譚 瓊，沈林晨

（1.廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳，廣東 廣州 510500；2.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630）

0 引言

廣東省是我國重要的玉米產(chǎn)銷區(qū)，玉米年消耗超過2 000 萬t[1]。廣東省也是我國最大的大豆加工省份，發(fā)酵豆制品加工產(chǎn)業(yè)全國領(lǐng)先，醬油年產(chǎn)量達到360 萬t，約占全國醬油年產(chǎn)量的1/3，全國醬油三強品牌海天、李錦記、味極鮮均在廣東，據(jù)估計廣東大豆加工純利潤高達200 億元/年[2]。廣東省不僅玉米、大豆加工制造業(yè)需求量大，而且鮮食玉米、鮮食大豆也頗受消費者歡迎。為支撐新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部開展全國糧油等主要農(nóng)作物大面積單產(chǎn)提升行動，玉米、大豆種植是未來全國保障糧食安全新的工作重點和方向。廣東玉米和大豆種植規(guī)模大、加工制造業(yè)發(fā)達，但是種植水平較低，嚴重影響整體經(jīng)濟效益，并且玉米、大豆的種植時間相近，易產(chǎn)生爭地矛盾，通過發(fā)展玉米大豆帶狀復合種植模式可以改善這2 種作物的市場供應，可增加經(jīng)濟效益，對廣東省玉米和大豆相關(guān)種植業(yè)、加工制造業(yè)的進一步發(fā)展具有重要意義。2012 年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部將“西南華南間套作食用大豆生產(chǎn)區(qū)”列為我國大豆三大優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一，這對廣東發(fā)展玉米大豆帶狀復合種植模式有重要意義。

適宜的間作套作種植模式具有提高單位地塊的總體產(chǎn)量、優(yōu)化資源配置、獲得更好的經(jīng)濟效益等優(yōu)點[3]，廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。由于大豆、玉米各自的株高差異和根系特點，通過合理的空間布局，可以提高單位面積的光合作用以及養(yǎng)分吸收，在提高玉米產(chǎn)量的同時還可以增收一季大豆。研究表明，與單作玉米相比，大豆玉米帶狀復合種植的玉米產(chǎn)量不變或略有減少，而大豆產(chǎn)量則會增加[4]，可有效提高大豆總產(chǎn)量，緩解大豆、玉米爭地矛盾。我國在2022 年開始大面積推廣該種植模式，在倍增生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟收益和社會效益也隨之提高，有效促進了大豆和玉米種植的機械化、高產(chǎn)出、低風險和可持續(xù)性。

1 廣東玉米、大豆種植現(xiàn)狀

1.1 廣東玉米種植現(xiàn)狀

廣東是我國鮮食甜玉米種植面積最大的省份，鮮玉米產(chǎn)量占全國90%以上。玉米在廣東可實現(xiàn)周年種植，粵東、粵北丘陵山區(qū)夏季氣候冷涼，適合種植夏種玉米；粵西、珠三角平原冬季氣候溫暖，適合種植秋種玉米。隨著廣東省玉米種植規(guī)模的不斷擴大，2016 年玉米播種面積達到了12.380 萬hm2。近幾年，為滿足產(chǎn)業(yè)和市場需求，廣東省主動進行結(jié)構(gòu)調(diào)整，一方面減少非優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)玉米種植面積，另一方面減少高產(chǎn)普通玉米品種種植規(guī)模，增加鮮食玉米和青儲玉米種植規(guī)模。因此，2017 年玉米播種面積下降至12.095 萬hm2，近幾年播種面積總體趨于穩(wěn)定，其中2022 年玉米種植面積為13.19 萬hm2、產(chǎn)量達到63.41 萬t。

1.2 廣東大豆種植現(xiàn)狀

廣東一年四季均可種植大豆，大豆熟期比較靈活，早熟品種僅75 d 左右。廣東省種植的大豆籽粒飽滿、性狀優(yōu)良，是廣東豆制品加工優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。因此，本地大豆的收購單價高于外地，總體供不應求。2022 年廣東大豆面積達到3.47 萬hm2，但多以小農(nóng)戶種植為主，機械化程度低，平均產(chǎn)量為2.6 t/hm2，高于全國平均水平。2016—2022 年廣東玉米、大豆種植面積及產(chǎn)量如表1 所示。但廣東大豆種植整體機械化作業(yè)率偏低，多靠人工作業(yè)，勞動強度大、成本高，嚴重制約了廣東大豆種植的規(guī)模化發(fā)展。

表1 2016—2022年廣東玉米、大豆種植面積及產(chǎn)量

2 廣東發(fā)展玉米大豆帶狀復合種植的優(yōu)勢

2.1 充分利用土地、光熱等自然資源

廣東省屬于東亞季風區(qū)，從北向南分別為中亞熱帶、南亞熱帶和熱帶氣候，是中國光、熱和水資源最豐富的地區(qū)之一，日照時間長、氣溫適宜、降雨量大、土壤肥沃，適合種植玉米、大豆等作物。在廣東各地，不同熟期組的玉米和大豆都能正常成熟，且能做到一年三熟甚至一年四熟。廣東省常見的間作套作組合有玉米/大豆、玉米/甘薯、甘蔗/大豆、香蕉/大豆等，適宜的間作套作模式能使2 種作物和諧共生，最終實現(xiàn)一季雙收。其中，在大豆玉米間作套作組合中，玉米與大豆的生長特性呈互補狀，玉米植株占據(jù)的地上部和大豆植株占據(jù)的地下部發(fā)生自然錯位，使得不同作物所需的光熱、營養(yǎng)物質(zhì)等資源在時間上前后錯開、在空間上互補擴大。合理規(guī)劃好作物的種植模式可以保障玉米、大豆所需的生長空間，發(fā)揮作物生長過程中的邊際作用，增加單位田地內(nèi)作物個體產(chǎn)量，提高自然資源利用率，進而增加耕地單位面積的總產(chǎn)量。廣東省生態(tài)環(huán)境優(yōu)越但農(nóng)業(yè)用地緊張，玉米大豆間套作具有提高土地利用率、減少成本投入、提高單位耕地面積產(chǎn)出的優(yōu)勢，李志賢等[4]對比了4 種間作模式的產(chǎn)量效益，表明2∶4 種植模式的增產(chǎn)優(yōu)勢最大，種植模式如圖1 所示。

圖1 玉米大豆帶狀復合種植2∶4 模式

2.2 充分利用種間促進效應

大豆的根系可以通過寄生的根瘤菌從土壤中吸收大量的氮氣，然后將其轉(zhuǎn)化為自身生長所需的氮素養(yǎng)分。在玉米的生育期內(nèi)，根系會釋放出大量的酸性物質(zhì)，將土壤中的礦物質(zhì)溶解，為自身和大豆提供礦質(zhì)養(yǎng)分[5-6]。在玉米大豆帶狀復合種植條件下，一方面，大豆與玉米在不同時期的生長習性互補，可以提高良種農(nóng)作物的產(chǎn)量[7]。另一方面，大豆和玉米占據(jù)不同的空間生態(tài)位，能夠提高復合群體的光能利用率，提高作物的產(chǎn)量。研究表明，玉米大豆帶狀復合種植能夠產(chǎn)生不同作物的種間促進效應，促進作物對氮、磷、鉀元素的吸收利用，提高單位田地內(nèi)養(yǎng)分利用效率，最終提高作物畝產(chǎn)量[8-10]。如玉米大豆帶狀復合種植模式中大豆根系的固氮作用能為玉米根系提供更多的氮，增加玉米氮素的積累，同時玉米根系對氮素的競爭吸收會造成大豆根系中氮素的缺乏，進一步刺激大豆將根系空氣中的氮氣更多的轉(zhuǎn)化為可供根系吸收的氮素，使得單位作物獲得更多的氮素，提高單位產(chǎn)量[11-14]；唐藝玲等[15]的研究表明，所有間作套作處理玉米的總產(chǎn)量均高于單作，大豆和玉米根系的相互作用改善了土壤的微生物環(huán)境和土壤理化特性，顯著提高了土壤pH 值，緩解了長期大量施氮導致的土壤酸化對地力的影響，作物的株高、葉片面積和葉綠素含量都有所增加，能產(chǎn)生更多的光合產(chǎn)物，試驗表明2∶3 和2∶4 間作種植模式的平均地力貢獻率分別為75.07%和74.27%，比單種玉米、大豆分別提高30.29%和29.47%。

2.3 有利于機械化作業(yè)

在玉米大豆帶狀復合種植模式中，采用較大行數(shù)比（如廣東常用的2∶4 模式）能夠顯著加大玉米高植株帶隙寬度，也能夠減少地面雜草的生長空間，可有效提高丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)機械的通過率，實現(xiàn)農(nóng)機、農(nóng)藝的高度融合。在農(nóng)事作業(yè)中，可采取協(xié)同耕、種、管、收等措施，減少單一作物的農(nóng)事作業(yè)環(huán)節(jié)，有利于全程機械化的實現(xiàn)，提高了種植的機械化水平，其常見的機械化工藝路線如圖2 所示。

圖2 玉米大豆帶狀復合種植機械化工藝路線[14]

3 廣東發(fā)展玉米大豆帶狀復合種植模式存在的問題

玉米大豆帶狀復合種植模式雖然種植優(yōu)勢顯著，但目前仍存在技術(shù)環(huán)節(jié)多、勞動力消耗大、機械化水平低等問題，導致其效益不明顯。因此在發(fā)展和推廣過程中，重點是機械化、標準化，以提高大豆玉米帶狀復合種植機械化生產(chǎn)技術(shù)水平[16]。玉米、大豆機耕在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本環(huán)節(jié)中具有較高的機械化水平，其中2022 年全國玉米、大豆耕種收綜合機械化率分別為90.6%、87.95%，在耕整地和播種環(huán)節(jié)基本實現(xiàn)了機械化。但由于廣東丘陵地區(qū)種植田塊小而散，分布不規(guī)則，導致機械化生產(chǎn)較難大規(guī)模應用，廣東玉米、大豆耕種收綜合機械化率僅為40%左右，與全國平均水平相比差距較大[17]。發(fā)展玉米大豆帶狀復合種植模式存在以下問題。

3.1 機耕方面

廣東北部多為丘陵，南部多為平原和臺地，整體地形特點制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的發(fā)展，尤其是北部的丘陵地區(qū)地塊小而分散、高差大，田間道路狀況差，大中型農(nóng)業(yè)機械在田塊之間轉(zhuǎn)移、運輸十分困難，大部分農(nóng)戶使用小型/微型旋耕機進行作業(yè)。小型/微型旋耕機作業(yè)勞動強度大，作業(yè)效率低，社會化服務效益差。長期的旋耕作業(yè)容易使耕作層變淺，土壤蓄水能力降低，不利于作物根系的生長，導致作物長勢弱、抗倒伏能力差，影響了作物的產(chǎn)量與質(zhì)量。

3.2 機播方面

機播是全程機械化生產(chǎn)最重要、最基本的一環(huán)，機播質(zhì)量直接影響作物出苗質(zhì)量，直接關(guān)系作物單產(chǎn)水平。在我國北方玉米、大豆產(chǎn)區(qū)，其地塊大、土壤松散，播種機應用效果較好，而在廣東不僅地塊小，而且土壤粘質(zhì)、雨水多、雜草多，很多北方播種機在廣東地區(qū)都不適用。廣東本地的玉米、大豆機播設備研發(fā)較為滯后，主要以小微型為主[18]。僅有播種功能的小型兩行播種機應用范圍較廣，但效率低，難以實現(xiàn)社會化服務的需求。

排種器是播種機的關(guān)鍵部件，玉米大豆播種機應用較多、較成熟的排種器主要有窩眼輪式和勺輪式精量排種器。窩眼輪式排種器構(gòu)造簡單，精度差，落種不穩(wěn)定，易出現(xiàn)多播、漏播的情況，作物出苗整齊度較差。勺輪式精量排種器則較為穩(wěn)定、播種的距離和深度也較為精確，但結(jié)構(gòu)復雜，設備較大，實際作業(yè)中對拖拽動力機械要求較大，多用中小型輪式拖拉機，整體機身較長，一般在4 m 以上，在作業(yè)過程中田塊頭尾都要留有較大的掉頭空間，對地塊條件要求較高[19]。播種機械作業(yè)順序如圖3 所示。

圖3 播種機械作業(yè)順序示意圖

我國北方地區(qū)多用播種、施肥一體機，作業(yè)效率高。現(xiàn)市場上成熟的多功能作業(yè)機械，如旋耕、播種施肥一體機以及施肥、鋪膜、播種一體機均難以應用于廣東省復雜的地塊和黏性土壤，缺少針對地形及土壤特點制造的機具。而廣東常用的小型兩行播種機作業(yè)精度較差，且不能同時進行施肥操作，使得作業(yè)效率大打折扣。

3.3 機收方面

廣東地區(qū)多山多丘陵，且種植的玉米以鮮食玉米為主，機收鮮食玉米損傷大，品質(zhì)較差。因此在機耕、機播、機收3 個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中，機收環(huán)節(jié)的效率最低。且不同于收獲單一作物，大豆玉米帶狀復合種植暫沒有可一次性收獲2 種作物的機械，一般根據(jù)作物成熟期利用現(xiàn)有玉米、大豆2 種收獲機械采用同期或分期收獲。

目前，自走式玉米收獲機依然是市場主要成熟產(chǎn)品，同時具有其他功能的玉米收獲機具也正在不斷地研發(fā)、試驗和推廣，如籽粒收獲、莖穗兼收、玉米收獲打捆一體機、鮮食玉米收獲機等。而大豆主要是在水稻/小麥聯(lián)合收割機的基礎(chǔ)上，改變滾筒轉(zhuǎn)速、調(diào)整滾筒等來實現(xiàn)大豆機械化收獲。

4 廣東玉米大豆帶狀復合種植機械化生產(chǎn)發(fā)展建議

玉米大豆帶狀復合種植生產(chǎn)需要農(nóng)機與農(nóng)藝高度融合，尤其是廣東地區(qū)地形、土壤均不利于機械化作業(yè)，且當?shù)胤N植多以菜用大豆和鮮食玉米為主，因此廣東大豆玉米帶狀復合種植機械化作業(yè)尤其復雜，播種、植保、收獲等主要環(huán)節(jié)仍以人工為主，現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機械機具的適應性、作業(yè)性能仍需進一步提升。

4.1 加速適用機具的研發(fā)

從廣東實際情況出發(fā)，鼓勵各類高校、科研單位及企業(yè)在現(xiàn)有的研發(fā)基礎(chǔ)上，結(jié)合廣東省的生態(tài)條件以及種植條件，加強適應丘陵地區(qū)黏重土壤、小地塊作業(yè)的輕簡型播種、收獲機具裝備研發(fā)，及早解決“無機可用”難題。分環(huán)節(jié)看，在機耕方面應結(jié)合耕地宜機化改造，研發(fā)不同類型的旋耕/深耕機；在機播方面小型播種機可研究應用半精量窩眼輪式排種器，其成本較小、構(gòu)造簡便，作業(yè)效率高；在機收方面推薦應用收獲效率高、工藝簡單的板式摘穗裝置，其不易損傷玉米穗，有利于保持鮮食玉米的外觀品質(zhì)。

4.2 加強農(nóng)機社會化服務主體和專業(yè)機手隊伍建設

在主產(chǎn)區(qū)構(gòu)建玉米大豆生產(chǎn)機械化作業(yè)服務體系，推行標準化作業(yè)、規(guī)范化服務，倡導高質(zhì)量機播、機收作業(yè)實行“優(yōu)服優(yōu)價”。依托有實力的農(nóng)機社會化服務組織，布局打造區(qū)域性農(nóng)機社會化服務中心，提升大豆、玉米生產(chǎn)全程機械化專業(yè)作業(yè)能力，開展關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化作業(yè)服務，發(fā)展代耕代種全程托管、跨區(qū)作業(yè)、“全程機械化+綜合農(nóng)事”等服務模式滿足當?shù)卮蠖褂衩咨a(chǎn)高質(zhì)量作業(yè)服務需求。引導通過信息化加強專業(yè)農(nóng)機手技能培訓，將大豆、玉米機械化作業(yè)技能、參數(shù)調(diào)整、農(nóng)藝栽培措施等作為培訓的重要內(nèi)容，做到裝備精良、人員到位，加強機具維修保養(yǎng)條件建設，輻射帶動提升整體作業(yè)服務能力水平[20]。

4.3 加快“農(nóng)機農(nóng)藝融合”技術(shù)模式集成應用

聯(lián)合農(nóng)技推廣、品種選育等方面專家，分區(qū)域篩選適宜機械化播種收獲的品種，集成配套高性能作業(yè)機具，總結(jié)凝煉全程機械化技術(shù)模式，形成整體解決方案。組織當?shù)剞r(nóng)機推廣部門緊抓大豆、玉米生產(chǎn)帶頭人和農(nóng)機使用一線“土專家”邊實踐邊完善，擴大技術(shù)模式應用面積，持續(xù)提升技術(shù)到位率，確保良種良法以良機為載體落地實施，充分發(fā)揮增產(chǎn)潛力。

4.4 加大政策扶持力度

可在全國范圍內(nèi)開展糧油等作物高性能播種機優(yōu)機優(yōu)補工作中主動作為，對高性能播種機、玉米籽粒收獲機、大豆撓性割臺及專用聯(lián)合收割機推進實施優(yōu)機優(yōu)補；鑒定部門要加快試驗鑒定步伐，為高性能播種機鑒定開辟綠色通道，對大豆播種、收獲等專用機具及大豆專用割臺、大豆收獲機等實行優(yōu)先鑒定，即時公布鑒定結(jié)果，加快取得補貼資質(zhì)；對暫不具備鑒定條件的機具探索通過新產(chǎn)品試點予以支持，將相關(guān)機具盡快部署到生產(chǎn)一線，降低農(nóng)戶購機成本，促進規(guī)模經(jīng)營的實現(xiàn)[21]。此外，可推動土地流轉(zhuǎn)以及集中生產(chǎn)，為種植大戶規(guī)?；a(chǎn)及發(fā)展提供支持。