大豆玉米帶狀復(fù)合種植全程機(jī)械化技術(shù)與裝備

為深入實(shí)施“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略，把“穩(wěn)糧增豆擴(kuò)油”作為發(fā)展優(yōu)質(zhì)糧油的重點(diǎn)工作，按照“種得上、管得來、收得好”的要求，大豆玉米帶狀復(fù)合種植作為一種高效種植模式在全國得到普遍推廣。在推廣過程中的實(shí)踐證明，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合，良種良法的配套。本文旨在深入探討大豆玉米帶狀復(fù)合種植全程機(jī)械化技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備的融合應(yīng)用，進(jìn)一步提升大豆玉米帶狀復(fù)合種植單產(chǎn)能力，力保玉米基本不減產(chǎn)，多收一季豆。

一、大豆玉米帶狀復(fù)合種植模式背景

2023年中央一號文件提出，“扎實(shí)推進(jìn)大豆玉米帶狀復(fù)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(bǔ)貼，實(shí)施好大豆完全成本保險和種植收入保險試點(diǎn)?！边@是該技術(shù)繼2020年、2022年之后第三次寫入中央一號文件。大豆、玉米作為重要的大宗糧食、油料作物，對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食戰(zhàn)略具有重大現(xiàn)實(shí)意義。目前，我國對大豆玉米的需求量很大，尤其是大豆，我國大豆常年需要進(jìn)口來滿足日常生產(chǎn)生活需要，進(jìn)口依賴度高達(dá)80%以上，但我國大豆平均單產(chǎn)僅有1800 kg/hm2，低于全球平均單產(chǎn)的2300 kg/hm2，更遠(yuǎn)低于美國的3375 kg/hm2、巴西的3175 kg/hm2。在此背景下，大豆玉米帶狀復(fù)合種植模式為我國提升糧食產(chǎn)量，擺脫進(jìn)口制約，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、政治健康發(fā)展等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、大豆玉米帶狀復(fù)合種植機(jī)械化現(xiàn)狀

大豆玉米帶狀復(fù)合種植正在全國推廣開來，但在推廣過程中，種植戶們的反映和經(jīng)濟(jì)效益都不盡理想，原因有很多，田間配置不合理、施肥及病蟲害防治技術(shù)匱乏、機(jī)具不匹配等，其中的關(guān)鍵就是農(nóng)機(jī)裝備的短板。雖然國內(nèi)在耕種管收各個環(huán)節(jié)的機(jī)具都有配置，但仍與歐美國家有很大差距，適應(yīng)性不強(qiáng)，不足以滿足所有生產(chǎn)需要，尤其對于大豆玉米帶狀復(fù)合種植，更是缺少專用的配套農(nóng)機(jī)裝備。隨著該模式的日漸推廣，專用配套農(nóng)機(jī)裝備必須盡快實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，以實(shí)現(xiàn)該模式高效高產(chǎn)的目標(biāo)。

三、大豆玉米帶狀復(fù)合種植關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化淺析

（一）整地

大豆玉米帶狀復(fù)合種植要求與普通作物種植并無不同，傳統(tǒng)的整地機(jī)械都能適用，但不同地區(qū)對于整地的要求又略有不同。例如，魯中地區(qū)一般采用貼茬直播、旋耕播種、深翻播種等耕播一體的方式，貼茬直播是為縮短作業(yè)時間和進(jìn)度，搶時早播，但需要解決麥茬堵塞問題。旋耕和深翻可以最大限度地進(jìn)行整地，耕深一般不低于25cm，以提升土壤的疏松性，同時也能打破犁底層，深埋雜草、麥茬和病蟲殘體，深翻也適用于西北地區(qū)。目前耕整地機(jī)械眾多，有滅茬旋耕機(jī)、旋耕平地機(jī)、深旋耕整機(jī)、秸稈粉碎還田機(jī)、驅(qū)動圓盤耙、液壓翻轉(zhuǎn)犁等，要根據(jù)土壤性質(zhì)和地形差異，因地制宜，選擇適合的耕地機(jī)械。

（二）播種

播種環(huán)節(jié)要更加精細(xì)化，要適期播種，時間最好在每年的6月10日～25日，同時也要適墑適深適距播種。時間和作業(yè)精度的限制，都對播種作業(yè)提出了更高的要求，僅靠人工播種很難到達(dá)要求，在大田作業(yè)更是費(fèi)時費(fèi)力效果低下。而使用機(jī)械化播種裝備進(jìn)行作業(yè)，能夠更高效地完成播種作業(yè)?，F(xiàn)有的播種機(jī)械有許多，比如指夾式玉米播種機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)單粒播種，并且播種速度快，但是作業(yè)速度不宜大于4km/h，作業(yè)時間長，但在長久作業(yè)過程中彈簧夾張合力的不穩(wěn)定性會影響播種效果；再比如吉林大學(xué)研制的凸勺式排種器，可以更高速度作業(yè)，但是后續(xù)株距調(diào)控情況有待提高；另外還有各種改裝的播種機(jī)械，也存在適應(yīng)性不強(qiáng)等問題，效果差強(qiáng)人意。大面積大密度的種植，對播種機(jī)械要求更高，各類播種機(jī)械也存在功能單一，效率不足等問題，不足以滿足所有地區(qū)的生產(chǎn)需求，而且適用于大豆玉米帶狀復(fù)合種植模式的專用播種設(shè)備目前尚未成形，機(jī)械化水平支撐不足。對此，需要加大研發(fā)力量，整合資源，針對不同地區(qū)的種植模式以及大豆玉米各自的播種需求，配套北斗導(dǎo)航等新技術(shù)，在種距、種深、行距等細(xì)節(jié)上做好調(diào)控，盡快研制出大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用配套播種機(jī)具，實(shí)現(xiàn)高速高精度同步播種作業(yè)，提升播種效率。

（三）病蟲草害防治

播后苗前需要進(jìn)行封閉除草，時間應(yīng)把控在播種后的2～3天內(nèi)，最好是在風(fēng)力較小、土壤濕潤的環(huán)境下，可以使用普通自走式噴藥機(jī)械和無人機(jī)進(jìn)行封閉噴藥，作業(yè)時藥液噴灑均勻，可在地表形成地膜。相比之下無人機(jī)作業(yè)效率更高，但噴灑精度低，用藥量大浪費(fèi)嚴(yán)重，且易對相鄰地塊造成藥害。苗后莖葉定向除草期間，由于大豆玉米植株不同，需要分類隔離，普通噴藥機(jī)械及無人機(jī)不能有針對性地進(jìn)行植保作業(yè)，此時應(yīng)選用雙系統(tǒng)的噴藥機(jī)進(jìn)行除草，針對植株差異實(shí)現(xiàn)玉米大豆分帶同步作業(yè)。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的一款自走式高地隙分帶施藥機(jī)，使用兩套噴藥系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)大豆玉米同步分區(qū)噴藥，但在植株高度較高且噴桿高度相差不大時，會有藥液飄散的問題，同時物理隔離簾積攢的藥流也會對植株造成藥害損傷。

病蟲害問題是種植過程中迫切需要解決的關(guān)鍵，各地區(qū)需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行病蟲害防治藥劑噴灑作業(yè)。由于噴施大豆和玉米的農(nóng)藥類型有所不同，因此必須采用雙噴霧系統(tǒng)來對兩種作物同時施藥。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的小型電動自走式分帶噴桿噴霧機(jī)，該系統(tǒng)具備大豆藥箱、玉米藥箱、雙隔膜泵、藥液管路、多路控制閥和防飄移噴頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的定向噴灑，但是機(jī)械容量小，不足以適用大面積大密度的種植模式，效率不高。普通病蟲草害防治作業(yè)機(jī)械保有量大，專用機(jī)械少，而專用機(jī)械作業(yè)是滿足大豆玉米帶狀復(fù)合種植模式需求的重中之重，在此方面的高性能專用設(shè)備機(jī)械化程度還很低，精準(zhǔn)噴灑藥液、防止藥液飄移等是研發(fā)突破的關(guān)鍵，因此仍需加大科研投入力量，突破關(guān)鍵技術(shù)與裝備，研發(fā)、推廣專用機(jī)械。

（四）水肥管理

水肥管理是大豆玉米植株茁壯成長的保障，不同地區(qū)需根據(jù)田間土壤濕度和生長情況加強(qiáng)水肥管理，充分發(fā)揮水肥一體的效能。灌溉設(shè)備眾多，相對于地面泵、井式灌溉，噴灌灌溉更為高效和節(jié)能節(jié)水。噴灌機(jī)械大都是大中型設(shè)備，例如平移式噴灌機(jī)，此類機(jī)械作業(yè)效率高，損害小，節(jié)能節(jié)水，但局限于大田，設(shè)備成本較大，不具有普適性。目前效果最好的是水肥一體化滴灌設(shè)備，主要由水源泵、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)和滴灌帶管網(wǎng)等大小單元組成，可有效針對大豆帶玉米帶，通過精準(zhǔn)供應(yīng)帶動有效施肥，在保證產(chǎn)量的前提下可有效減少水肥用量。水肥一體化滴灌設(shè)備，能夠節(jié)約水肥，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)水肥精準(zhǔn)調(diào)控，但該設(shè)備組成復(fù)雜，需要高科技和高精度的設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)成本較高，推廣難度大。對此，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對水肥一體化滴灌設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化提升，降低水源泵和首部樞紐等大單元成本，以減少種植戶壓力，從而快速推廣應(yīng)用。

（五）收獲

在不同地區(qū)，種植模式不同，大豆、玉米的成熟時間不一致，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在大豆玉米分別完熟期，合理使用收獲設(shè)備適時進(jìn)行收獲作業(yè)，并且應(yīng)選擇適合玉米帶大豆帶寬度的收獲機(jī)械，并科學(xué)規(guī)劃收割作業(yè)路線和機(jī)械行駛速度，以保證作業(yè)質(zhì)量。像大豆倒伏時，應(yīng)注意收獲機(jī)行進(jìn)方向，逆倒伏方向收獲，收獲機(jī)外側(cè)要有效避開玉米植株?，F(xiàn)有收割設(shè)備較多，機(jī)械化程度較高，收割部件也一直在升級提升，但都是獨(dú)立收割大豆和玉米的機(jī)械，一體化收割機(jī)械是空白，可在此方向研發(fā)創(chuàng)新，以提升機(jī)械化水平和效率。

四、展望

繼續(xù)探索該模式下的關(guān)鍵點(diǎn)，加強(qiáng)對配套農(nóng)機(jī)裝備的研究創(chuàng)新和推廣，不斷提升全程機(jī)械化作業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)大豆玉米帶狀復(fù)合種植高質(zhì)高效的目標(biāo)。

（一）加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合發(fā)展

農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)創(chuàng)新離不開農(nóng)藝技術(shù)的參與，尤其在前期調(diào)研論證期間，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的重要性更是不言而喻。農(nóng)藝方面要制定規(guī)范性的種植模式要求，并給予農(nóng)機(jī)配套裝備研發(fā)過程一定的指導(dǎo)，農(nóng)機(jī)方面要緊貼農(nóng)藝要求，提升現(xiàn)有機(jī)具的性能和效率，并進(jìn)一步創(chuàng)新研發(fā)出大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用配套機(jī)具。

（二）加強(qiáng)農(nóng)機(jī)創(chuàng)新

目前大豆玉米帶狀復(fù)合種植下大多數(shù)農(nóng)機(jī)裝備都是改造而來，匹配性和適應(yīng)性不強(qiáng)，作業(yè)效果較差，該模式配套的專用農(nóng)機(jī)裝備更是極少。對此，科研人員應(yīng)繼續(xù)深入調(diào)研，了解復(fù)合種植的特點(diǎn)及要求，結(jié)合現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，針對耕種管收全過程各環(huán)節(jié)開展專項(xiàng)研發(fā)設(shè)計，突破專用機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)與裝備，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、一體化作業(yè)。

（三）加強(qiáng)政策支持與推廣引導(dǎo)

農(nóng)機(jī)用戶是農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的主體，農(nóng)機(jī)裝備的研發(fā)推廣離不開政府政策的支持。一方面要加大農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)方面的補(bǔ)貼，激發(fā)創(chuàng)新活力，尤其要適當(dāng)提高高性能農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼比例。比如水肥一體化灌溉設(shè)備，其首部樞紐安裝成本巨大，更需要政府來兜底，來減少種植戶們的壓力。另一方面也要加大推廣力度，創(chuàng)新創(chuàng)造推廣平臺，加強(qiáng)農(nóng)藝農(nóng)機(jī)專家與種植戶們的交流合作，定期開展農(nóng)機(jī)農(nóng)藝指導(dǎo)活動，舉辦機(jī)手培訓(xùn)活動等。以此真正給種植戶們減少壓力，提升對機(jī)械化裝備的認(rèn)識水平和重視程度，讓大豆玉米帶狀復(fù)合種植模式落地生根。