南帶狀間套作地主要有四川、云南、貴州、廣州等地區(qū)。其中，四川是我國(guó)大豆蛋白含量最高的產(chǎn)區(qū)，規(guī)模化的大豆生產(chǎn)得到了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)收益［13］。2019年成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站對(duì)玉米大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)進(jìn)行推廣示范，試驗(yàn)結(jié)果（表1）表明，間套作模式的產(chǎn)值均高于凈作玉米，表現(xiàn)出良好的商品性［14］。

西北地區(qū)間作模式包括甘肅、寧夏、陜西、新疆和東北等大豆玉米產(chǎn)區(qū)。在甘肅省河西地區(qū)，帶狀復(fù)合種植下，玉米單產(chǎn)比傳統(tǒng)間作下的玉米增產(chǎn)10%，大豆平均產(chǎn)量與北方主產(chǎn)區(qū)大豆單產(chǎn)水平相當(dāng)且多年示范數(shù)據(jù)表明平均增加產(chǎn)值4 228.5元/hm²［15］。

黃淮海帶狀間作分布在河北、山東、山西、河南、安徽、江蘇等省。為了研究河南省大豆玉米帶狀復(fù)合種植的效果，河南省2021年在漯河、新鄭、永城3市進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)收實(shí)測(cè)，結(jié)果表明，實(shí)施帶狀復(fù)合種植，玉米基本不減產(chǎn)，還增收了大豆，經(jīng)濟(jì)效益顯著［16］。

目前來(lái)說(shuō)，多地響應(yīng)國(guó)家號(hào)召進(jìn)行了大豆玉米帶狀復(fù)合種植的研究，結(jié)果表明，選擇適合當(dāng)?shù)氐姆N植模式，應(yīng)用相應(yīng)的種植技術(shù)，都可獲得比清種種植更多的效益［17］。模式的確定對(duì)大豆玉米帶狀復(fù)合種植的經(jīng)濟(jì)效益有重要影響。

1.2適宜品種選配及播前處理

提高大豆、玉米的種植產(chǎn)量，需要挑選品質(zhì)優(yōu)良的、無(wú)病害、顆粒飽滿的種子。玉米應(yīng)選用緊湊型或半緊湊型、抗倒伏性強(qiáng)、株高在2.6～2.8 m的中早熟玉米品種。大豆要選用產(chǎn)量高、抗倒伏、耐陰的品種［18］。在此建議下，或根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行品種配置試驗(yàn)，做出最優(yōu)選擇，比如在蘭州地區(qū)選用玉米金穗3號(hào)和大豆中黃30或XD2015-6間作組合較好［19］。各區(qū)域模式下根據(jù)用途不同，選配的品種推薦見(jiàn)表2［20］。在選擇合適的種子之后需要進(jìn)行曬種和拌種等播前處理，曬種時(shí)間為3～4 h，可以有效穩(wěn)定地提高種子的發(fā)芽率。玉米種子需要進(jìn)行包衣處理，并且包衣之前要用藥劑浸泡。大豆種子多數(shù)未包衣，但根據(jù)情況進(jìn)行處理，可選擇大豆專用種衣劑。同時(shí)將防蟲(chóng)藥劑和種子攪拌，防蟲(chóng)防病害［21］。種子處理完之后，需要在1 d之內(nèi)完成播種。

1.3田間配置參數(shù)

因?yàn)橹参镩g距和行距等田間參數(shù)影響復(fù)合種植系統(tǒng)的產(chǎn)量［22］，所以種植需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)、地質(zhì)環(huán)境等自然因素，確定適宜的大豆帶和玉米帶的行數(shù)、帶內(nèi)行距、帶間距、株距。

1.3.1行比、行距和帶間距配置一般試驗(yàn)和推廣的都是玉米帶種植2～4行、大豆帶種植2～6行，在此范圍內(nèi)根據(jù)高位作物的邊際效應(yīng)和低位作物的受光狀況來(lái)選擇不同模式的配比。帶狀寬度管理是帶狀復(fù)合種植技術(shù)中提高作物產(chǎn)量與質(zhì)量的關(guān)鍵因素［23-24］。僅從作物邊際來(lái)看，2行玉米和2行大豆在實(shí)踐中最具優(yōu)勢(shì)，是提高作物總生產(chǎn)力的最高土地當(dāng)量比［25］。不同模式下的推薦帶狀模式如表3所示。在西北地區(qū)和黃淮海地區(qū)，根據(jù)農(nóng)機(jī)具匹配情況，還推出了大豆 ∶玉米的6 ∶4間作模式、4 ∶4 間作模式和4 ∶3間作模式［26］。

1.3.2田間小氣候與群體產(chǎn)量近些年隨著對(duì)氣候的深入研究，局部小氣候?qū)χ参锶后w產(chǎn)量的影響也受到重視。陳國(guó)鵬等的研究結(jié)果證明，不同的帶寬對(duì)田間土壤水分含量、土壤溫度、田間溫度、田間相對(duì)濕度、玉米行間透光率與利用率有很大影響［27］。而作物的生長(zhǎng)過(guò)程離不開(kāi)光、溫、水、氣、肥等因素，這些田間氣候因子對(duì)群體產(chǎn)量有相當(dāng)正負(fù)相關(guān)影響。確定合適的帶間寬度對(duì)穩(wěn)定和提高群體產(chǎn)量有巨大意義。

1.3.3密度與播期配置一地多用、擴(kuò)行縮株、寬窄行帶狀種植是玉米、大豆間作復(fù)合種植的核心環(huán)節(jié)，適度縮小玉米、大豆株距，保證種植密度達(dá)到當(dāng)?shù)貑巫髅芏纫?。玉米是主體作物，玉米的密度要與清種相當(dāng)；大豆是低位作物，帶狀套作和帶狀間作有些許差別，但密度都需達(dá)清種的70%以上［28］。不同區(qū)域大豆、玉米種植密度推薦如表4所示。根據(jù)《全國(guó)大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)模式圖》按地域劃分的間套作模式中，有相應(yīng)的大豆玉米生育期，應(yīng)按照推薦的播種時(shí)間適時(shí)播種。通過(guò)大田試驗(yàn)，從玉米與大豆共生體系協(xié)調(diào)生長(zhǎng)和全年增產(chǎn)增收的角度來(lái)考慮，在玉豆套作體系下玉米應(yīng)適當(dāng)早播［29］，在玉豆間作體系下玉米應(yīng)當(dāng)適度密植［30］。

1.4播種機(jī)具配套指引

播種需要考慮大豆、玉米的生育期，對(duì)播種作業(yè)的路徑詳細(xì)規(guī)劃。對(duì)于大面積作業(yè)需要進(jìn)行試播，查驗(yàn)播種質(zhì)量，及時(shí)調(diào)整。針對(duì)不同的種植模式以及不同的田間配比，表5給出了播種機(jī)具的指引［31］。西南地區(qū)套作時(shí)可選用2BYFSF-2（3）型玉米-大豆帶狀套作施肥播種機(jī)，間作時(shí)可選用2BYFSF-5密植分控播種施肥機(jī)。黃淮海地區(qū)可選用2BYFSF-6型、2BMFJ-PBJZ6型玉米-大豆帶狀間作施肥播種機(jī)和2BYCF-6型密植分控播種施肥機(jī)。西北地區(qū)需要覆膜播種時(shí)可選擇2BYFSF-5（6-8）型密植分控播種施肥機(jī)種肥同播，或選用2行鴨嘴式玉米播種機(jī)和3行鴨嘴式大豆播種機(jī)一前一后組合播種。西北地區(qū)需加裝滴灌覆膜裝置。

1.5科學(xué)田間管理

田間管理對(duì)植物的品質(zhì)與質(zhì)量有重大影響，科學(xué)的田間管理不僅可以使得植物生產(chǎn)達(dá)到量的要求，還能夠一定程度穩(wěn)定生產(chǎn)品質(zhì)。在玉米大豆帶狀復(fù)合種植模式下也要充分做好田間管理工作，更好地提升糧食產(chǎn)量。

1.5.1精簡(jiǎn)施肥對(duì)于大豆玉米帶狀復(fù)合種植，優(yōu)先推薦種肥同播，生長(zhǎng)期追肥可使用大豆玉米復(fù)合中耕施肥機(jī)。玉米基肥采用玉米專用高氮緩控釋復(fù)合肥（氮含量高于28%）或者新型復(fù)合肥，實(shí)行“一基一追”模式［32］，同時(shí)應(yīng)注意單株施肥量不少于凈作。因?yàn)榇蠖乖谕晾锟梢怨潭諝庵械牡?3］，所以采用低氮專用復(fù)合肥（氮含量不高于20%）或者不施氮肥，可以適當(dāng)增施磷鉀肥。此外，大豆秸稈、腐根、碎葉在收獲后都可以被犁回土壤中，以輸送氮來(lái)滋養(yǎng)土壤肥力［34］。不同的地區(qū)施肥都有一定的標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司會(huì)同全國(guó)農(nóng)技中心和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)編發(fā)了大豆玉米帶狀復(fù)合種植指南［12］，具體參數(shù)見(jiàn)表6。

1.5.2化學(xué)控旺大豆、玉米帶狀復(fù)合種植模式下，玉米邊際效應(yīng)增強(qiáng)，單位面積群體較大，存在倒伏減產(chǎn)和導(dǎo)致大豆過(guò)度伸長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。為避免大豆和玉米出現(xiàn)徒長(zhǎng)現(xiàn)象，種植過(guò)程中需要使用化學(xué)藥劑來(lái)控制大豆、玉米的生長(zhǎng)，改善群體結(jié)構(gòu)［35］。玉米在7～11葉期，噴胺鮮酯、乙烯利，若噴藥后6 h內(nèi)淋雨，可酌情減量再噴1次。大豆3葉期至初花期每1 hm²用5%的烯效唑可濕性粉劑375～750 g，兌水450～600 kg，防止植株旺長(zhǎng)［36］。

1.5.3病蟲(chóng)害防治要堅(jiān)持以預(yù)防為主進(jìn)行科學(xué)病蟲(chóng)害防控，主要分為2步。第1步是加強(qiáng)種子播前預(yù)處理，利用種子包衣或拌種的過(guò)程，有針對(duì)性地選擇殺蟲(chóng)劑、殺菌劑或?qū)Ｓ梅N衣劑進(jìn)行種子處理。若選擇對(duì)種子包衣，應(yīng)注意選擇對(duì)植物后續(xù)生長(zhǎng)無(wú)不利影響的種衣劑［37］。第2步就是播后的苗期和中后期的病蟲(chóng)防治。對(duì)于大豆玉米帶狀復(fù)合種植，總體上采取“一施多治、一具多誘”的防控策略，利用物理、生物、化學(xué)防治相結(jié)合綠色、高效地處理病蟲(chóng)害［38］。

1.5.4雜草防除采取“封定結(jié)合”的雜草防除策略，采用播后芽前封閉與苗后定向莖葉噴藥相結(jié)合的方法防除雜草，優(yōu)先選擇在播后苗前進(jìn)行封閉除草以減輕后續(xù)的除草工作［39］。大豆、玉米單作除草技術(shù)已成熟，但目前對(duì)于復(fù)合種植田間除草技術(shù)相對(duì)不成熟。張玉等根據(jù)當(dāng)前除草劑登記情況和大豆玉米共登除草劑的作用機(jī)理和特性總結(jié)歸納出可選用精異丙甲草胺控制雜草出苗［40］。在玉米、大豆播后芽前一般采用96%精異丙甲草胺乳油進(jìn)行封閉除草，玉米用量1 500 mL/hm²，大豆用量 1 275 mL/hm²。但對(duì)于芽前除草效果差的地塊同時(shí)需要采取苗后定向除草。苗后除草可以在噴霧裝置上加裝物理隔簾，將大豆、玉米隔開(kāi)施藥，防止藥害。后期對(duì)于難防雜草可以人工拔除。對(duì)于除草劑的使用需要安全規(guī)范，切忌選用具有殘留危害的除草劑。

1.6收獲機(jī)具配套指引

收獲根據(jù)種植模式分為3種模式，即玉米先收、大豆先收和玉米大豆同時(shí)收。玉米先收、大豆先收模式單獨(dú)收獲；在同時(shí)收模式下，可選擇單獨(dú)收獲，也可使用青貯收獲機(jī)同時(shí)收獲粉碎，較為方便。不同模式下，可選用表7中的推薦機(jī)型。

2大豆、玉米種植裝備研究現(xiàn)狀

農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合是大豆玉米帶狀復(fù)合種植的重要研究?jī)?nèi)容，帶狀復(fù)合種植給機(jī)播、機(jī)收等技術(shù)裝備提出了更高的要求，本文主要對(duì)大豆、玉米播種機(jī)的發(fā)展進(jìn)行了綜述。

2.1國(guó)外播種機(jī)研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于播種機(jī)的研究起步較早，且從20世紀(jì)40年代開(kāi)始研究精密播種技術(shù)，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展有完善的整地、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓及噴灑農(nóng)藥裝置一體化機(jī)械。精密播種技術(shù)除了實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的除茬、播種和施肥等作業(yè)外，還可以使用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)種子數(shù)量、間距和入土深度的精確播種［41］。此外，精密播種技術(shù)的關(guān)鍵是排種器，按照工作原理可以分為機(jī)械式和氣力式。為了保證排種的穩(wěn)定性與精密性，美國(guó)、德國(guó)等西方國(guó)家從20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開(kāi)始研制并推廣氣力式精量播種機(jī)械，發(fā)展較快。由表8不難看出，國(guó)外播種機(jī)的發(fā)展成就顯著，至今形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)。

JD1820播種機(jī)與1910型種肥車配套使用種肥車可在中間也可在尾部，隨需求裝配。機(jī)器配有撓性機(jī)架設(shè)計(jì)，仿形能力提高，同時(shí)可根據(jù)牽引力大小與土壤情況調(diào)整相匹配的機(jī)架寬度且設(shè)置了不同的標(biāo)準(zhǔn)行距19、25、38、50 cm等，可根據(jù)行距不同播種多種作物，在38 cm時(shí)播種大豆。開(kāi)溝器可以根據(jù)播種類型進(jìn)行更換且有單獨(dú)精確的播深控制系統(tǒng)，電子檢測(cè)系統(tǒng)也可實(shí)時(shí)觀測(cè)播種情況，防止漏播。不同型號(hào)的鎮(zhèn)壓器也可以滿足播后的鎮(zhèn)壓要求，適應(yīng)性強(qiáng)，使用方便，每臺(tái)每天播種200～240 hm²。在2003年經(jīng)黑龍江農(nóng)場(chǎng)使用證明，該播種機(jī)非常適合該地區(qū)種植大豆，性能可靠，技術(shù)先進(jìn)。

凱斯DV90R型播種機(jī)采用氣吸式排種系統(tǒng)，該排種系統(tǒng)可以精確地播種玉米、大豆等多種作物，具有其他排種系統(tǒng)無(wú)法提供的萬(wàn)能性，系統(tǒng)卓越，此外系統(tǒng)播種性能穩(wěn)定且均勻；采用雙圓盤(pán)式施肥開(kāi)溝器，工作幅寬大且可以一次性完成開(kāi)溝、固床、播種、覆土、鎮(zhèn)壓全套過(guò)程。同時(shí)限深輪具有很好的仿形效果，具有穩(wěn)定的播種深度，變速機(jī)構(gòu)也可調(diào)節(jié)以滿足不同株距。

加拿大研制的Flexi-coil 5000HD整機(jī)長(zhǎng)度18.3 m，播種寬度提供33英尺（10.06 m）3段、39英尺（11.9? m）3區(qū)段、45英尺（13.7 m）5段、51英尺（15.6 m）5區(qū)段和57英尺（17.4 m）5分段，可針對(duì)大豆、小麥不同播種要求進(jìn)行參數(shù)調(diào)試。該播種機(jī)可以根據(jù)種植要求將種子和肥料放在合適的位置，或者通過(guò)行內(nèi)包裝提供精確播種參數(shù)。播種機(jī)采用氣息式排種裝置與多梁結(jié)構(gòu)鏟式開(kāi)溝器組合，防止堵塞。為了保證種子的重量不會(huì)影響開(kāi)溝器對(duì)土壤的壓力，保證開(kāi)溝深度的一致，鎮(zhèn)壓輪設(shè)為多排結(jié)構(gòu)，同時(shí)壓縮空氣與種箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)在最后方，由行走輪支撐。該播種機(jī)靈活的機(jī)架和四桿配置為各種播種條件帶來(lái)精度。

綜上所述，由于國(guó)外的農(nóng)場(chǎng)面積較大，所研制的播種機(jī)都偏向智能化、大型化發(fā)展，具有可調(diào)性、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，工作效率高。但是由于我國(guó)地形特殊且復(fù)雜，除了東北大型農(nóng)場(chǎng)等特定地塊之外，無(wú)法直接引進(jìn)使用播種機(jī)，因此需要根據(jù)我國(guó)小地塊模式，自主研發(fā)符合我國(guó)種植特點(diǎn)的精密播種機(jī)具。

2.2國(guó)內(nèi)播種機(jī)研究現(xiàn)狀

我國(guó)研制播種機(jī)時(shí)間較晚，但在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與政府經(jīng)濟(jì)的大力支持下，播種機(jī)械也在不斷地發(fā)展且不斷普及應(yīng)用。國(guó)內(nèi)播種機(jī)的研制，借鑒國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械化生產(chǎn)模式，因地制宜，多發(fā)展為機(jī)械式，以中小型機(jī)械為主。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，目前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸向大型化、智能化發(fā)展，且精密度不斷提高（表9）。

2BMFY-4型智能玉米免耕播種機(jī)可一次完成施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)并對(duì)其中機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型［45］。該機(jī)如圖1所示，設(shè)計(jì)了適合玉米種肥分施的一體化種肥開(kāi)溝器，保證了肥料施在種子最佳位置。施肥開(kāi)溝由可調(diào)節(jié)深度的地輪來(lái)控制以變換開(kāi)溝深度。該機(jī)增設(shè)播種株距調(diào)節(jié)器，配合播種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)藝需求直接調(diào)整，提高了播種的效率和經(jīng)濟(jì)性。

張曉偉等設(shè)計(jì)的一款2BM-4型大豆免耕精密播種機(jī)適用于大豆在前茬地上直接播種［46］。如圖2所示，地輪驅(qū)動(dòng)整機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成排種作業(yè)，直立式雙圓盤(pán)排種器排出種子經(jīng)導(dǎo)種管落入種溝，由“V”形覆土鎮(zhèn)壓輪覆土壓實(shí)。對(duì)于開(kāi)溝器采用雙圓盤(pán)式，同時(shí)前方增設(shè)撥草裝置和除草圓盤(pán)，提高播種的精度。該播種機(jī)與東方紅654拖拉機(jī)配套試驗(yàn)結(jié)果證明，該機(jī)作業(yè)性能可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。

目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)自產(chǎn)的播種機(jī)大多播種技術(shù)水平低，缺乏自由技術(shù)，排種器的播種效果與國(guó)外差距仍然懸殊，關(guān)鍵部件還主要依賴進(jìn)口，需要投入大量的成本去研制作業(yè)性能好的排種器。此外，我國(guó)播種機(jī)產(chǎn)品種類不全、可靠性差，無(wú)法滿足我國(guó)種植區(qū)對(duì)播種機(jī)具的要求，播種機(jī)械化難以實(shí)現(xiàn)。但是國(guó)內(nèi)播種機(jī)隨著科技的發(fā)展在不斷地進(jìn)步與完善，自主研發(fā)的機(jī)械也在不斷地被投入實(shí)際生產(chǎn)，取得了不少的成就，仍在發(fā)展進(jìn)步［47］。

2.3大豆玉米帶狀復(fù)合播種機(jī)研究現(xiàn)狀

大豆玉米復(fù)合播種機(jī)一直都處于摸索階段，尤其是玉豆精密播種機(jī)的研發(fā)更少。現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，玉米大豆帶狀復(fù)合精量播種機(jī)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。目前市場(chǎng)上的玉豆帶狀復(fù)合播種機(jī)具有一定的地域性，普適性較差，也可能會(huì)出現(xiàn)作業(yè)性能不良，缺苗和斷壟導(dǎo)致綜合效益低的現(xiàn)狀。因此，玉豆帶狀間作復(fù)合播種機(jī)需要全面解決播種過(guò)程中漏播、重播問(wèn)題，提高播種均勻性、精密性。玉豆帶狀復(fù)合播種機(jī)要朝著精量化發(fā)展，要有利于我國(guó)玉米大豆間作套種模式的推廣。

為了解決國(guó)內(nèi)發(fā)展不平衡問(wèn)題，屈哲等專門設(shè)計(jì)出了2BJYM-4型玉米大豆套播精量播種機(jī)［48］，結(jié)構(gòu)如圖3所示。該播種機(jī)采用三點(diǎn)懸掛與拖拉機(jī)連接，主要由開(kāi)溝器、施肥裝置、排種裝置、覆土鎮(zhèn)壓裝置構(gòu)成，可一次性完成多項(xiàng)作業(yè)。該機(jī)具主要采用單體傳動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。播種機(jī)作業(yè)時(shí)，由拖拉機(jī)帶動(dòng)整機(jī)前進(jìn)，開(kāi)溝器進(jìn)行破土開(kāi)溝，同時(shí)在開(kāi)溝器上增設(shè)的防纏繞雜草裝置可以解決擁草擁土問(wèn)題。機(jī)架后面的地輪與地面之間可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)鏈輪傳動(dòng)裝置帶動(dòng)排肥器和排種器工作，最后的覆土器和鎮(zhèn)壓輪將土壓實(shí)，完成全部作業(yè)。該機(jī)具設(shè)置玉米/大豆行數(shù)為2/2，兩邊播種玉米，播種行距為1 600 mm，中間播種大豆，播種行距為400 mm，大豆與玉米的行距為600 mm。在進(jìn)入河南農(nóng)業(yè)田間試驗(yàn)前，先對(duì)機(jī)具進(jìn)行預(yù)調(diào)整，再在穩(wěn)定的2.0 m/s速度下前進(jìn)。試驗(yàn)結(jié)果可以證明，在玉米不減產(chǎn)的情況下，額外增收了大豆。該機(jī)具調(diào)整方便，精確，工作可靠，穩(wěn)定性高，有利于提高生產(chǎn)效率。

陳新昌等在使用上述機(jī)具試播后對(duì)于機(jī)器設(shè)計(jì)問(wèn)題提出了以下建議：（1）選鑄造性能好的排種器；排肥、種的輸出管道需選耐用材料；（2）地輪改用低壓橡膠附加刮土器，減少滑移；（3）改大覆土器開(kāi)口，至原來(lái)2倍，以適應(yīng)多類型土地；（4）加大排肥立柱，裝載更多肥料；加裝漏播裝置；簡(jiǎn)化排肥刻度；（5）加裝限深輪、提高穩(wěn)定性［49］。

任領(lǐng)等結(jié)合整機(jī)驅(qū)動(dòng)和仿形播種單體機(jī)，設(shè)計(jì)了適用于黃淮海平原的2BF-5型玉米-大豆帶狀間作精量播種機(jī)［50］。該播種機(jī)通過(guò)三點(diǎn)懸掛方式與拖拉機(jī)相連實(shí)現(xiàn)被動(dòng)排種，整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)、播種單體機(jī)構(gòu)、施肥裝置組成，具有開(kāi)溝、施肥和播種、覆土一體化功能。播種機(jī)作業(yè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)地輪前傾向下并且由于預(yù)緊力始終貼緊地面。播種機(jī)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置安裝有超越離合齒輪，可進(jìn)行雙側(cè)差速驅(qū)動(dòng)，將動(dòng)力傳輸給主傳動(dòng)軸。主傳動(dòng)軸將一部分動(dòng)力傳輸至玉米和大豆各自的排種傳動(dòng)軸，經(jīng)鏈傳動(dòng)輸出到播種單體中的內(nèi)嵌勺盤(pán)式舵輪穴播器進(jìn)行排種，并通過(guò)粒距調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米、大豆穴距的精準(zhǔn)控制。另一部分則傳遞至排肥裝置實(shí)現(xiàn)玉米的精量排肥。該機(jī)具設(shè)置玉米/大豆行數(shù)為2/3，兩邊播種玉米，播種行距為1 800～2 000 mm，中間播種大豆，播種行距為300 mm，大豆與玉米的行距為600～700 mm。對(duì)于玉米/大豆的理論播種粒距都設(shè)置了高、中、低3種密度，試驗(yàn)中選擇玉米為中種植密度、大豆為高種植密度進(jìn)行播種試驗(yàn)，通過(guò)田間試驗(yàn)研究留茬免耕、滅茬免耕、滅茬旋耕3種不同耕作方式下該播種機(jī)對(duì)播種質(zhì)量、出苗質(zhì)量的影響，最終得到試驗(yàn)結(jié)果，播種機(jī)在3種耕作方式下符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際生產(chǎn)要求，綜合各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，滅茬免耕耕作方式更適合玉豆帶狀間作復(fù)合精量播種機(jī)。

雖然探索玉豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，但對(duì)于大豆玉米復(fù)合播種機(jī)的研發(fā)仍舊處于較淺的階段，需要學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外作業(yè)效果優(yōu)良的復(fù)合播種機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)以及工作原理，再因地制宜地結(jié)合國(guó)內(nèi)不同模式下的種植要求設(shè)計(jì)與生產(chǎn)帶狀復(fù)合播種機(jī)。此外，玉豆帶狀復(fù)合播種機(jī)要朝著精量化發(fā)展，要有利于我國(guó)玉米大豆間作套種模式的推廣。

3討論與分析

受耕地面積和作物生長(zhǎng)規(guī)律限制，擴(kuò)大大豆玉米帶狀復(fù)合種植是緩解大豆、玉米進(jìn)口壓力的重要舉措，同時(shí)也是玉米、大豆種植方式的發(fā)展趨勢(shì)，研究帶狀復(fù)合種植技術(shù)和研制復(fù)合播種機(jī)對(duì)促進(jìn)大豆玉米復(fù)合種植規(guī)?；a(chǎn)具有重要意義。

在帶狀復(fù)合播種技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，選擇合適的種植模式是首要工作任務(wù)，后續(xù)的選種、田間配置、田間管理和機(jī)械裝備的選用均以此為基礎(chǔ)，多數(shù)文獻(xiàn)研究證明，因地制宜帶來(lái)的大豆玉米復(fù)合種植綜合效益最為顯著。玉米和大豆的品種復(fù)雜多樣，且生長(zhǎng)周期也不都相同。在選種問(wèn)題上，要在區(qū)域品種推薦表選擇適宜本地種植的大豆和玉米，再依據(jù)作物生長(zhǎng)特性選取可長(zhǎng)期共生的緊湊型玉米和耐陰型大豆品種。田間配置的不同將影響田間小氣候，導(dǎo)致群體產(chǎn)量變化，因此需要著重對(duì)配置參數(shù)進(jìn)行小范圍的規(guī)劃與試驗(yàn)，之后再進(jìn)行規(guī)?；N植［51］。田間管理是作物生長(zhǎng)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，都需要根據(jù)復(fù)種的作物生長(zhǎng)狀態(tài)在施肥、控旺、防蟲(chóng)害、除雜步驟選擇合適的肥料和藥劑，同時(shí)也要注意綠色化生產(chǎn)。對(duì)于大豆、玉米復(fù)合播種，根據(jù)種植模式下不同的收獲模式選擇單作收獲機(jī)或者聯(lián)合收獲機(jī)。

對(duì)于大豆玉米帶狀復(fù)合種植中播種機(jī)的研究，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家播種機(jī)多為大型機(jī)械，排種器多為氣力式，排種精密，數(shù)量穩(wěn)定，且同一種播種機(jī)可適用于多種類型作物播種。我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械起步較晚，且地形條件不一致，導(dǎo)致播種機(jī)的發(fā)展多為小型機(jī)械，排種器多為機(jī)械式，排種效果差，效率低，且用于大豆、玉米種植的機(jī)具也多由單作播種機(jī)改裝而來(lái)，一般都由大豆或玉米單作機(jī)具增加額外單體按耕作模式改造與調(diào)整［52］。近年來(lái)，隨著智能農(nóng)機(jī)的快速發(fā)展，我國(guó)的大豆玉米復(fù)合播種機(jī)也向著大型、精密、智能化方向發(fā)展，具有多種功能，可滿足不同田間作業(yè)要求。農(nóng)哈哈2BFYD-2/4大豆玉米密植分控施肥播種機(jī)有效地抵抗玉米倒伏，雷沃大豆玉米帶狀復(fù)合氣吸免耕精播機(jī)可滿足不同播種深度、株距、施肥要求，配有智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證施肥質(zhì)量［53］。目前，國(guó)內(nèi)大豆玉米復(fù)合播種機(jī)仍有不足，但在大豆玉米復(fù)合種植規(guī)模不斷提高的國(guó)情下，其將有非常大的研發(fā)與推廣使用前景。

4結(jié)論與建議

本文通過(guò)對(duì)大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)的農(nóng)藝要求及播種機(jī)械技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納分析，得出以下結(jié)論與建議：（1）在不同的種植地區(qū)和種植模式下，需要進(jìn)行更多的田間試驗(yàn)，確定符合當(dāng)前的行寬比以及株距、播深等種植農(nóng)藝要求，補(bǔ)充當(dāng)前的帶狀復(fù)合種植技術(shù)。（2）對(duì)于大豆玉米帶狀種植過(guò)程中所用的化肥農(nóng)藥也需要有一定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行歸納整理完善工作。（3）目前國(guó)內(nèi)玉豆復(fù)合播種只是由單作的機(jī)械簡(jiǎn)單改裝，不能滿足實(shí)地田間工作要求，所以播種的機(jī)械需要研究密植精量播種關(guān)鍵技術(shù)，提高播種的質(zhì)量；深入研究高速高效關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效播種；進(jìn)一步研究自動(dòng)化與智能化關(guān)鍵技術(shù)，向精確農(nóng)業(yè)發(fā)展。（4）對(duì)于播種農(nóng)機(jī)具的研發(fā)應(yīng)大力集中在排種器的研究，提高排種質(zhì)量。

以上結(jié)論與建議對(duì)推進(jìn)我國(guó)大豆玉米帶狀復(fù)合種植有重要意義。推進(jìn)對(duì)技術(shù)與裝備的學(xué)習(xí)，同時(shí)抓強(qiáng)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的研究，再因地制宜，或?qū)⑹墙鉀Q國(guó)內(nèi)大豆玉米帶狀復(fù)合種植發(fā)展問(wèn)題的關(guān)鍵。

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