大豆玉米带状复合种植专用播种机现场演示验证技术要求

张晓晨，张树阁，程胜男，徐峰，张建军

(农业农村部农业机械化总站，北京市，100122)

0 引言

大豆玉米带状复合种植技术，是四川农业大学课题研究组历时22年的研究成果。大豆玉米带状复合种植改单一作物种植为高低作物搭配间作、改等行种植为宽窄行种植，充分发挥边行优势，实现玉米产量基本不减、增收一季大豆，是传统间套种技术的创新发展。该模式集成了品种搭配、扩行缩株、营养调控、减量施肥、绿色防控、封闭除草、机播机收等关键技术，集高效轮作、绿色增收、提质增效三位一体，实现了基础理论研究、应用技术(机具)和示范推广的有机结合，为扩大大豆种植、提高大豆产能开辟了新的技术路径。

2022年中央一号文件明确指出，“在黄淮海、西北、西南地区推广大豆玉米带状复合种植”。据悉，2022年农业农村部将在全国16个玉米大豆主产区推广该模式100 khm2以上，今后面积还会继续增加。

2022年2月24日，四川省农业农村厅官网公布了四川省大豆玉米带状复合种植专用播种机补贴额度，拟最高补贴5 000元，目前正在公示。其他省份也有类似支持政策。在这些政策的鼓励下，农机装备生产企业热情高涨，面向各地不同种植区域的大豆玉米带状复合种植专用播种机(以下简称：专用播种机)不断推出。为了确保播种质量、提高播种效率，在农业农村部农业机械化管理司、农业农村部农业机械化总站指导下，西南、西北、黄淮海地区部分省市区组织开展了大豆玉米带状复合种植专用播种机现场演示验证活动。

1 演示验证的必要性

对应于净作条件的大豆或玉米播种作业，我国已有很成熟的适合不同地域耕作模式的播种机，而且应用已十分普遍，然而大豆、玉米同时播种的带状复合种植专用播种机在我国、甚至在世界上也算是新生事物。近年来，四川农业大学已经与部分企业合作，研制了适宜玉米和大豆间套作的系列机具，可以实现从播种到收获的全程机械化生产，曾经遭遇的雍塞、施肥量小、密植精度不够等问题，在量产或新企业推出新产品时是否确认已妥善解决，这个问题不可忽视。根据调研获得的消息，全国30多家企业声称可以供给108个型号的专用播种机，不过绝大多数未实现批量生产。面对“扩行缩株、营养调控、减量施肥”等要求，专用播种机尚有不少方面有待攻关，大面积推广应用面临一定风险。

ISO9000标准给“验证”的定义：通过提供客观证据，对规定要求已得到满足的认定。试验和演示是此种认定的四种方式之一，也是最易于理解、最有说服力的认可方式。开展演示验证活动的目的：通过验证，确认申报各型号专用播种机是否满足前述农艺要求，为购机补贴实施提供技术支撑。

2 演示验证内容

为了实现验证目的，部分省区市分别根据当地耕作条件，制定了各自的验证方案，分别是大豆玉米带状复合种植专用播种机先进性验证方案、安全性验证方案和适用性验证方案。规定了演示验证的内容，即先进性、安全性和适用性，做法和要求，即主要包括取样、检测项目、检测方法、数据处理、合格指标、判定规则等。具体验证项目由行业主管部门组织农艺和农机专家根据大豆玉米带状复合种植农艺要求和区域性农艺特点研究确定。

3 技术要求

先进性、安全性和适用性三方面分别有各自不同的技术要求。

3.1 先进性技术要求

具备先进性，是新产品获得农机购置补贴的资格要求。先进性是指首先创造、规定并为人们认可、学习、推广、遵守的特点。此处关注对象是专用播种机或其某个装置、零部件，关注点是整机的结构、功能和性能，其部件的功能、性能，和/或其零件的结构、材质或性能，在技术创新、技术经济性等方面体现的先进性。通过收集、审查实用新型专利、发明专利或通过省级以上科技成果鉴定(评价证明)、先进性自我声明、检测报告等材料，有专家组进行专业分析、评判，给出先进与否的结论。

先进性验证要求专家组要专业，熟悉播种机、行业及相关技术发展状况；验证评价工作要实事求是，认真、仔细；处于客观、公正地位，并保持客观、公正立场；保持开明，协商一致。

3.2 安全性技术要求

强制性标准为我们保障人体健康和人身财产安全提供了技术依循。专用播种机属于播种机，依法应满足GB 10395.9—2014《农林机械安全第9部分：播种机械》要求。此外，基于行业实践，农机专家认为，适用时，专用播种机还应满足JB/T 10293—2013《单粒(精密)播种机技术条件》和GB/T 20865—2017《免(少)耕施肥播种机》，以确保专用播种机和使用者的安全。具体要求参见表1。

表1 专用播种机安全性技术要求Tab. 1 Safty requirements of the special seeder

需要说明的是，设计者、生产商还应关注专用播种机与配套拖拉机所构成机组的稳定性问题，带有气力式排种器的播种机应关注噪声达标问题，带划行器的播种机应关注随之而来的安全风险。

3.3 适用性技术要求

3.3.1 对专用播种机的作业质量要求

产品使用时满足顾客需求和期望的程度，即为适用性质量。专用播种机是指按照大豆玉米带状复合种植的农艺总要求和区域性要求，能实现大豆、玉米两种作物按照各自行距、粒距(穴距)精量播种，播深、施肥量和施肥深度分别调控，并进行两种作物同步播种施肥的作业机具。因此，应首先明确农艺总要求和区域性要求。根据《全国大豆玉米带状复合种植技术模式图》和NY/T 2632—2021《玉米—大豆带状复合种植技术规程》，可以归纳出，专用播种机播种、施肥和覆膜的作业质量和效果应达到表2～表5所示的要求。与传统种植模式比，具有以下3个特点：一是精量播种。玉米单粒播种，大豆每穴1粒或2粒。二是行距、株距缩小，合理密植。大豆株距7～10 cm，行距25～30 cm或40 cm；玉米株距8～11 cm或14 cm，行距40 cm；大豆玉米行间距60～65 cm或70 cm。三是单位面积施肥量一个加大，一个减小。玉米高氮缓释复合肥每公顷750～975 kg大豆低氮缓释复合肥每公顷225～300 kg，“4+4”和“4+6”种植模式施肥量还要适当增加。

表2 n∶2间作模式下大豆玉米田间配置Tab. 2 Field allocation of soybean and maize under n∶2 intercropping system

表3 4∶4和6∶4间作模式下大豆玉米田间配置Tab. 3 Field allocation of soybean and maize under 4∶4 and 6∶4 intercropping patterns

3.3.2 对专用播种机作业性能的要求

围绕前述归纳出的要求，考虑春播在即，专用播种机生产急需、新产品补贴和净作条件下播种机技术成熟的实际，根据问题导向、特事特办原则，确定用表6中的指标验证演示机型作业性能的优劣。其中，后7项为所有机型应能实现的农艺要求，前边各项则是不同地区种植条件下，不同机型应达到的要求。必须说明的是，有些指标虽然重要，但未纳入目前的验证方案，如：机组稳定性、划行器、种子破碎率、总施肥量稳定性及各行施肥量一致性、施肥深度合格率等。如果专用播种机要批量生产，则应提前、全面考察机器的作业性能，包括可靠性、故障报警、划行器等，确保密植效果、出苗率和生产效率，鼓励研发企业追求更高的性能指标。

表4 养分管理Tab. 4 Nutrient management

表5 播种深度Tab. 5 Sowing depth

表6 专用播种机作业质量要求Tab. 6 Operating quality requirements of special planter

3.3.3 样机状态和试验条件

适用性验证时，样机状态和试验条件对性能指标检测结果影响大。如果不符合要求，则演示验证结果是不可靠或者是不具有参考价值的，务必审慎对待。可以说，机器适应试验条件的宽泛程度是机器适应性的一个方面。作为演示验证，可考虑在极端条件下实施检测，观察机器的性能。

1) 样机状态。试验样机应与使用说明书一致，即：同模样、同配置，无损毁，是合格品。拖拉机应选择功率不大于上限值80%的拖拉机为配套动力，若最小功率大于上限值80%时，选择最小功率为配套动力。另外，驾驶员应熟悉拖拉机、播种机的使用与调整要求，操作熟练，中间不更换。

2) 试验条件。种子、肥料、农膜：按当地农艺要求选择，应测定、调查和记录其名称、规格和/或性状；试验地：应按当地农艺要求选择，免耕播种型专用播种机应在未经耕整有一定作物残茬覆盖的地块条件下作业。应对试验地状况及环境条件进行测定、调查和记录，如：前茬作物、耕作方式、土壤质地、地表植被状况、土壤含水率、坚实度等，不符合要求时，不能实施检测。秸秆覆盖率不小于70%，秸秆覆盖量0.6 kg/m2。土壤含水率过低或过高时，不宜实施检测；作业速度：按说明书规定，建议按不低于说明书中明示最高速度的60%实施检测；播种深度：按农艺要求，建议播种深度目标值：玉米5 cm，大豆4 cm。

3.3.4 检测方法

适应性验证方案均参考现行有效标准或农业机械推广鉴定大纲，如DG/T 007—2019《播种机》、DG/T 027—2019《旋耕播种机》、DG/T 028—2019《免耕播种机》、JB/T 8401.1—2017《旋耕联合作业机械第1部分：旋耕施肥播种机》、DG/T 100—2019《铺膜播种机》等，对条件参数和作业性能参数的检测方法有明确的规定。验证检测由有资质第三方机构的专业人员来完成。

3.3.5 合格指标确定

机器在特定条件下作业性能指标的优劣，是机器适应性的第二个表现。专用播种机应确保在某种间作模式下，大豆、玉米分别的行距、株距和播深、大豆与玉米带间距，大豆、玉米分别的施肥量达到前述农艺要求，这是最基本的前提，同时，其播种、施肥、覆膜的作业质量还要达到表6的要求，即达到对应合格指标的要求。这些指标数据引用自现行推广鉴定大纲。专用播种机研发企业可考虑追求更高的标准。需要说明的是，方案中对种肥间距合格率指标判定时，以不小于3 cm为合格，试验条件中未规定施肥深度范围，种肥间距农艺要求是10～15 cm为合适，这一点应引起大家的重视。

4 验证结论及局限性说明

1) 关于验证结论。安全性、适用性、先进性分别满足对应方案要求时，验证通过。安全是基本要求，依法有“一票否决权”。适用性是对机器的基本要求，是机器的灵魂，是农艺成败的关键，也是企业成败的关键。先进性可以不断改进和追求。建议在适用性所有考核指标均达合格时，才判断机器适用性满足要求；建议按安全性、适用性、先进性的顺序开展验证和结果评估工作。

2) 关于验证结论局限性：验证通过，不意味着产品成熟，必然好苗情，或者任何情况下都好用。主要有以下原因，一是验证时特定条件下，检验结果，并没有验证所有条件下的性能表现。二是后续生产不一定能保证产品的一致性；三是用户可能操作不当、违规使用，这样机器会有不同的性能表现。验证不通过，可能因为产品不成熟，对验证过程中试验条件不适应、任何原因引起的性能发挥不充分。

3) 我国现有的播种技术集成专用播种机后，可以满足大豆玉米带状复合种植农艺的要求。考虑到作物特点、农艺关注点及“玉米不减产，多收一季豆”的目标，联系农业生产中青壮年劳动力紧缺，严重依赖农业机械的实际，专用播种机当下应着重解决“精确密植、精确施肥”的问题，即通过机器播种，实现以下2个目标：(1)大豆玉米带间宽、大豆行距、玉米行距、大豆、玉米分布的株距、穴粒数这6个参数都得到精密控制，不用间苗也不用补苗，也方便后续田间管理和收获机械配套，实现农艺目标和农机农艺的理想融合。(2)大豆施肥量刚好满足不超，玉米施肥量刚好满足不欠，照顾两作物的营养需求特性，实现节约高效绿色发展。

5 建议

1) 专用播种机可考虑以下方面的改进，如配套使用导航技术、至少配置划行器，实现智能化、故障报警，实现作业高速化，实现行距、株距与穴粒数精准化、施肥精准化，降低大豆种子破碎率等，更好发挥大豆玉米复合种植技术的效用。

2) 用好机器，宜培训先行。大豆玉米复合种植技术是一项高产高效的好技术，但实践起来比较繁琐，农机配套尚不成熟，因此，农机、农技推广机构和生产企业要在农艺定型和培训上要下足功夫。这里，农艺定型指特定地域大豆玉米间作模式要定型，是选择“2+2”“2+4”“2+6”还是“4+4”“4+6”模式。另外，肥料最优深度、穴粒数应明确。用户培训方面，一是要培训农艺要点，根据农艺要求，选合适的机器；二是要根据农艺要求，调好机器状态；三是要根据使用说明书指引，用好机器。

3) 对专用播种机发展保持耐心，长短结合。同其他农机装备一样，专用播种机的发展必将经历从“能播”，到“苗齐”，到“高效”，到“耐用”这四个逐渐上升的阶段。尽管现有技术可以达到“苗齐”的阶段，但仍然面临以下问题：收获玉米时，有的地方宽，有的地方窄，一块田里，行距时宽时窄，不规则，对玉米机收带来很大挑战，收获机耐用性受损；施肥量、粒距、播深、镇压强度等调节指示不准确，漏播、晾籽不易察觉等，影响作业效果、生产效率甚至农民收成。当下首要的是用好现有专用播种机，立足长远，则要保持耐心，以静待花开的心态，研究出台政策，为专用播种机技术发展和应用护航。各地相关农艺(间作模式、粒距、穴粒数等参数)一旦定型，农机研发企业便应持续改进机具，通过播种高质量、田间好管理、到季好收获、农民好收成的美好愿景，让大豆玉米复合种植技术为我国粮油安全做出积极贡献。