四川省玉米大豆带状复合模式机械种植研究

2022-05-16梅林森叶江红

四川农业科技 2022年4期

刘波,梅林森,罗俊,刘宇,叶江红,郭佳

(四川省农业机械研究设计院，成都 610065)

1 引言

我国作物生产的突出矛盾之一就是玉米大豆争地以及高产出无法持续的问题，而传统的间套轮作技术则有着悠久的历史，是农业生产的重大助力，为以上矛盾提供了转机。但是，传统意义上的玉米大豆间套作技术有一定的问题，比如机械化难以推广以及经济效益不高。因此，合理利用资源、优化资源配置并实现经济效益是传统农业向现代化农业过渡亟需解决的问题。

2 生产现状及特点

2.1 生产现状

大豆是我国主要的油料作物与四大农作物之一，因植物蛋白丰富等特性，大豆生产与我国粮食安全息息相关。2020年，我国进口大豆高达10033万t，国内产量仅1960万t，而我国大豆年消费总量约为1.2亿t，市场需求极大，无法实现大豆自给自足，对进口大豆依赖度极高。同大形势相似的是，四川省也有巨大的大豆产量缺口，形成了严峻的供需矛盾。而新时代出现了新的农业发展理念，国家颁布大豆振兴计划，同时也出现了农业合作社等新的经营主体，都给四川大豆提供了发展平台。

最近10年，四川省大豆播种面积不断增加。2008年不足26.67×104hm2以下，2013年扩大到44.25×104hm2。2014～2016年全省大豆播种面积略有减少，2017年又开始恢复增长趋势，大豆播种面积增加到36.93×104hm2，平均单产可达93.0kg。2019年全省大豆播种面积稳步增加，达到40×104hm2，大豆平均单产提高到110.7kg；2020年扩大到652×104hm2，大豆平均单产提高到114.2kg，其趋势如图1所示。

图1 2017～2020年大豆平均单产趋势

2.2 生产特点

玉米大豆间套作技术较难，劳动强度大，且农业劳动力不断减少，因此2015年玉米大豆套作面积从2014年当地大豆种植面积的90%减少到30%左右。而单作大豆工艺简单，劳动强度低，因此播种面积迅速扩大，约占当地大豆播种面积的70%。此外，大豆生产方式也发生了改变，种植大户以及合作社占据了大豆发展的主力，逐渐开始规模化生产。

四川是我国大豆蛋白含量最高的产区，种类多为高蛋白大豆，平均蛋白含量约为50%，也是豆制品加工企业的重要原料来源。大豆的规模化生产多是耐荫高产大豆品种，比如“南豆12”“南夏豆25”“贡选一号”等。2020年四川中早熟大豆品种“南夏豆25”实现了丰产增收，扭转了全省大豆存在的质量问题，比如霉变以及豆籽干瘪，也解决了大豆商品性不高以及机械化水平低的问题。早熟高产大豆的生产推广，极大地刺激了农民的种豆积极性，而晚熟大豆品种收获期间的晴好天气可以保障豆籽质量，促进商品性提升，使广大豆农实现经济收益。

3 技术优势分析

套作，就是在单位田地内合理分配两种作物，一种作物按传统方式布置，在其行间布置第二种作物，第一种为前季作物，第二种作物为后季作物。常见的有玉米、甘薯套作，本文所述技术就是在此基础上把甘薯换为土豆，让玉米、大豆套种，2种作物和谐共生，实现一季双收。

3.1 合理配置种植空间

玉米与大豆的生长特性呈互补状，比如株高以及根系分布状况。因此利用该技术既可以保障玉米、大豆的所需生长空间，又可以丰富单位田地作物种类，增加产量，还可以提高土壤以及空气的利用率，优化了空间配置。该技术通过合理布置玉米大豆生长区域，能发挥作物生长过程中的边际作用，增加作物个体产量，协调玉米个体与群体之间的关系。

3.2 充分利用光热资源

玉米大豆带状种植技术可以缓解争地矛盾，也可以增加土地产出，通过空间的合理分配，还可以实现光热资源的优化利用。四川作物生产多处于一年两熟到三熟之间，而四川农业工作者多会套种三季作物，如果玉米大豆带状复合种植技术可以应用，就能形成一年间麦子、玉米、大豆“三熟”的种植模式，推动光热资源利用最优化。

3.3 增加经济效益

目前市场上鲜食玉米较受欢迎，另外，鲜食大豆在南方省市中也颇为市场追捧。传统的菜用大豆种植可以在一定程度上提升农民的收入，丰富人们的菜篮子。然而，菜用大豆与玉米的生产时段较为相近，经常出现争地矛盾。通过发展鲜食大豆与鲜食玉米间作套作，可以在一定程度上缓解该矛盾。通过复合种植，可以改变原有的农产品价格低下的特点，提升玉米大豆商品属性，更好地改善供应状况，服务于市场，增加经济效益。

4 存在的问题

4.1 机耕现状

四川丘陵区玉米大豆机耕在农业生产基本环节中具有较高的机械化水平，但是由于丘陵地区田块小且分布不规则，机械模式未能实现大规模运用，机耕仍要依靠微型机器，由于经济条件以及田地状况、土壤质量的限制，四川的机耕模式多见于农业大户，且多选择以轮式拖拉机为动力的旋耕机进行作业。

长期运用旋耕一些问题出现，主要有:①土壤耕层浅，我国耕机耕深与美国的耕深存在很大差距，中国平均耕层深度为16.5cm，而美国可达35cm。②土壤板结状况明显。③有效耕层土壤较少且呈下降趋势。丘陵地区地形地势条件不好，只能用微耕机耕地，劳动量大且速度较慢，土壤质量不好，大土块较多，加之土地使用不当造成土地质量变差，蓄水能力大不如前。耕层浅，质量差，抑制了玉米根系的生长，不仅对作物的吸水质量产生影响，严重影响了粮食的产量质量，此外，作物抗倒伏能力受损，一定程度上影响了降低了抵御自然灾害的水平。

4.2 机播现状

四川丘陵地区玉米机播发展并不成熟，仍在初期阶段，以中小型为主。本省制造的仅有播种功能的小型两行播种机，应用范围广，与之适配的拖拉机也是手扶式。其他省份制造的两行、三行播种机使用率低，与只有播种功能且是培育小型轮式拖拉机的两行播种机不同，后者以中型轮式拖拉机为动力，且功能有播种与施肥两种。

现有排种器主要有外槽轮式以及勺轮式精量排种器两种。前者构造简单，但在精量播种上效果较差，在播种时频率不稳定，极易出现不均匀现象，设定粗略，极易出现重复播种，，甚至会出现漏播情况，使播种效率大打折扣。后者可以实现玉米的精量播种，且播种距离以及深度较为精确，排种稳定，但结构复杂，动力多用中小型轮式拖拉机，机身较长，可达4m以上，所以在作业中掉头时要留好相应距离的土地。目前丘陵山区适用的播种机功能少，而其他省份功能较多的播种机却不适用于丘陵山区，北方地区往往多用播种、施肥一体机。现今市场上的旋耕、播种、施肥一体机以及施肥、铺膜、播种一体机均不适用于丘陵山区，缺少针对地形特点制造的机具，这主要是机具与田地尺寸不匹配造成的问题。农用机器一般较大，而丘陵地区田地较为零散，丘陵地区使用的播种机动力较小，也限制了作业效果的实现。而间套作模式下的手扶式播种机则很难同时进行播种与施肥操作，使得作业效率大打折扣。

4.3 机收现状

四川地区多山多丘陵，在机耕、机播、机收3个基础环节中，机收环节的效率最低，仅有一些农业大户使用从其他省份引进的玉米收获机开展机收试验。从作业形式来看有4种机型：开展摘穗、集箱工作的果穗收获型，包含从摘穗到秸秆回收的穗茎兼收型，果穗收获与秸秆粉碎还田型，实施果穗和秸秆收割、切碎以及集箱工作的青贮型。引进的玉米大豆收获机的摘穗装置主要有板式和卧辊式，后者功耗小，对青贮玉米大豆而言摘穗效率较高。但在收获成熟度较高的果穗时容易造成果穗损失严重的现象。板式摘穗装置，收获效率高、工艺简单且不易损伤玉米穗，极大地减少了籽粒破碎现象。动力要求高，收获时极易带有其他杂物，多用于已成熟的果穗收获工作。

5 对策

5.1 加大适用机具的研发力度

对于科研单位、高校以及农机生产企业等加大研发经费支持，加强可以适应丘陵山区的玉米大豆生产机械的研发生产，从四川实际状况出发，结合生态条件以及种植条件研发更加多样的机具。在机耕方面应该2～3年开展1次深松作业，每次播种前开展旋耕，收获玉米后进行深松，深度应大于25cm，提升土壤蓄水保墒水平。

机播方面，小型播种机应淘汰外槽轮式排种器，并应用半精量窝眼轮式排种器。在排除前者现存问题的基础上，后者成本较小、构造简便，工作质量高，可以增加作业效率。研发生产适用于丘陵地区玉米规模化种植的复合功能播种机，在机具选择上应该推荐拥护根据实际所需选择机型。收穗以及粉碎秸秆还田机型推荐应用板式摘穗设备，这会提升成熟度较高的玉米穗的收获效率，也会降低潮湿程度，减轻粮食晾晒工作。此外，穗茎兼收和青贮玉米机型多推荐卧辊式摘穗设备，降低秸秆营养流失速率。

5.2 加速新技术的推广应用

目前，我国农业生产技术不断更新，也即将改进玉米大豆生产模式，比如静电播种以及超音速播种等技术。新技术的出现可以改变传统种植模式带来的弊端，提高生产率。农业部要制定科学方案，联合院校以及科研单位的，协调“产、学、研”等环节，推动革新，学习、研发并培养农业新技术。根据以往经验，子机械推广环节有突出缺陷，应扩大旧平台，创建新平台，为农民接触种植机械构造更多桥梁。

四川省以高产样板为“着力点”，将科研部门、经营主体以及推广平台统一起来，积极建立推广田网络，此外结合其他地区农业建设经验利用综合的培训模式推广新机制，并以四川为中心在西南地区推广，形成试验展示区。

5.3 加强农机化示范基地建设

发挥媒介作用，通过电视、广播等渠道宣传丘陵区玉米大豆农机化示范基地建设，使农户了解并接受农机化基地建设，促进示范基地的发展。开展农机技术培训工作，从示范基地的农机手开始推广免费培训，并派专家到基地进行指导，不仅能推广技术，也可以推动基地农机化生产的实现。最后发挥基地的带动作用，带动周边农户开展农机化改革。

5.4 加大政策扶持力度

相关部门应对玉米生产机械购机补贴提供政策扶持。当前的农业机械购机补贴主要局限于剥皮以及脱粒，为了促进玉米机械化生产，应扩大补贴机械种类，将播种、收割等环节所用机械纳入其中，降低购机成本，刺激农户的购机欲望，促进规模经营的实现。推动土地流转以及集中生产，为农业大户规模化发展提供可能，促使农业大户的玉米机具购买，开展机械化生产。