萬海濤

（阜陽市農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣站，安徽阜陽 236000）

1 大豆玉米帶狀復(fù)合種植模式提出和優(yōu)勢(shì)

為了緩解大豆進(jìn)口壓力，降低大豆對(duì)外依存度，穩(wěn)定糧食產(chǎn)量，提高土地產(chǎn)出率，解決我國(guó)糧油爭(zhēng)地矛盾，各地進(jìn)行各種作物種植試驗(yàn)和農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)，例如新鄭市瑞博農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社進(jìn)行的試驗(yàn)表明，在玉米大豆帶狀復(fù)合種植模式下，玉米產(chǎn)量與凈作玉米相當(dāng)，但是大豆產(chǎn)量增加，整體效益比單作玉米增收39.27%。2022年，我國(guó)在中央一號(hào)文件中做出部署：“大力實(shí)施大豆和油料產(chǎn)能提升工程，加大耕地輪作補(bǔ)貼和產(chǎn)油大縣獎(jiǎng)勵(lì)力度，集中支持適宜區(qū)域、重點(diǎn)品種、經(jīng)營(yíng)服務(wù)主體，在黃淮海、西北、西南地區(qū)推廣玉米大豆帶狀復(fù)合種植。”

玉米和大豆套種具有極大的種植優(yōu)勢(shì)。第一，提升光能利用率和抗旱能力。高稈作物玉米和矮稈作物生物學(xué)形態(tài)互補(bǔ)，高低搭配，作物生長(zhǎng)空間較大，增加了光照和空氣流通；耕地覆蓋率高，減少了土壤水分蒸發(fā)。第二，改善土壤理化性質(zhì)。長(zhǎng)期單一種植玉米會(huì)使土壤板結(jié)嚴(yán)重，而大豆能夠松動(dòng)板結(jié)土壤，有效改善其土壤結(jié)構(gòu)，從而提升施肥效果。同時(shí)，大豆玉米帶狀復(fù)合種植有利于培養(yǎng)土壤中有益菌，緩解土地養(yǎng)分失衡，解除土壤板結(jié)并有效平衡酸堿度，延緩?fù)寥利}堿化。第三，提高礦物元素利用率。大豆根系具有一定固氮作用，可以充分利用空氣和土壤中的氮元素，而玉米作物對(duì)氮、硅吸收程度較高，豆科對(duì)鈣、磷吸收較多，對(duì)硅吸收較少，兩者相輔相成使得土壤中的養(yǎng)分得到有效利用。因此，雖然玉米氮類化肥使用量降低，玉米產(chǎn)量卻不受影響。同時(shí)，根系之間促進(jìn)作用也有效提高了作物對(duì)磷的吸收。第四，抵抗病蟲草害侵襲。耕地生態(tài)系統(tǒng)群體多樣性增加，不同物種間對(duì)應(yīng)的病蟲因生存空間等相互競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到預(yù)防病蟲害的目的。同時(shí)，玉米和大豆形態(tài)學(xué)上的互補(bǔ)適配，使得耕地被有效覆蓋，同類植物之間的優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)可有效抑制雜草生長(zhǎng)。

圍繞大豆油料擴(kuò)種任務(wù)目標(biāo)，各級(jí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門充分意識(shí)到復(fù)合種植的巨大優(yōu)勢(shì)，搶抓有利時(shí)機(jī)，在黃淮海、西北、西南地區(qū)推廣新型種植模式，根據(jù)制定的支持政策，采取針對(duì)性措施，包括供應(yīng)生產(chǎn)種子、保障農(nóng)機(jī)使用、培訓(xùn)農(nóng)業(yè)技術(shù)等方面，解決各環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題和顧慮，以動(dòng)員農(nóng)民參與，充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民積極性。結(jié)合相應(yīng)的地形地貌特點(diǎn)和所處地理位置，考慮農(nóng)業(yè)種植習(xí)慣和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，因地制宜采取不同的大豆玉米帶狀復(fù)合間套作種植模式。在改良種植模式的同時(shí)，也在對(duì)機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)，以提高經(jīng)濟(jì)效益。以安徽地區(qū)為例，種植模式主要是“2+4”“4+6”（間作“2行玉米+4行大豆”或“4行玉米+6行大豆”），地勢(shì)平坦，土地相對(duì)連貫，農(nóng)業(yè)機(jī)械化率高。

2 大豆玉米帶狀復(fù)合種植機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)

2.1 播種機(jī)械

播種作業(yè)采用大豆玉米一體播種機(jī)，按照排種器分型，主要產(chǎn)品有氣吸式、指（勺）夾式、勺（內(nèi)充）輪式。具體性能特點(diǎn)等見表1。

表1 大豆玉米一體播種機(jī)特點(diǎn)總結(jié)

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的發(fā)展和應(yīng)用，近些年來播種的精密度和播種質(zhì)量得到了大幅提升?；贕PS測(cè)速研發(fā)的電驅(qū)式精量播種機(jī)實(shí)現(xiàn)了高速精量播種；在壓電薄膜或反射式紅外光電傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的播種機(jī)排種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)排種質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)漏播的及時(shí)補(bǔ)種，并提高了種粒間距的一致性。

2.2 植保機(jī)械

采用機(jī)械化技術(shù)進(jìn)行植保作業(yè)，選擇合適藥劑和用量以及方法裝備進(jìn)行除草和病蟲害防治。例如，苗后噴施除草劑時(shí)，可采用雙系統(tǒng)噴桿式噴霧機(jī)，常通過雙藥箱和噴頭區(qū)段控制的設(shè)置，形成大豆和玉米兩套噴霧系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同藥液的分條帶噴施。并且為了防止藥劑帶間漂移以及不同藥液飄散導(dǎo)致的藥害事件，可以在種植帶間加裝隔離板，更換防漂移噴頭。專用的植保機(jī)械也在不斷研制和試驗(yàn)。張榮成等基于仿形地輪設(shè)計(jì)了全封閉懸掛式噴桿噴霧機(jī)，采用了雙泵+雙藥箱設(shè)計(jì)，柱塞泵通過高壓力從噴孔將藥液壓出形成霧滴，霧滴均勻分布。該機(jī)器可以同步完成玉米大豆兩種作物化除、化控作業(yè)，田間工作效率達(dá)到1.6～2 hm2/h，遠(yuǎn)高于人工打藥的植保效率。而隨地仿形裝置和三段全封閉式擋簾結(jié)構(gòu)，能夠解決玉米大豆帶狀復(fù)合種植的藥液防漂移問題，防止產(chǎn)生藥害事件。

除了作業(yè)機(jī)械，近些年來也將算法、人工智能等新興科技引入農(nóng)業(yè)種植的各個(gè)環(huán)節(jié)中。例如，韓志杰設(shè)計(jì)的大豆玉米帶狀復(fù)合種植用噴桿噴霧機(jī)在線混藥系統(tǒng)，就建立在混藥比-電導(dǎo)率值函數(shù)關(guān)系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及數(shù)學(xué)模型、控制算法、硬件設(shè)計(jì)及選型、軟件設(shè)計(jì)等的基礎(chǔ)上。該系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)草甘膦溶液和氟磺胺草醚溶液的混藥比，在保證了藥液配置的同時(shí)，也通過仿真模型，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在混藥系統(tǒng)壓力在0.3 Mpa時(shí)，混藥均勻性、穩(wěn)定性以及噴頭霧化效果最佳。此外，考慮到田間作業(yè)地表情況多變導(dǎo)致的機(jī)械車輛傾斜可能影響噴藥均勻性和作業(yè)的安全性，徐晶利用超聲波傳感器，設(shè)計(jì)了噴桿位姿測(cè)量與控制系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，與設(shè)定高度相比，實(shí)際高度的最大誤差為14 mm。而針對(duì)高地隙植保機(jī)在不同種植模式下，因行距不同造成的田間行走困難問題，季位文分析并設(shè)計(jì)出更簡(jiǎn)化、更精準(zhǔn)的輪距調(diào)節(jié)裝置，竇玲靜研發(fā)出自走式噴霧機(jī)輪距可調(diào)式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，為高地隙植保機(jī)的不斷改進(jìn)提供了參考。

2.3 收獲機(jī)械

按大豆玉米成熟的先后次序進(jìn)行收割，共分為三種收獲方式——玉米先收、大豆先收、大豆玉米同期收，而大豆玉米同期收獲方式又分為大豆玉米前后收割和大豆玉米同時(shí)青貯收獲兩種，不同的收獲方式選擇適宜的收獲機(jī)器，調(diào)整相應(yīng)的作業(yè)參數(shù)。玉米聯(lián)合收割機(jī)是我國(guó)西南套作區(qū)與華北間作區(qū)的一種玉米先行收割技術(shù)。以兩列窄行玉米聯(lián)合收獲機(jī)為例，該機(jī)整機(jī)總寬度在1.8 m以下，其割臺(tái)行距中心距最大可采用40 cm收割行距，工作效率0.335～0.536 hm2/h，同時(shí)一次性完成摘穗、剝皮以及秸稈粉碎還田、果穗集箱等作業(yè)。而大豆先收技術(shù)要求機(jī)器的結(jié)構(gòu)寬度為1.8～2.3 m，割茬高度為10 cm。同時(shí)，由于使用了靈活的撥禾機(jī)構(gòu)、低破碎脫粒系統(tǒng)以及高效率的分選、低損傷運(yùn)輸設(shè)備等，保證了種子的碎裂率小于5%，籽粒的損失率小于3%，機(jī)械工作效率通常為0.402～0.804 hm2/h。同時(shí)，收割技術(shù)適合于玉米和大豆成熟時(shí)期相同的區(qū)域，并以西北和黃淮海為代表的區(qū)域?yàn)橐耍x擇兩種作物對(duì)應(yīng)的常用收獲機(jī)一前一后進(jìn)行收割即可。若是玉米和大豆混合青貯收獲，對(duì)機(jī)械的要求其割幅應(yīng)在1.8～2.1 m或4.0～4.6 m，工作效率0.67～2.01 hm2/h。

3 展望

大豆玉米帶狀復(fù)合種植實(shí)現(xiàn)了玉米保產(chǎn)、大豆增收，提高了農(nóng)民的收入水平，推進(jìn)了農(nóng)產(chǎn)品的協(xié)調(diào)發(fā)展。加強(qiáng)新模式下農(nóng)藝農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)研究，探索不同地區(qū)融合的技術(shù)模式，提高自主創(chuàng)新能力和技術(shù)儲(chǔ)備水平，推廣普及機(jī)械化作業(yè)的種植規(guī)范，制定全程機(jī)械化方案從而形成規(guī)模農(nóng)業(yè)，是未來發(fā)展大豆玉米帶狀復(fù)合種植，提高農(nóng)產(chǎn)品高效生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。

3.1 積極宣傳引導(dǎo)，保證機(jī)械使用

通過電視、微信、微博等媒體宣傳引導(dǎo)，改變傳統(tǒng)種植觀念，建立新型示范基地。挑選并引進(jìn)優(yōu)良機(jī)械農(nóng)產(chǎn)品，并幫助農(nóng)戶選擇合適機(jī)械類型。在機(jī)械后續(xù)使用環(huán)節(jié)，機(jī)械制造商也應(yīng)該指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)，針對(duì)機(jī)械故障等問題要保證售后服務(wù)的專業(yè)性和及時(shí)性，避免耽誤耕作時(shí)間，防止安全隱患的發(fā)生并延長(zhǎng)使用壽命。

3.2 學(xué)習(xí)科學(xué)種植，推動(dòng)機(jī)藝共進(jìn)

在農(nóng)藝方面，綜合探索研討高產(chǎn)與宜機(jī)化作業(yè)，制定相應(yīng)的行、株距和行數(shù)比例以及帶寬、帶間距等農(nóng)藝規(guī)范，引導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行科學(xué)種植的理論學(xué)習(xí)；在農(nóng)機(jī)方面，需要進(jìn)一步研發(fā)適應(yīng)相關(guān)要求的裝備，提高機(jī)具作業(yè)性能，實(shí)現(xiàn)耕地、播種、管理、收獲全程機(jī)械化作業(yè)。

3.3 鼓勵(lì)裝備創(chuàng)新，提升智能水平

依據(jù)大豆玉米帶狀復(fù)合種植特點(diǎn)，聯(lián)合播種、植保、收獲關(guān)鍵技術(shù)與裝備，創(chuàng)新性結(jié)合導(dǎo)航與輔助駕駛、對(duì)行、仿形、作業(yè)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)等智能化技術(shù)，研發(fā)一體化播種機(jī)、植保機(jī)與收獲機(jī)，同時(shí)提升作業(yè)機(jī)具對(duì)環(huán)境與種植模式的適應(yīng)性，提升作業(yè)質(zhì)量和效率。從技術(shù)、硬件的改進(jìn)不斷延伸到完整的農(nóng)業(yè)解決方案，進(jìn)而發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈賦能。