塔额垦区制种玉米机械化去雄与施药技术应用研究

牛海生马访贤吴志勇（新疆生产建设兵团第九师农业科学研究所，额敏8460；第九师种子管理站，8460；第九师农业局，8460）



塔额垦区制种玉米机械化去雄与施药技术应用研究

牛海生1马访贤2吴志勇3
（1新疆生产建设兵团第九师农业科学研究所，额敏834601；2第九师种子管理站，834601；3第九师农业局，834601）

摘要：目前全国制种玉米生产存在着机械化去雄和生育中后期机械施药未解决的技术瓶颈问题，未能实现全程机械化。本文对塔额垦区制种玉米机械化去雄与施药的作业方式、农机与农艺的配套、机械去雄对制种玉米的产量、质量的影响等进行实证分析，旨在为制种玉米机械化去雄和施药的推广应用提供技术和理论支撑，以实现全程机械化。

关键词：制种玉米；机械去雄；机械施药

新疆幅员辽阔，光热资源丰富，农田平坦，耕地集中，机械化程度高，局部的沙漠绿洲气候，非常适宜各类农作物种子的生产，2013年玉米制种面积达到6．67 万hm2左右，主要种植分布在昌吉州、伊犁州、阿克苏、石河子、塔城等地区，成为我国玉米制种的第二大区域，被农业部命名为最大的“国家级杂交玉米种子生产基地”。

塔额垦区新疆生产建设兵团第九师具有种植早熟制种玉米独特的自然资源，从20世纪90年代开始，就有多家种子企业选择在本区制种早熟玉米，通过实践总结出以“矮、密、早、膜”为核心的玉米制种优质高产栽培技术体系，到2015年玉米制种面积增加到5200hm2，占新疆早熟制种玉米面积的40%以上，“十三五”期间计划发展到1万hm2，2013年第九师被评为国家级玉米制种基地。当前制种玉米生产已解决了犁、耙、播、中耕、收获等机械作业环节，亟需解决制种玉米机械化去雄和生育中后期因植株高无法机械施药的技术瓶颈问题，以实现全程机械化。

1 机械去雄和施药的应用状况分析

制种玉米去雄机从国外引进至黑龙江、新疆已达10年以上[1]，因机械作业照搬模仿国外作业方式，去雄作业自动控制系统对玉米伤害较大，农机与农艺不配套，一直无法大面积应用[2-3]。2013年至今塔额垦区兵团第九师从美国先后引进了14台海吉204和海吉STS10制种玉米8行及12行去雄机，2013年、2014年采用自动控制操作去雄模式，因制种玉米生长不整齐，去雄对玉米产量减产大，在实行财政补贴的情况下仅分别推广应用0．2万亩和0．6万亩。但通过2年的试验总结，2015年推广应用机械去雄面积达到了3．8万亩，其中1．7万亩采用机械手动控制操作一遍机械去雄加人工辅助方式；2．1万亩采用机械定刀旋转一遍打顶（切去雄穗部分）后再手动操作机械去雄加人工辅助方式。同时在海吉STS10玉米去雄机上加装吊杆式喷头等施药功能，推广应用机械施药面积1．6万亩。取得了较好的效果，解决了制种玉米机械去雄和生育中后期因植株高无法机械施药的瓶颈问题，进行了大面积推广应用，实现了全程机械化。

2 去雄和施药作业模式分析

2.1 人工摸苞去雄作业模式 人工摸苞去雄作业是我国目前普遍采用的去雄模式，一般需人工去雄5～6遍，每667m2用人工1个左右，人工费160元左右，从去雄开始至结束时间长达15～20d。具有劳动强度大、用工多、费用高的特点，且玉米生育期遭遇降雨等因素导致劳动力组织困难，人工作业质量也难以控制[4-5]。随着劳动力的日益短缺去雄费用也将快速上涨。

2.2 机械自动控制操作一遍去雄作业模式 海吉204玉米去雄机具有抽雄、打顶（切去雄穗部分）等功能，产品主要配置如下：（1）配套动力为168马力发动机；（2）最小离地间隙193cm、轮距宽度215～315cm；（3）最小转弯半径5．8m；（4）主机外形尺寸长5．23m、宽3．68m、高3．8m，轴距3．05m；（5）工作装置由主梁、四连杆浮动装置、液压装置、高强度9000系列红外线光电管传感器、抽雄器支撑梁、橡胶轮抽雄器、液压马达等组成；（6）理论去雄速度2．67～3．00hm2/h，配有3100r/min的液压驱动割刀装置，理论打顶速度3．0～3．5hm2/h。

当母本雄穗刚露出顶叶而尚未散粉时，此时进行去雄作业，作业要求带2～3片顶叶摸苞去雄，机械作业时利用高强度9000系列红外线光电管传感器和液压系统组成的控制系统自动控制割台高度，玉米雄穗就沿着抽雄器前端的引导拨杆进入橡胶轮抽雄装置，两橡胶轮抽雄器高速旋转通过摩擦力迅速将制种玉米母本的雄穗抽取，完成制种玉米去雄任务，之后人工辅助去雄（复检），复检3次以上，此种作业方式机械抽雄抽净率可达70%～85%，日均工作量120亩。但采用自动控制操作去雄模式，全自动激光去缨高度控制系统，利用偏正光探测，按照玉米高度不同自动控制抽雄器。因制种玉米生长不整齐，遇到成片生长较矮的植株抽雄器自动下降，遇到部分小苗自动控制下降抽雄高度后无法及时提升抽雄器，造成玉米抽雄部位过低损伤植株过大而减产，影响机械去雄的推广应用。

2.3 机械手动控制操作一遍机械去雄模式 为解决因制种玉米生长不整齐、去雄对产量减产大的问题，2014年试验抽雄前关闭自动控制系统，根据玉米生长的高低人工操作控制仿形控制系统，使用抽雄轮进行抽雄作业的去雄模式，之后人工辅助去雄，此种作业方式机械抽雄抽净率可达70%～85%，日均工作量120亩，减少了对玉米植株和产量的损伤，在不实行补贴的情况下，2015年第九师运用该去雄方式推广面积1．7万亩。

2.4 机械定刀旋转一遍打顶（切去雄穗部分）后再手动操作机械去雄模式 为提高机械抽雄作业质量和速度，在海吉204玉米去雄机上，采取机械定刀旋转一遍打顶（切去雄穗部分）后再手动操作机械去雄的方式。即首先确定机械割台高度（制种田80%的玉米割去2～3片叶高度），使用割刀切割至玉米高度整齐后（日均工作量300亩左右），隔2～5d后待制种玉米长高长齐，再手动操作使用抽雄轮机械去雄，之后人工辅助去雄。此种作业方式机械抽雄抽净率可达90%～95%，日均工作量200亩左右，减少了对玉米植株的损伤，提高了机械抽雄率，目前是最佳的机械去雄方式，2015年第九师推广运用面积2．1万亩。

2.5 机械施药作业 海吉STS10玉米去雄机具有抽雄、切头（切去雄穗部分）及施药等功能，施药组件：28m喷杆、2500L水罐、吊杆式喷头。为解决玉米生育中后期因植株高机械无法进地施药防治病虫害的问题，2014年第九师试验将吊杆式喷头运用在海吉STS10玉米去雄机上，起到了明显的防治效果。以往不加装吊杆式喷头时喷头只能喷到植株顶部叶片，难以均匀喷到中下部叶片和叶背处，而在配备吊杆式喷头后（在横喷杆下面平行地垂吊着若干根竖喷杆），作业时，横喷杆和竖喷杆上的喷头对作物形成门字形喷洒，使制种玉米的上中下部叶片、叶背等处能较均匀地被雾滴覆盖。

3 农艺与农机的配套组合分析

3.1 选择适宜机械去雄的品种 应用制种玉米机械化去雄应选择母本雄穗散粉和雌花吐丝间隔较长，植株不能过矮，发芽率高、纯度高、生长整齐的品种。

3.2 推广应用膜下滴灌技术 首先制种田覆膜有利于增温出苗，加之滴灌可采取干播湿出技术，促进种子出苗一致；其次，垦区滴灌的运用实现了制种田水肥一体化管理，避免了地块高低不平漫灌造成的灌溉不均，导致长势不一致，有利于制种玉米长势整齐一致；最后，膜下滴灌较漫灌减少了制种玉米田行间的无效灌溉，便于机械能够及时地进行去雄作业。

3.3 选择适合机械化去雄和施药的种植模式 一般按照父、母本行比1∶6进行配比，按父、母本生育期相差天数，分2～3期按时播种父本，行距配置按宽窄行模式，即宽行60cm，窄行50cm，播种深度4cm，或按60cm等行距模式，播种机车配备农业用北斗终端自动驾驶导航系统以确保接行准确、播行笔直，以利于机械去雄和施药作业。

3.4 提早滴水 减少10d左右蹲苗期，提前滴头水，6月上旬人工去雄田灌头水时，机械去雄田滴2水，保证机械去雄前制种田滴两水。以保持授粉期田间湿度，利于制种玉米授粉提高产量[6]，同时有利于母本植株上部节间拉长便于机械去雄。

4 机械去雄和施药的效果分析

为探明机械去雄和人工去雄对制种玉米产量构成、产量及成本的影响，2015年在第九师团结农场设置了小区对比试验，对试验数据进行分析，从表1可得，无论是机械手动控制操作一遍机械去雄模式，还是用机械定刀旋转一遍打顶（切去雄穗部分）后再手动操作机械去雄模式，制种产量均高于人工去雄。机械打顶后再去雄的作业方式下每667m2产量最高为490．3kg，分别较机械一遍去雄和人工去雄高出1．5%和6．6%，从产量构成分析，机械一遍去雄和机械打顶后再去雄分别较人工去雄穗粒数增加了10．7%和17．8%，机械去雄较人工去雄产量高的原因主要是机械去雄拔掉3～4片顶叶，减少了叶片遮挡，利于授粉，提高了结实率[7]。而人工去雄千粒重略高于机械去雄，千粒重差异不大。

从去雄成本分析（表1），机械一遍去雄加人工辅助方式和机械一遍打顶后再机械去雄加人工辅助方式费用均较人工去雄节本20元/667m2。机械打顶后再去雄较机械一遍去雄费用相同的原因是，机械打顶的速度是抽雄的1．50倍以上，此外，由于打顶后制种玉米高矮基本一致，随后的抽雄速度较一遍抽雄提高了67%，同时机械打顶后再去雄较机械一遍去雄减少了人工复检工作量，人工费用减少10元/667m2。

表1 机械去雄与人工去雄节本增产对比

而对于美国海吉STS10抽雄机配吊杆式喷头进行施药对制种玉米节本增产是显而易见的，过去没有海吉STS10抽雄机时，制种玉米拔节以后传统植保机械无法进地作业，后期发生病虫害，只能任其发展，而当前采用海吉STS10抽雄机配吊杆式喷头可随时进地进行施药，同时吊杆式喷头可进行上、中、下立体式施药，防治效果更加明显。

5 建议

（1）采用机械定刀旋转一遍打顶后再手动操作机械去雄机械模式和将吊杆式喷头等施药组件运用在玉米去雄机上，进行机械施药作业。可有效解决制种玉米机械化去雄和生育中后期因植株高无法机械施药的瓶颈问题。提高了种子的纯度、质量、产量，减轻了劳动强度，实现了大面积应用和全程机械化。

（2）当前美国和欧洲在制种玉米机械化去雄和施药推广应用方面处于世界领先地位，已大面积使用机械化去雄和施药，农机技术和农艺技术结合紧密。今后在引进机械时应该结合本区种植模式，改进农艺措施使农艺和农机能更好的结合，最大限度地发挥机械的性能。

（3）通过试验，初步探明机械化去雄较人工去雄增产增质，但对增产增质机理尚不清楚，今后应继续研究，揭示机械化去雄较人工去雄增产增质的机理，进一步完善机械操作方式和农艺措施。

参考文献

[1]王涛，李亚雄，胡斌，等．制种玉米机械去雄机械的应用与展望．新疆农垦科技，2015（4）：28-31

[2]浦俊文，李长荣，崔志英．河西地区杂交玉米制种机械化现状及发展趋势//2012中国农业机械学会国际学术年会论文集，2012

[3]任魏华．提高制种玉米机械化去雄作业质量措施．农村科技，2014（3）：16-17

[4]卢勇涛，李亚雄，李斌，等．制种玉米人工去雄与机械去雄特点对比分析．新疆农机化，2010（1）：24-26

[5]马巨发．昌吉市制种玉米生产全程机械化技术推广应用．新疆农机化，2013（5）：31-33

[6]欧阳伟．伊犁垦区玉米制种机械化生产技术要点．新疆农机化，2013

（5）：25-26

[7]孙卫永，尹航，郝德荣．玉米杂交种生产中存在的主要问题及关键措施．中国种业，2015（5）：17-19

收稿日期：（2016-01-04）

基金项目：师本级科技攻关项目（2016001A）