大豆玉米帶狀復(fù)合種植機(jī)械化技術(shù)農(nóng)藝要求與裝備運(yùn)用

李祿

隨著科技進(jìn)步和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐的加快，農(nóng)業(yè)機(jī)械化種植已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)的種植方式由于勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。因此，研究和開(kāi)發(fā)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的高效種植技術(shù)和裝備顯得尤為重要。大豆和玉米是我國(guó)的主要糧食作物，且在人們飲食中占有重要地位。因此，提高大豆和玉米的種植效率，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。帶狀復(fù)合種植是一種高效的種植方式，它通過(guò)合理配置作物種植比例和空間布局，能夠有效提高土地利用率，增加單位面積的產(chǎn)量，同時(shí)減少病蟲(chóng)害的發(fā)生，提高農(nóng)作物的抗逆性。然而，帶狀復(fù)合種植的實(shí)施需要相應(yīng)的種植機(jī)械和技術(shù)支持，尤其是大豆與玉米此類糧食作物。因此，有必要開(kāi)展研究，為大豆和玉米的高效種植提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

大豆玉米帶狀復(fù)合種植是一種高效種植模式，其原理是通過(guò)大豆帶和玉米帶復(fù)合種植，使高位作物玉米具有邊行優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大低位作物大豆的受光空間，實(shí)現(xiàn)大豆玉米“一季雙收”。持續(xù)推動(dòng)復(fù)合種植機(jī)械化，深入開(kāi)發(fā)研制推廣適用機(jī)械是保障和支撐大豆玉米帶狀復(fù)合種植發(fā)展的重要舉措，對(duì)于提高大豆自給率，保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。

一、大豆玉米帶狀復(fù)合種植特點(diǎn)與農(nóng)藝技術(shù)

1、大豆玉米帶狀復(fù)合種植農(nóng)藝技術(shù)

農(nóng)藝技術(shù)的選擇在帶狀復(fù)合種植中起著至關(guān)重要的作用。品種的選擇是第一步，選擇適合當(dāng)?shù)刭Y源條件、氣候條件和水肥條件的高產(chǎn)、耐密、抗倒、適合機(jī)械化收獲的品種是關(guān)鍵。在大豆和玉米的帶狀復(fù)合種植中，通常會(huì)選擇高產(chǎn)、適宜密植和機(jī)械化收獲的高品質(zhì)玉米品種，同時(shí)選擇耐蔭、耐密、抗倒的大豆品種。這樣可以確保在復(fù)合種植的條件下，兩種作物都能得到良好的生長(zhǎng)。玉米和大豆的播種密度是另一個(gè)需要考慮的重要因素。一般來(lái)說(shuō)，為了提高玉米大豆套作體系的總產(chǎn)量和總產(chǎn)值，確保經(jīng)濟(jì)效益，會(huì)選擇較高的播種密度。但是，過(guò)高的播種密度可能會(huì)導(dǎo)致作物競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈，影響作物的生長(zhǎng)。因此，需要根據(jù)具體的土壤條件、水肥條件和作物品種，確定最適宜的播種密度。播種時(shí)間需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、前茬作物的收獲時(shí)間以及經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)，播種時(shí)間應(yīng)在春季的適宜播種期內(nèi)，既不能過(guò)早，以免受到晚霜的影響，也不能過(guò)晚，以免影響作物的生長(zhǎng)周期。同時(shí)，播種時(shí)間還需要考慮到前茬作物的收獲時(shí)間，以避免影響前茬作物的收獲。

2、 大豆玉米帶狀復(fù)合種植農(nóng)機(jī)應(yīng)用的特點(diǎn)

（1）種植模式的差異性：大豆和玉米共生時(shí)間的差異導(dǎo)致種植模式的多樣性，不同的種植模式需要配備不同作業(yè)幅寬的播種和收獲機(jī)械，這對(duì)農(nóng)機(jī)的通用性和可調(diào)性提出了高要求。為了滿足這些要求，農(nóng)機(jī)需要具備可調(diào)的播種和收獲設(shè)備，以適應(yīng)不同的種植模式。同時(shí)，農(nóng)機(jī)需要具備高度的自動(dòng)化和智能化水平，以便在種植過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整作業(yè)參數(shù)。

（2）土壤和前茬秸稈條件的差異性：北方、黃淮、南方的土壤和前茬秸稈條件差異較大，因此種床制作技術(shù)也會(huì)有所不同。為了適應(yīng)這些差異，農(nóng)機(jī)需要具備靈活的調(diào)整能力，以適應(yīng)不同的土壤和秸稈條件。例如，農(nóng)機(jī)需要具備不同的土壤翻耕和秸稈處理裝置，以適應(yīng)不同的土壤和秸稈條件。

（3）株行距的選擇：“擴(kuò)間增光、縮株保密”的原則需要考慮何種株行距能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，同時(shí)也需要考慮何種株行距適合機(jī)械化作業(yè)，這對(duì)農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提出了高要求。例如，農(nóng)機(jī)的播種和收獲設(shè)備需要能夠調(diào)整作業(yè)幅寬，以適應(yīng)不同的株行距。同時(shí)，農(nóng)機(jī)的控制系統(tǒng)也需要能夠根據(jù)不同的株行距自動(dòng)調(diào)整作業(yè)參數(shù)。

（4）差異化精準(zhǔn)施肥施藥：為保證大豆和玉米的正常生長(zhǎng)，施肥和用藥需要分開(kāi)進(jìn)行，這就要求農(nóng)機(jī)具備差異化精準(zhǔn)施肥施藥的能力。農(nóng)機(jī)需要配備精準(zhǔn)的施肥和施藥設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同作物的精準(zhǔn)施肥施藥。同時(shí)，農(nóng)機(jī)的控制系統(tǒng)也需要能夠根據(jù)不同的作物類型和生長(zhǎng)階段自動(dòng)調(diào)整施肥和施藥的參數(shù)。

（5）機(jī)械配置的多樣性：由于大豆和玉米的生長(zhǎng)周期、施肥和用藥需求等都不同，因此機(jī)械配置需要具有一定的多樣性，以滿足不同作物的管理需求。例如，農(nóng)機(jī)需要配備不同的播種、施肥、施藥和收獲設(shè)備，以適應(yīng)不同的作物和種植模式。同時(shí)，農(nóng)機(jī)也需要具備較高的自動(dòng)化和智能化水平，以便在種植過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整設(shè)備配置和作業(yè)參數(shù)。

二、播種機(jī)械化技術(shù)與裝備運(yùn)用

1、大豆玉米帶狀復(fù)合種植對(duì)耕播的具體要求

（1）株距精確控制：復(fù)合種植中大豆和玉米的株距較小且要求嚴(yán)格，這就需要播種機(jī)具有精確的排種器和株距調(diào)控能力。當(dāng)前的排種器可能在高速播種時(shí)出現(xiàn)株距不準(zhǔn)確和漏種問(wèn)題，這對(duì)排種器的設(shè)計(jì)和控制技術(shù)提出了較高的要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要研發(fā)新型的排種器和株距調(diào)控技術(shù)，或者對(duì)現(xiàn)有的排種器和控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

（2）種床制作與播種機(jī)秸稈防堵技術(shù)：由于復(fù)合種植中大豆的植株行距小，免耕播種時(shí)行間易擁堵，因此對(duì)種床制作和播種機(jī)的秸稈防堵技術(shù)有一定的要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要研發(fā)新型的種床制作技術(shù)和播種機(jī)秸稈防堵設(shè)備，或者對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。

（3）排肥機(jī)構(gòu)的改進(jìn)：由于玉米密植后對(duì)肥料的需求增大，現(xiàn)有的凈作播種機(jī)排肥量可能不足，這就需要對(duì)肥箱和排肥機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要研發(fā)新型的肥箱和排肥機(jī)構(gòu)，或者對(duì)現(xiàn)有的肥箱和排肥機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

2、耕整地關(guān)鍵技術(shù)

在大豆和玉米的帶狀復(fù)合種植中，耕整地是決定種植成功與否的關(guān)鍵步驟之一。耕整地的目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)對(duì)大豆和玉米都有利的種植環(huán)境，因此需要的技術(shù)和設(shè)備必須能夠同時(shí)滿足這兩種作物的需求。在耕作過(guò)程中，要求種床必須平整，以保證播種機(jī)的行距精度。同時(shí)，采用保護(hù)性耕作技術(shù)，如留茬壟作、少免耕、秸稈還田等，可以減少種床的風(fēng)蝕和水蝕，提高土壤的抗旱能力和肥力。此外，對(duì)于耕整地的機(jī)械設(shè)備，也需要根據(jù)種植的特點(diǎn)進(jìn)行選擇和優(yōu)化，以提高耕作的效率和質(zhì)量，滿足大豆和玉米帶狀復(fù)合種植的特殊需求。

3、關(guān)鍵裝備的應(yīng)用

大豆和玉米的帶狀復(fù)合種植對(duì)耕整地裝備提出了特殊的需求。首先，播種機(jī)的排種器多以地輪驅(qū)動(dòng)，要保證大豆和玉米的株距精度，需要耕整地裝備能夠創(chuàng)造出較為平整的種床。其次，為了防止風(fēng)蝕和水蝕，提高土壤的抗旱能力和肥力，需要采用留茬壟作、少免耕、秸稈還田等保護(hù)性耕作技術(shù)，這就要求耕整地裝備能夠適應(yīng)這些作業(yè)方式。在我國(guó)，常用的耕整地裝備包括聯(lián)合整地機(jī)、桿齒式深松機(jī)、全方位深松機(jī)等，它們能夠滿足大豆和玉米帶狀復(fù)合種植的耕作需求。最后，為了進(jìn)一步提高耕作效率和質(zhì)量，還需要對(duì)這些裝備進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，比如使用離散元軟件模擬深松鏟鏟尖在土壤中的運(yùn)動(dòng)，以優(yōu)化鏟柄外形曲線，減小土壤擾動(dòng)量和耕作阻力。

三、田間管理關(guān)鍵技術(shù)與裝備

1、大豆玉米帶狀復(fù)合種植田間管理的具體要求

（1）雜草防除：對(duì)于帶狀復(fù)合種植，播種前的全封閉除草可以使用無(wú)人機(jī)或噴桿噴霧機(jī)進(jìn)行，以確保種子萌發(fā)前的土壤環(huán)境是清潔的。然而，一旦玉米和大豆出苗后，由于這兩種作物分別屬于單子葉和雙子葉作物，不能同期全覆蓋除草。這要求農(nóng)機(jī)具備精準(zhǔn)施藥技術(shù)，能夠精確地對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行除草，避免對(duì)非目標(biāo)區(qū)域的作物造成傷害。

（2）病蟲(chóng)防治：大豆和玉米的病蟲(chóng)防治需要根據(jù)各自的生長(zhǎng)階段和實(shí)際生長(zhǎng)情況選擇相應(yīng)的藥劑獨(dú)立噴施。這需要農(nóng)機(jī)具備高度的自動(dòng)化和智能化水平，能夠自動(dòng)識(shí)別作物的種類和生長(zhǎng)階段，自動(dòng)選擇和施用適合的農(nóng)藥。

（3）化學(xué)控旺：對(duì)于大豆和玉米的化學(xué)控旺，也需要根據(jù)各自的生長(zhǎng)階段和實(shí)際生長(zhǎng)情況選擇相應(yīng)的藥劑獨(dú)立噴施。這同樣需要農(nóng)機(jī)具備高度的自動(dòng)化和智能化水平，能夠自動(dòng)識(shí)別作物的種類和生長(zhǎng)階段，自動(dòng)選擇和施用適合的藥劑。

（4）水肥管理：在帶狀復(fù)合種植中，大豆和玉米的水肥需求可能會(huì)有所不同。因此，農(nóng)機(jī)需要具備精準(zhǔn)灌溉和施肥技術(shù)，能夠根據(jù)作物的種類和生長(zhǎng)情況，精確地調(diào)控灌溉和施肥的量與時(shí)間。

2、田間管理關(guān)鍵技術(shù)

（1）雙噴霧系統(tǒng)分帶定向施藥技術(shù)

雙噴霧系統(tǒng)分帶定向施藥技術(shù)是大豆和玉米帶狀復(fù)合種植中防飄移噴霧的關(guān)鍵技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)能夠保證農(nóng)藥直接、精確地施加到需要的作物上，從而避免藥液偏移，減少農(nóng)藥的使用量，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。雙噴霧系統(tǒng)可以分別對(duì)大豆和玉米進(jìn)行針對(duì)性噴霧，從而滿足兩種作物不同的需求。此外，該系統(tǒng)還可以根據(jù)作物的生長(zhǎng)階段和病蟲(chóng)害情況進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的施藥。這一技術(shù)的實(shí)施需要配合先進(jìn)的農(nóng)田監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如遙感監(jiān)測(cè)、智能決策支持系統(tǒng)等，以便實(shí)時(shí)獲取田間情況，進(jìn)行精準(zhǔn)施藥決策。

（2）防飄移噴霧技術(shù)

在大豆和玉米的帶狀復(fù)合種植中，防飄移噴霧技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。由于這兩種作物對(duì)農(nóng)藥液體偏移極為敏感，因此精確噴施成為關(guān)鍵。防飄移噴霧技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)化，如考慮自然風(fēng)的影響進(jìn)行建模，使用靜電噴霧技術(shù)以減少農(nóng)藥稀釋水的使用量，或是利用基于LiDAR和機(jī)器視覺(jué)的作物識(shí)別方法進(jìn)行精確施藥，都有助于提高農(nóng)藥施用的精確性，降低農(nóng)藥的用量，減少農(nóng)藥污染，從而提升種植效果。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)參數(shù)，可以進(jìn)一步提高噴霧的效率和精確度，更好地滿足大豆和玉米帶狀復(fù)合種植的需求。

（3）田間管理裝備選擇

在大豆和玉米的帶狀復(fù)合種植中，選擇合適的田間管理裝備是至關(guān)重要的。首先，播種機(jī)是必不可少的裝備。由于大豆和玉米需要在相同的時(shí)間和地點(diǎn)播種，因此播種機(jī)必須具備同時(shí)播種兩種作物的能力。其次，播種機(jī)需要具有精確的播種深度和株行距控制功能，以滿足大豆和玉米的種植要求。除了播種機(jī)，保護(hù)性耕作機(jī)械也是必要的裝備。這些機(jī)械可以幫助維持土壤的結(jié)構(gòu)和肥力，防止風(fēng)蝕和水蝕，提高土壤的抗旱能力。主要的保護(hù)性耕作機(jī)械包括壟作機(jī)、覆蓋機(jī)、免耕播種機(jī)和深松機(jī)。其中，深松機(jī)可以幫助改善土壤的通氣性和滲透性，提高土壤的肥力。另一項(xiàng)重要的裝備是噴藥機(jī)。由于大豆和玉米對(duì)農(nóng)藥的敏感性不同，因此需要采用能夠精確施藥的噴藥機(jī)。最理想的噴藥機(jī)應(yīng)具有防飄移噴霧技術(shù)，能夠?qū)⑥r(nóng)藥準(zhǔn)確地噴灑到目標(biāo)作物上，避免藥液偏移。

四、收獲機(jī)械化技術(shù)與裝備運(yùn)用

1、收獲機(jī)械化作業(yè)要點(diǎn)

根據(jù)作物品種、成熟度、籽粒含水率及氣候等條件，確定兩種作物收獲時(shí)期及先后收獲次序，適期收獲，減少損失。當(dāng)玉米果穗苞葉干枯、籽粒乳線消失且基部黑層出現(xiàn)時(shí)，玉米可收獲作業(yè)；當(dāng)大豆葉片脫落、莖稈變黃，豆莢表現(xiàn)出本品種特有的顏色時(shí)，大豆可收獲作業(yè)。

2、收獲機(jī)具應(yīng)用

根據(jù)地塊大小、種植行距、作業(yè)要求選擇適宜的收獲機(jī)，并根據(jù)作業(yè)條件調(diào)整作業(yè)參數(shù)。玉米收獲機(jī)應(yīng)選擇與玉米帶行數(shù)和行距相匹配的割臺(tái)配置，行距偏差不應(yīng)超過(guò)5～10cm；超過(guò)10cm，將增加落穗損失。大豆聯(lián)合收獲機(jī)應(yīng)選擇與大豆帶幅寬相匹配的割臺(tái)割幅，推薦選配割幅匹配的大豆收獲專用撓性割臺(tái)，降低收獲損失率。大面積作業(yè)前，應(yīng)進(jìn)行試收，及時(shí)查驗(yàn)收獲作業(yè)質(zhì)量、調(diào)整機(jī)具參數(shù)，玉米先收要在地塊的周邊種植玉米；大豆先收，要在地塊周邊種植大豆。收獲時(shí)，利于機(jī)具掉頭轉(zhuǎn)行，縮短機(jī)具空載時(shí)間。

3、收獲機(jī)配套原則

（1）先收玉米后收大豆

①4+2模式

玉米采用小2行收獲機(jī)，幅寬（輪距）小于大豆帶間距離（160～170cm）；割臺(tái)行距中心距適用于玉米種植行距（40cm）的收獲機(jī)均可選用。也可選用高地隙跨帶玉米收獲機(jī)，收兩帶4行玉米。大豆收獲時(shí)，玉米已收獲完畢，機(jī)型選擇范圍較大，可選用幅寬與大豆帶寬相匹配的大豆收獲機(jī)，幅寬應(yīng)大于大豆帶寬40cm以上；也可選用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大豆收獲機(jī)減幅作業(yè)。

②4+3、6+3模式

選擇整機(jī)寬度小于210cm（玉米種植行距50～55cm）的3行自走式玉米聯(lián)合收割機(jī)收獲。大豆收獲時(shí)，玉米已收獲完畢，機(jī)型選擇范圍較大，可選用幅寬與大豆帶寬相匹配的大豆收獲機(jī)，也可選用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大豆收獲機(jī)作業(yè)。

③6+4模式

玉米采用常規(guī)4行收獲機(jī)進(jìn)行果穗或籽粒收獲，收獲機(jī)幅寬（輪距）小于大豆帶間距離；割臺(tái)行距中心距適用于玉米種植行距（50～55cm）的收獲機(jī)均可選用。

（2）先收大豆后收玉米

4+2、4+3模式。玉米收獲時(shí)，大豆已收獲完畢，玉米收獲機(jī)機(jī)型選擇范圍較大，可選用2行、3行玉米收獲機(jī)進(jìn)行收獲；也可選用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)玉米收獲機(jī)作業(yè)。選擇大豆專用或谷物聯(lián)合收獲機(jī)更換大豆撓性割臺(tái)，收獲機(jī)幅寬（輪距）小于玉米帶間距離（280～350cm）的自走式大豆聯(lián)合收割機(jī)實(shí)施收獲。玉米采用常規(guī)3、4行收獲機(jī)進(jìn)行果穗或籽粒收獲，割臺(tái)行距中心距適用于玉米種植行距（50～55cm）的收獲機(jī)均可選用。

（3）大豆玉米分步同時(shí)收獲

作業(yè)時(shí)，對(duì)大豆、玉米收獲順序沒(méi)有特殊要求，主要取決于地塊兩側(cè)種植的作物類別，一般分別選用大豆收獲機(jī)和玉米收獲機(jī)前后布局，輪流收獲大豆和玉米，依次作業(yè)。因作業(yè)時(shí)一側(cè)作物已經(jīng)收獲，對(duì)機(jī)型外廓尺寸、輪距等要求降低，可根據(jù)大豆種植幅寬和玉米行數(shù)選用幅寬匹配的機(jī)型，也可選用常規(guī)收獲機(jī)減幅作業(yè)。

大豆和玉米帶狀復(fù)合種植模式作為一種有效提高土地利用率的方式，已在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這種種植模式對(duì)種植機(jī)械化技術(shù)和裝備的需求也日益突出，包括精準(zhǔn)播種、防飄移噴霧以及耕整地等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。目前，各種類型的植保機(jī)具已能滿足不同地區(qū)和種植模式的需求。然而，由于種植模式的多樣性和復(fù)雜性，還需要針對(duì)性地研究和開(kāi)發(fā)更多高效、精準(zhǔn)的種植機(jī)械和技術(shù)。未來(lái)的研究應(yīng)繼續(xù)深入探討帶狀復(fù)合種植模式下的機(jī)械化問(wèn)題，以便更好地滿足大豆和玉米種植的特殊需求。

（作者單位：154211黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司寶泉嶺分公司）