四川省玉米大豆帶狀復合模式機械種植研究

劉 波,梅林森,羅 俊,劉 宇,葉江紅,郭 佳

(四川省農業機械研究設計院，成都 610065)

1 引言

我國作物生產的突出矛盾之一就是玉米大豆爭地以及高產出無法持續的問題，而傳統的間套輪作技術則有著悠久的歷史，是農業生產的重大助力，為以上矛盾提供了轉機。但是，傳統意義上的玉米大豆間套作技術有一定的問題，比如機械化難以推廣以及經濟效益不高。因此，合理利用資源、優化資源配置并實現經濟效益是傳統農業向現代化農業過渡亟需解決的問題。

2 生產現狀及特點

2.1 生產現狀

大豆是我國主要的油料作物與四大農作物之一，因植物蛋白豐富等特性，大豆生產與我國糧食安全息息相關。2020年，我國進口大豆高達10033萬t，國內產量僅1960萬t，而我國大豆年消費總量約為1.2億t，市場需求極大，無法實現大豆自給自足，對進口大豆依賴度極高。同大形勢相似的是，四川省也有巨大的大豆產量缺口，形成了嚴峻的供需矛盾。而新時代出現了新的農業發展理念，國家頒布大豆振興計劃，同時也出現了農業合作社等新的經營主體，都給四川大豆提供了發展平臺。

最近10年，四川省大豆播種面積不斷增加。2008年不足26.67×104hm2以下，2013年擴大到44.25×104hm2。2014～2016年全省大豆播種面積略有減少，2017年又開始恢復增長趨勢，大豆播種面積增加到36.93×104hm2，平均單產可達93.0kg。2019年全省大豆播種面積穩步增加，達到40×104hm2，大豆平均單產提高到110.7kg；2020年擴大到652×104hm2，大豆平均單產提高到114.2kg，其趨勢如圖1所示。

圖1 2017～2020年大豆平均單產趨勢

2.2 生產特點

玉米大豆間套作技術較難，勞動強度大，且農業勞動力不斷減少，因此2015年玉米大豆套作面積從2014年當地大豆種植面積的90%減少到30%左右。而單作大豆工藝簡單，勞動強度低，因此播種面積迅速擴大，約占當地大豆播種面積的70%。此外，大豆生產方式也發生了改變，種植大戶以及合作社占據了大豆發展的主力，逐漸開始規模化生產。

四川是我國大豆蛋白含量最高的產區，種類多為高蛋白大豆，平均蛋白含量約為50%，也是豆制品加工企業的重要原料來源。大豆的規模化生產多是耐蔭高產大豆品種，比如“南豆12”“南夏豆25”“貢選一號”等。2020年四川中早熟大豆品種“南夏豆25”實現了豐產增收，扭轉了全省大豆存在的質量問題，比如霉變以及豆籽干癟，也解決了大豆商品性不高以及機械化水平低的問題。早熟高產大豆的生產推廣，極大地刺激了農民的種豆積極性，而晚熟大豆品種收獲期間的晴好天氣可以保障豆籽質量，促進商品性提升，使廣大豆農實現經濟收益。

3 技術優勢分析

套作，就是在單位田地內合理分配兩種作物，一種作物按傳統方式布置，在其行間布置第二種作物，第一種為前季作物，第二種作物為后季作物。常見的有玉米、甘薯套作，本文所述技術就是在此基礎上把甘薯換為土豆，讓玉米、大豆套種，2種作物和諧共生，實現一季雙收。

3.1 合理配置種植空間

玉米與大豆的生長特性呈互補狀，比如株高以及根系分布狀況。因此利用該技術既可以保障玉米、大豆的所需生長空間，又可以豐富單位田地作物種類，增加產量，還可以提高土壤以及空氣的利用率，優化了空間配置。該技術通過合理布置玉米大豆生長區域，能發揮作物生長過程中的邊際作用，增加作物個體產量，協調玉米個體與群體之間的關系。

3.2 充分利用光熱資源

玉米大豆帶狀種植技術可以緩解爭地矛盾，也可以增加土地產出，通過空間的合理分配，還可以實現光熱資源的優化利用。四川作物生產多處于一年兩熟到三熟之間，而四川農業工作者多會套種三季作物，如果玉米大豆帶狀復合種植技術可以應用，就能形成一年間麥子、玉米、大豆“三熟”的種植模式，推動光熱資源利用最優化。

3.3 增加經濟效益

目前市場上鮮食玉米較受歡迎，另外，鮮食大豆在南方省市中也頗為市場追捧。傳統的菜用大豆種植可以在一定程度上提升農民的收入，豐富人們的菜籃子。然而，菜用大豆與玉米的生產時段較為相近，經常出現爭地矛盾。通過發展鮮食大豆與鮮食玉米間作套作，可以在一定程度上緩解該矛盾。通過復合種植，可以改變原有的農產品價格低下的特點，提升玉米大豆商品屬性，更好地改善供應狀況，服務于市場，增加經濟效益。

4 存在的問題

4.1 機耕現狀

四川丘陵區玉米大豆機耕在農業生產基本環節中具有較高的機械化水平，但是由于丘陵地區田塊小且分布不規則，機械模式未能實現大規模運用，機耕仍要依靠微型機器，由于經濟條件以及田地狀況、土壤質量的限制，四川的機耕模式多見于農業大戶，且多選擇以輪式拖拉機為動力的旋耕機進行作業。

長期運用旋耕一些問題出現，主要有:①土壤耕層淺，我國耕機耕深與美國的耕深存在很大差距，中國平均耕層深度為16.5cm，而美國可達35cm。②土壤板結狀況明顯。③有效耕層土壤較少且呈下降趨勢。丘陵地區地形地勢條件不好，只能用微耕機耕地，勞動量大且速度較慢，土壤質量不好，大土塊較多，加之土地使用不當造成土地質量變差，蓄水能力大不如前。耕層淺，質量差，抑制了玉米根系的生長，不僅對作物的吸水質量產生影響，嚴重影響了糧食的產量質量，此外，作物抗倒伏能力受損，一定程度上影響了降低了抵御自然災害的水平。

4.2 機播現狀

四川丘陵地區玉米機播發展并不成熟，仍在初期階段，以中小型為主。本省制造的僅有播種功能的小型兩行播種機，應用范圍廣，與之適配的拖拉機也是手扶式。其他省份制造的兩行、三行播種機使用率低，與只有播種功能且是培育小型輪式拖拉機的兩行播種機不同，后者以中型輪式拖拉機為動力，且功能有播種與施肥兩種。

現有排種器主要有外槽輪式以及勺輪式精量排種器兩種。前者構造簡單，但在精量播種上效果較差，在播種時頻率不穩定，極易出現不均勻現象，設定粗略，極易出現重復播種，，甚至會出現漏播情況，使播種效率大打折扣。后者可以實現玉米的精量播種，且播種距離以及深度較為精確，排種穩定，但結構復雜，動力多用中小型輪式拖拉機，機身較長，可達4m以上，所以在作業中掉頭時要留好相應距離的土地。目前丘陵山區適用的播種機功能少，而其他省份功能較多的播種機卻不適用于丘陵山區，北方地區往往多用播種、施肥一體機。現今市場上的旋耕、播種、施肥一體機以及施肥、鋪膜、播種一體機均不適用于丘陵山區，缺少針對地形特點制造的機具，這主要是機具與田地尺寸不匹配造成的問題。農用機器一般較大，而丘陵地區田地較為零散，丘陵地區使用的播種機動力較小，也限制了作業效果的實現。而間套作模式下的手扶式播種機則很難同時進行播種與施肥操作，使得作業效率大打折扣。

4.3 機收現狀

四川地區多山多丘陵，在機耕、機播、機收3個基礎環節中，機收環節的效率最低，僅有一些農業大戶使用從其他省份引進的玉米收獲機開展機收試驗。從作業形式來看有4種機型：開展摘穗、集箱工作的果穗收獲型，包含從摘穗到秸稈回收的穗莖兼收型，果穗收獲與秸稈粉碎還田型，實施果穗和秸稈收割、切碎以及集箱工作的青貯型。引進的玉米大豆收獲機的摘穗裝置主要有板式和臥輥式，后者功耗小，對青貯玉米大豆而言摘穗效率較高。但在收獲成熟度較高的果穗時容易造成果穗損失嚴重的現象。板式摘穗裝置，收獲效率高、工藝簡單且不易損傷玉米穗，極大地減少了籽粒破碎現象。動力要求高，收獲時極易帶有其他雜物，多用于已成熟的果穗收獲工作。

5 對策

5.1 加大適用機具的研發力度

對于科研單位、高校以及農機生產企業等加大研發經費支持，加強可以適應丘陵山區的玉米大豆生產機械的研發生產，從四川實際狀況出發，結合生態條件以及種植條件研發更加多樣的機具。在機耕方面應該2～3年開展1次深松作業，每次播種前開展旋耕，收獲玉米后進行深松，深度應大于25cm，提升土壤蓄水保墑水平。

機播方面，小型播種機應淘汰外槽輪式排種器，并應用半精量窩眼輪式排種器。在排除前者現存問題的基礎上，后者成本較小、構造簡便，工作質量高，可以增加作業效率。研發生產適用于丘陵地區玉米規模化種植的復合功能播種機，在機具選擇上應該推薦擁護根據實際所需選擇機型。收穗以及粉碎秸稈還田機型推薦應用板式摘穗設備，這會提升成熟度較高的玉米穗的收獲效率，也會降低潮濕程度，減輕糧食晾曬工作。此外，穗莖兼收和青貯玉米機型多推薦臥輥式摘穗設備，降低秸稈營養流失速率。

5.2 加速新技術的推廣應用

目前，我國農業生產技術不斷更新，也即將改進玉米大豆生產模式，比如靜電播種以及超音速播種等技術。新技術的出現可以改變傳統種植模式帶來的弊端，提高生產率。農業部要制定科學方案，聯合院校以及科研單位的，協調“產、學、研”等環節，推動革新，學習、研發并培養農業新技術。根據以往經驗，子機械推廣環節有突出缺陷，應擴大舊平臺，創建新平臺，為農民接觸種植機械構造更多橋梁。

四川省以高產樣板為“著力點”，將科研部門、經營主體以及推廣平臺統一起來，積極建立推廣田網絡，此外結合其他地區農業建設經驗利用綜合的培訓模式推廣新機制，并以四川為中心在西南地區推廣，形成試驗展示區。

5.3 加強農機化示范基地建設

發揮媒介作用，通過電視、廣播等渠道宣傳丘陵區玉米大豆農機化示范基地建設，使農戶了解并接受農機化基地建設，促進示范基地的發展。開展農機技術培訓工作，從示范基地的農機手開始推廣免費培訓，并派專家到基地進行指導，不僅能推廣技術，也可以推動基地農機化生產的實現。最后發揮基地的帶動作用，帶動周邊農戶開展農機化改革。

5.4 加大政策扶持力度

相關部門應對玉米生產機械購機補貼提供政策扶持。當前的農業機械購機補貼主要局限于剝皮以及脫粒，為了促進玉米機械化生產，應擴大補貼機械種類，將播種、收割等環節所用機械納入其中，降低購機成本，刺激農戶的購機欲望，促進規模經營的實現。推動土地流轉以及集中生產，為農業大戶規模化發展提供可能，促使農業大戶的玉米機具購買，開展機械化生產。

6 結論

此外，由于玉米大豆是我國的主要糧食作物，玉米大豆帶狀種植機械發展可以提高產量，給食品安全帶來保障。大豆的經濟作物屬性也可以得到更好地發揮，促進我國經濟的發展。玉米大豆帶狀種植機械的發展會推動我國農業的發展，對中國這一農業大國而言，也會推動第一產業經濟效益的提升，也會為糧食安全提供保障。