邢全道 卜永清 朱松 朱亞晨 蔣東峰

0 引言

江蘇是我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)之一。蘇北地區(qū)溫光資源相對(duì)緊張，稻麥茬口銜接時(shí)間短，加之現(xiàn)有的耕作方式不配套，秸稈處理質(zhì)量不高，難以實(shí)現(xiàn)小麥適期、高質(zhì)量播種。為實(shí)現(xiàn)小麥豐產(chǎn)豐收，江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司針對(duì)江蘇省黏性土壤及砂性土壤地區(qū)小麥高質(zhì)量機(jī)械化耕作存在的稻麥兩熟種植茬口銜接時(shí)間緊張、土壤濕爛、水稻秸稈全量還田條件下耕作質(zhì)量差、灌溉出苗易受漬害、遇多雨天氣爛耕爛種等問題，組織開展技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新研發(fā)適于黏性土壤耕作的原墑精量播種機(jī)和適應(yīng)砂性土壤耕作的雙旋耕寬條帶精量播種機(jī)，構(gòu)建了稻茬小麥生產(chǎn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合的茬口銜接和高效種植模式，集成了適于稻茬濕爛地的“低茬收稻→碎秸勻撒→反旋埋茬→寬帶播種”機(jī)械化作業(yè)流程和技術(shù)體系，形成集產(chǎn)、學(xué)、研、推為一體的“蘇墾模式”，并以江蘇農(nóng)墾基地為推廣橋梁，為江蘇省小麥高效高產(chǎn)機(jī)械化生產(chǎn)提供新思路、新路徑。

1 裝備研發(fā)

1.1 研制了原墑精量播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)原墑出苗、播深精準(zhǔn)控制、播量精量控制

針對(duì)濕爛地稻茬小麥播種質(zhì)量差、機(jī)械化耕作模式不配套及作業(yè)成本高、抗災(zāi)應(yīng)變能力不足等問題，江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司與相關(guān)院校開展聯(lián)合攻關(guān)，研制了原墑精量系列播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)了在水稻板茬地塊上進(jìn)行旋耕、畦面整理、播種、施肥、覆土復(fù)式作業(yè)。該播種機(jī)采用前置高性能反旋機(jī)構(gòu)，旋耕刀軸直徑140 mm，可提高旋耕深度，滅茬碎土效果好。中置“V”型限深鎮(zhèn)壓輥對(duì)種床進(jìn)行播前鎮(zhèn)壓，為播種提供較為平整的種床，能實(shí)現(xiàn)播種深淺一致?！癡”型限深鎮(zhèn)壓輥后安裝鎮(zhèn)壓輥絞龍裝置，利用絞龍的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，將粘在“V”型限深鎮(zhèn)壓輥上的土強(qiáng)制刮下，減少鎮(zhèn)壓輥濕爛土壤附著，提高對(duì)濕爛地的適應(yīng)性。采用硬質(zhì)排種管播種，利用反旋拋出的土壤蓋種，播種深度3～4 cm，播種帶狀寬度5～7 cm?？赏ㄟ^條帶式排種管調(diào)整播種深度（在2～5 cm內(nèi)精量調(diào)整），提高不同土壤濕度下播種的適應(yīng)性。該播種機(jī)能一次性完成反旋碎土、限深整理畦面、條帶播種、施肥、反旋覆土五道工序，工作效率高，可減少拖拉機(jī)對(duì)土壤的反復(fù)碾壓，提高旋耕滅茬碎土質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量一次性反旋播種作業(yè)。

原墑精量播種機(jī)的兩大亮點(diǎn)：一是可直接在水稻板茬地塊上實(shí)現(xiàn)旋耕、畦面整理、播種、施肥、覆土復(fù)式一體化作業(yè)，且為寬條帶播種。二是中置“V”型限深鎮(zhèn)壓輥對(duì)種床進(jìn)行播前鎮(zhèn)壓，為播種提供較為平整的種床，可實(shí)現(xiàn)播種深度一致。

1.2 研制了雙旋耕寬條帶精量播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)砂性土壤濕爛地寬條帶、精量播種

傳統(tǒng)雙圓盤開溝器播種機(jī)具有開溝播種功能，開溝后采用絞龍分土，播種畦面平整度不足，還會(huì)因開溝器跳動(dòng)造成播種深度不均勻，產(chǎn)生缺苗斷壟、堆子苗現(xiàn)象。同時(shí)，開溝器式播種機(jī)播種后種子成線型，不利于小麥爭(zhēng)取溫光資源。針對(duì)上述問題，研制了適應(yīng)砂性土壤地區(qū)作業(yè)的雙旋耕寬條帶精量播種機(jī)。該播種機(jī)采用雙軸旋耕機(jī)構(gòu)。前軸采用變螺距旋耕刀軸，與絞龍式刀軸相比，該刀軸不易粘土，特別適于在濕爛地作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)快速分土、平整、碎土；后軸采用短密齒反旋刀軸，土壤破碎效果好、拋撒均勻，能做到播種前畦面平整一致、播種后深度一致，且鎮(zhèn)壓土壤密實(shí)。采用弧形排種管，播種時(shí)種子在畦面形成5～7 cm 寬帶，且均勻分布，出苗一致性好，壯苗效果明顯，解決了濕爛土壤排種開溝器堵塞問題。配套安裝基于同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)排種裝置，可將每畝排種量誤差率控制在1%以內(nèi)，將各行播種量一致性變異系數(shù)控制在1.5%以內(nèi)，且作業(yè)速度與排種速度高度協(xié)同，可實(shí)現(xiàn)精量化播種。

雙旋耕寬條帶精量播種機(jī)的三大亮點(diǎn)：一是前軸采用變螺距旋耕刀軸，開溝后可快速輸送土壤、推平畦面碎土；后軸采用短密齒旋耕刀，碎土、拋土蓋種效果好，播種深度易精準(zhǔn)控制。二是播種落籽均勻。三是排種管采用弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不纏草、不堵土。

2 技術(shù)創(chuàng)新

2.1 完善秸稈預(yù)處理技術(shù)

1）優(yōu)化了收割機(jī)雙切割裝置。全喂入收割機(jī)低茬收割損失大、破損率較高，濕爛秸稈經(jīng)脫粒滾筒搓揉易形成團(tuán)絮狀，切碎拋撒不均勻，影響耕作質(zhì)量；高茬收割（25 cm 以上）會(huì)給稻茬小麥耕種帶來(lái)困難，增加秸稈粉碎作業(yè)量，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加、作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)、土壤壓實(shí)次數(shù)增加。為解決高割茬收割難題，提高稻茬小麥耕作質(zhì)量，優(yōu)化升級(jí)了耕作前秸稈預(yù)處理技術(shù)，研制了基于地輪仿形的二層割刀裝置。在收獲作業(yè)時(shí)可抬高割臺(tái)，未割稻茬由二層割刀裝置切碎，實(shí)現(xiàn)收割留茬一致且小于15 cm，滿足秸稈全量還田的要求。

2）優(yōu)化了收割機(jī)碎秸拋撒裝置。采用鋸齒刀，增加秸稈切割支撐；增加一組定刀片，實(shí)現(xiàn)碎草更細(xì)化，可加快秸稈腐解速度；采用鼓式接草板和延長(zhǎng)式導(dǎo)流板，使秸稈拋撒橫向分布更均勻，提高整地質(zhì)量。

2.2 優(yōu)化原墑出苗高效耕作模式與作業(yè)流程

建立了不同天氣狀況下小麥機(jī)械化播種作業(yè)流程。按照耕作及天氣特點(diǎn)，建立了3 種土壤耕作模式：一是當(dāng)天氣條件較好、無(wú)有效降雨、田間持水量適合時(shí)，采用“耕翻→旋耕”式土壤耕作模式，提高耕作層深度，實(shí)現(xiàn)3～4 年輪翻一次。二是對(duì)田間持水量適中的土壤，采用“履帶全喂入收割機(jī)收割→長(zhǎng)刀旋→中刀播種”式快速耕作模式。三是創(chuàng)新建立全天候適應(yīng)型土壤耕作模式，采用“板茬旋耕播種”一體化原墑出苗作業(yè)方式，適應(yīng)不同田間持水量土壤條件。該模式更適應(yīng)于搶墑播種，較“耕→正旋→反旋→開溝→播種→套溝”傳統(tǒng)作業(yè)模式每畝節(jié)省機(jī)械作業(yè)費(fèi)65元。動(dòng)力機(jī)械選用73.5～88.2 kW 拖拉機(jī)，播種機(jī)幅寬2.4～3 m，采用輕簡(jiǎn)式農(nóng)機(jī)作業(yè)方式，對(duì)土壤的壓實(shí)破壞小，有利于作物生長(zhǎng)，且整地作業(yè)后土壤細(xì)碎，平整度高，埋茬效果好，播種深淺一致，苗勻、苗壯，低位分蘗性強(qiáng)。

2.3 完善適應(yīng)砂性土壤的雙軸精量播種作業(yè)模式

采用“耕→耙→播”作業(yè)流程，通過秸稈前置處理、深翻作業(yè)，解決高茬收割、秸稈全量還田難題；采用聯(lián)合整地機(jī)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)高效碎土晾垡，解決畦面不平整度難題，提高整地作業(yè)效率；采用雙旋耕寬條帶精量播種技術(shù)，播后畦面平整細(xì)碎，出苗快，播種深度一致性好，苗勻、苗齊、苗壯，解決了濕爛地作業(yè)質(zhì)量不高問題。

3 集成技術(shù)體系

3.1 集成黏性土壤地區(qū)濕爛地原墑出苗機(jī)械化播種技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)機(jī)藝深度融合

以播量精確調(diào)整、寬帶播種、基于北斗定位的輔助駕駛系統(tǒng)、同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)排種裝置等關(guān)鍵技術(shù)為主體，優(yōu)化集成了黏性土壤地區(qū)稻茬小麥高效高產(chǎn)機(jī)械化耕作、播種技術(shù)體系，在淮河流域、沿湖黏性土壤地區(qū)廣泛推廣應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.2 集成砂性土壤地區(qū)濕爛地播種技術(shù)體系，形成面上可復(fù)制推廣的核心裝備

為提高砂性土壤地區(qū)濕爛地整地、播種質(zhì)量，研發(fā)了前正旋、后反旋的具有整地、播種、施肥、鎮(zhèn)壓等功能的復(fù)式播種機(jī)，采用雙旋耕整地、播量精確調(diào)整、寬帶播種、基于北斗定位的輔助駕駛系統(tǒng)、同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)排種等關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化集成了黏性土壤地區(qū)稻茬小麥高效高產(chǎn)機(jī)械化耕作、播種技術(shù)體系。該技術(shù)在沿江、沿海砂性土壤地區(qū)廣泛應(yīng)用，輻射至上海農(nóng)場(chǎng)、司法農(nóng)場(chǎng)和沿海集團(tuán)農(nóng)場(chǎng)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.3 集成秸稈預(yù)處理技術(shù)體系，提升整地前秸稈處理效果

為提高秸稈處理能力，優(yōu)化升級(jí)收割機(jī)切碎裝置、拋撒裝置、二層割刀裝置，配套全喂入收割機(jī)，提升了秸稈處理效果。收割機(jī)秸稈處理技術(shù)的推廣應(yīng)用，提高了秸稈全量還田作業(yè)質(zhì)量，解決了秸稈還田質(zhì)量差、成本高的難題。

4 推廣應(yīng)用措施與成效

4.1 推廣應(yīng)用措施

1）強(qiáng)化技術(shù)引領(lǐng)。堅(jiān)持“產(chǎn)學(xué)研用并進(jìn)，政企校農(nóng)協(xié)作，點(diǎn)、方、片、區(qū)梯度推進(jìn)，標(biāo)桿示范帶動(dòng)，多媒介多維度穩(wěn)步推進(jìn)”的技術(shù)推廣思路，解決濕爛地小麥高效高產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)瓶頸問題，滿足不同氣候條件下小麥高效生產(chǎn)需求，為小麥生產(chǎn)抗災(zāi)應(yīng)變提供裝備支持。

2）加大推廣力度。以“江蘇農(nóng)墾”為平臺(tái)，建立面向全省的推廣基地。強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)，建立了公司、分公司、管理區(qū)、大隊(duì)四級(jí)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝融合創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。與高校、推廣機(jī)構(gòu)合作，形成多梯度、多機(jī)構(gòu)、多產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)與推廣團(tuán)隊(duì)，逐步建立健全技術(shù)推廣網(wǎng)絡(luò)。建立產(chǎn)學(xué)研用一體化合作推進(jìn)機(jī)制、多層級(jí)遞進(jìn)多梯度聯(lián)動(dòng)推廣機(jī)制、多媒介多維度宣傳傳播機(jī)制，三機(jī)制協(xié)同發(fā)力，加快推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新集成、成果轉(zhuǎn)化、示范推廣，實(shí)現(xiàn)技術(shù)推廣的體系化規(guī)?；?。加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)集成創(chuàng)新，創(chuàng)造高產(chǎn)、超高產(chǎn)典型標(biāo)桿，發(fā)揮引領(lǐng)帶動(dòng)作用。

4.2 成效

通過建立高效化耕作模式，綜合應(yīng)用原墑精量播種出苗技術(shù)、雙旋耕寬條帶精量播種技術(shù)、秸稈預(yù)處理技術(shù)，既實(shí)現(xiàn)了稻茬小麥機(jī)械化生產(chǎn)高效豐產(chǎn)，又改善了土壤理化性狀，增加了土壤養(yǎng)分含量，生態(tài)效益顯著。

1）作物性狀表征提升。綜合應(yīng)用原墑精量播種出苗技術(shù)、雙旋耕寬條帶精量播種技術(shù)、農(nóng)機(jī)高效耕作、秸稈預(yù)處理等技術(shù)，小麥基本苗數(shù)、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)都明顯提高。其中：成穗率、穗粒數(shù)比采用常規(guī)耕作、播種方式分別提高9.8%、9.6%。

2）創(chuàng)造了稻茬小麥高產(chǎn)標(biāo)桿。2018 年新洋農(nóng)場(chǎng)示范田小麥產(chǎn)量為每畝654 kg。2019 年萬(wàn)畝示范片小麥產(chǎn)量為每畝733.7 kg，創(chuàng)江蘇省小麥高產(chǎn)新紀(jì)錄。2020 年百畝攻關(guān)方小麥產(chǎn)量為每畝807.8 kg，刷新歷史記錄。原墑精量播種出苗技術(shù)和雙旋耕寬條帶精量播種技術(shù)省工節(jié)本效果明顯。項(xiàng)目實(shí)施后，示范方、示范區(qū)平均每畝節(jié)省種子2.5～5 kg，平均每畝減少農(nóng)機(jī)作業(yè)成本56 元。稻茬濕爛地小麥寬條帶原墑播種技術(shù)踐行了高效、節(jié)能、低碳、環(huán)保和保護(hù)性耕作等理念，有效地降低了油耗與廢氣排放，保護(hù)了土壤耕作層，既提高了稻茬小麥產(chǎn)量，又實(shí)現(xiàn)了改善土壤理化性狀、增加土壤養(yǎng)分含量、改善稻麥產(chǎn)品品質(zhì)等目標(biāo)。