江蘇省稻茬麥機械化播種概況與發展*

張會娟，顧峰瑋，吳峰，徐弘博，高學梅，胡志超

(農業農村部南京農業機械化研究所，南京市，210014)

0 引言

小麥和水稻作為最主要的糧食作物，其生產關乎我國糧食安全，而稻麥輪作則是我國最主要的耕作制度之一[1]。江蘇是經濟大省，也是農業大省，稻茬麥占全省小麥總面積70%以上，其中淮南地區稻茬麥占比高達82%。江蘇省又是我國糧食主產區之一，其氣候適宜、熱量充分、雨水豐沛，多平原、丘陵，地勢條件排在全國前列，配套機具數量明顯高于全國水平，而當地的農業機械化發展水平并不突出，水旱輪作模式的特殊性決定其機械化發展的復雜性[2-4]。

江蘇省水稻秸稈量大、含水率高、稻田土壤濕黏，對水旱耕作、播種、移栽及收獲等環節需求多樣。在稻茬麥耕種季節，江蘇省機械化播種存在全量還田秸稈量大、移出綜合利用代價大、濕爛田播種難度大、播種不均勻等問題，制約了稻麥輪作生產全程機械化的發展，而要實現江蘇省稻茬麥機械化播種作物的豐收，首先須保證有足夠的基本苗、有效分蘗和穗數，這在很大程度上取決于播種質量優劣[5-10]。因此，實現稻茬麥機播全苗、苗勻、苗壯等是目前小麥生產中要解決的現實問題，而如何實現“全量稻秸硬茬地”高質順暢小麥機械化播種一直是江蘇省推進農業機械化轉型升級、真正實現糧食作物全程全面機械化環節中的重點和難點。

本文在介紹我國現有稻茬麥播種方式的基礎上，闡述了目前國內市場上現有7種新型的稻茬麥機械化播種機具的類型、工作原理、特點等，并針對江蘇省稻茬麥機械化播種存在的問題，提出了相關發展措施與建議。

1 江蘇省稻茬麥播種方式

小麥在北方一般為玉米—小麥的輪作，機械化播種方式主要有免耕播種、常規機播，而在江蘇、安徽等地水稻—小麥輪作區，水稻秸稈量多、種植密度遠高于玉米、土壤濕粘，小麥免耕播種無法適用，只有在小麥播種期天氣干旱且土壤也干燥的情況下才可以用常規機播模式。江蘇省稻茬麥地區經過多年的發展，現已形成多種作業模式，主要分為以下4種。

1.1 人工或機械撒播

對水稻秸稈粉碎后，先進行撒肥后旋耕整地，再用人工或機械撒種，最后淺旋耕給種子覆土。撒播雖然省工、省事，但嚴重影響稻茬麥種植的質量，種子、化肥浪費嚴重，且播種深度、出苗均勻性都難以保證，難以形成壯苗，生長后期抗逆性差，對小麥高產穩產造成嚴重隱患[11-13]。

1.2 常規機播

在天氣干燥條件下可采用傳統機械播種方式，先對水稻秸稈進行粉碎，撒肥后深翻，再對田塊進行旋耕處理，利用常規條播機進行播種，最后利用開溝機開溝。這種作業方式具有出苗整齊，整體播種質量較好等優點，但機具進地次數多，效率低，生產成本高[11-14]。

1.3 旋耕播種

旋耕播種是稻茬麥播種用的最多的一種機具，先對水稻秸稈進行粉碎或水稻收獲機帶秸稈粉碎功能并低留茬收獲，再在處理過秸稈的田塊上進行播種，播種時把肥料同時施于土壤，排種器的驅動形式和開溝器根據不同土壤條件有多種樣式，播種后再進行開溝。這種作業方式播種深度、出苗均勻性都較常規機播效果差，但機具進地次數少，生產成本低。

1.4 復式作業

復式作業可以一次性完成秸稈粉碎、開溝、施肥、播種、鎮壓全部或幾種工序，具有廣泛的技術適應性，其在復雜作業條件下通過性良好，對高留茬田塊有較好的技術適應性。這種作業方式機具成本高，但作業質量和效率高，具有良好的市場前景[11,15]。

如果彈體未完全銷蝕，銷蝕碎片形成的圓管與殘余彈體之間有相互作用，那么碎片圓管對總侵徹深度的影響可以忽略；如果彈體完全銷蝕，銷蝕碎片直接對混凝土靶板產生二次侵徹，那么就需要考慮其對總侵徹深度的貢獻[25]。因此總侵徹深度可以寫為

2 江蘇省現有稻茬麥機械化播種技術概況

江蘇省是長江中下游糧食主要產區之一，糧食生產以稻麥兩熟輪作為主，茬口銜接愈來愈緊張，對稻茬麥機械化播種設備的性能要求亦水漲船高。目前，在江蘇省已形成的稻茬麥播種作業模式中，人工或機械撒播應用較少；常規機播因稻茬麥土壤濕粘的原因，應用也很少；旋耕播種應用最多，也最常見；復式作業設備適應性好，作業質量好，效率高，是江蘇省乃至全國今后機械化播種發展的方向之一。因此，有關江蘇省現有稻茬麥機械化播種技術概況主要針對應用較廣的旋耕播種和復式作業技術，前兩種稻茬麥播種作業模式不再展開贅述。

采用復式作業技術既能起到保溫保墑，提高肥效，保證出苗率，又能很好地遏制秸稈焚燒帶來的環境污染及危害，亦可有效改善土壤的可耕作性，增加土壤有機質，實現農業的增產增收。目前江蘇、河南等地的研究院所、企業已開展了新型稻茬麥機械化播種復式作業技術及設備的相關研究與試制工作，并在江蘇省稻茬麥地區開展了示范應用。

針對旋耕播種和復式作業技術，按照秸稈處理方式，稻茬麥播種技術分為秸稈需粉碎和秸稈無需前處理，其中秸稈需粉碎又分為普通旋播、秸稈重新整理以及其他特有技術；秸稈無需前處理又分為秸稈鋪放地表和秸稈鋪放行間，具體分類情況如圖1所示。

圖1 稻茬麥機械化播種技術分類Fig.1 Classification of mechanized seeding technology on wheat after rice

2.1 普通旋播技術

普通旋播機在稻茬麥播種中是最常見的播種裝備，其主要完成整地、施肥、播種作業。以揚陽2BFG-(14)(8)230A旋耕施肥播種機為典型代表機型，整機如圖2所示。播種作業時，拖拉機動力輸出軸連接機具動力輸入軸，帶動旋耕刀軸轉動完成整地工作，排種器和排肥器的動力來自地輪，肥料在地輪的帶動下經過肥管撒在機具的前方，伴隨整地作業混入土中，種子經過種管和開溝器播入土中。該種機具作業時需要在無秸稈或秸稈粉碎的田塊進行作業，當秸稈長而多時會嚴重影響播種機具作業質量。

圖2 2BFG-(14)(8)230A旋耕施肥播種機Fig.2 2BFG-(14)(8)230A fertilizing and sowing machine with rotary tillage1.旋耕刀軸 2.肥管 3.種管 4.地輪

2.2 秸稈重新整理技術

秸稈重新整理技術是機具作業在已經秸稈粉碎的田塊上，粉碎后的秸稈隨機具作業重新整理擺放位置，達到較好的播種效果，代表機型有2BFG-6/12 (260)稻麥條帶智能施肥播種機和2BMQF-8/16全還田防纏繞免耕施肥播種機。

2BFG-6/12 (260)稻麥條帶智能施肥播種機如圖3所示，其主要包括機具前方的絞龍潔茬裝置、間隔旋耕裝置、鎮壓裝置、開溝裝置、傳動裝置以及播種施肥裝置。播種作業時，絞龍潔茬裝置將機具前方需要耕種位置的秸稈利用絞龍推送到不需要耕種的寬行中，隨后將肥料撒施到已清除秸稈的區域，再由旋耕裝置將土壤進行疏松同時與肥料進行混合，然后將種子排下隨旋耕的土壤埋在土壤里，最后再由鎮壓裝置將種植區域鎮壓一下，機具在播種的同時還可以利用開溝裝置完成田間開溝作業。該機具適宜于已完成秸稈還田的田塊，其特點是利用絞龍潔茬裝置將地表秸稈集中到不旋耕的寬行中，起到提高地溫、保濕的作用，從而使旋耕播種的條帶里，小麥籽粒與土壤充分接觸，以此提高小麥出苗率，同時解決稻茬麥播種架種、晾種的問題。

圖3 2BFG-6/12 (260)稻麥條帶智能施肥播種機Fig.3 2BFG-6/12 (260)belt intelligent fertilizing and sowing machine of rice and wheat1.絞龍潔茬裝置

2BMQF-8/16全還田防纏繞免耕施肥播種機如圖4所示，其主要包括帶鍘切開溝刀的旋耕裝置、鎮壓裝置、排種裝置、施肥裝置以及傳動裝置。

圖4 2BMQF-8/16全還田防纏繞免耕施肥播種機Fig.4 2BMQF-8/16 fertilizing and sowing machine of anti-twining and no-tillage under full retention1.帶鍘切開溝刀

2.3 其他特有技術

在普通旋耕播發展過程中，稻茬麥播種技術因土壤粘重作業效果差、農藝要求等，在原有旋播機的基礎上進行了改進，因土壤粘重一次旋耕效果差而使用雙旋耕軸的雙軸旋耕，地輪因土壤粘濕固定刮土板無法長久作業而改為動力清土裝置，并根據農藝開溝要求增加了開溝裝置，已達到減少下地次數，代表機型有2BFGK-14(260)雙軸旋耕施肥播種機和2BFGK-14(260)雙軸旋耕開溝施肥播種機。

2BFGK-14(260)雙軸旋耕施肥播種機如圖5所示，其主要包括前旋耕裝置、后旋耕裝置、施肥播種裝置、鎮壓裝置、鎮壓清理裝置、活動開溝裝置、傳動裝置等。播種作業時，先將肥料施于地表，前旋耕裝置先將肥料和土壤混合下，隨后比旋耕裝置稍高的后旋耕裝置再一次耕整土壤，播種裝置也將種子排出，隨第二次耕整地播入土壤，最后由鎮壓裝置完成鎮壓，鎮壓裝置后側配有帶動力的清理裝置可清除鎮壓輪上的黏土，機具配有的活動犁鏟式開溝裝置，可根據需求選擇此次作業是否開溝。該機具可以在秸稈粉碎的田地進行作業，其特點是兩次旋耕可形成更好的土床，有利于種子發芽和成長，還配有帶動力的鎮壓清理裝置，可將鎮壓輪上粘粘的土壤及秸稈清理干凈，清理效果很好，防止鎮壓輪粘土以保證機具順暢作業。

圖5 2BFGK-14(260)雙軸旋耕施肥播種機Fig.5 2BFGK-14(260)fertilizing and sowing machine with biaxial rotary tillage and furrower1.鎮壓清理裝置 2.犁式開溝裝置

2BFGK-14(260)雙軸旋耕開溝施肥播種機如圖6所示，其主要包括前旋耕裝置、后旋耕裝置、施肥播種裝置、鎮壓裝置、活動開溝裝置、傳動裝置等。播種作業時，先將肥料施于地表，再由前旋耕裝置將肥料和土壤混合下，隨后比旋耕裝置稍高的后旋耕裝置再一次耕整土壤，播種裝置也將種子排出，隨第二次耕整地播入土壤，最后由鎮壓裝置完成鎮壓，機具配有的活動的圓盤式旋轉開溝裝置，活動開溝裝置可根據需求選擇此次作業是否開溝，需要開溝時由液壓裝置控制開溝裝置放下完成開溝作業，不需要開溝時由液壓裝置控制開溝裝置抬起。該機具可在秸稈粉碎的田塊進行作業，其特點是兩次旋耕可形成更好的土床，有利于種子發芽和成長，配有活動開溝裝置，可按需選擇是否開溝。

(a)播種機田間作業情況

2.4 秸稈鋪放地表技術

秸稈鋪放地表技術是水稻秸稈無需處理，在作業過程中機具先把秸稈進行粉碎，隨后經過特有裝置把秸稈平鋪到地表，達到良好的作業效果，代表機型有2BQYJGT-220全量秸稈硬茬地覆還調控小麥潔區播種機。

2BQYJGT-220全量秸稈硬茬地覆還調控小麥潔區播種機如圖7所示，其主要包括秸稈粉碎裝置、碎秸分流裝置、旋耕裝置、施肥播種裝置、鎮壓裝置以及動力傳動裝置等組成。

(a)碎秸覆還調控原理圖

播種作業時，在機具前方的秸稈粉碎裝置先將秸稈進行粉碎，隨后的碎秸分流裝置將粉碎的秸稈按照分流比例部分秸稈直接放在地表，部分向上向后沿種行跨越播種施肥組件整體拋撒覆蓋至播后地表，施肥裝置將肥料撒施在未旋耕的地面，隨后的旋耕裝置將部分粉碎的秸稈、肥料及土壤混合起來，后面的播種裝置將種子播下，最后地輪完成鎮壓。該機具可以在秸稈不做任何處理的田塊進行作業，其特點是可一次完成“秸稈粉碎、碎秸分流、施肥播種、均勻覆秸”，實現碎秸部分入土，還田部分覆蓋播后地表，既避免了秸稈全量入土還田當茬耗氮又能避免全量覆蓋引起的黃苗、弱苗，保證了苗齊、苗壯[19-23]。

2.5 秸稈鋪放行間技術

秸稈鋪放行間技術是水稻秸稈無需處理，在作業過程中機具先把秸稈進行粉碎，隨后經過特有裝置把秸稈鋪放到種行間，達到較好的作業效果，代表機型有2BQYJGH-240全量秸稈硬茬地行間集覆小麥潔區播種機。2BQYJGH-240全量秸稈硬茬地行間集覆小麥潔區播種機如圖8所示。

(a)碎秸行間集覆原理圖

其主要包括秸稈粉碎裝置、碎秸導流裝置、間隔旋耕裝置、施肥播種裝置、鎮壓裝置以及動力傳動裝置等組成。播種作業時，在機具前方的秸稈粉碎裝置先把秸稈進行粉碎，隨后的碎秸導流裝置將粉碎的秸稈成條鋪放，位于機具后方的旋耕、施肥播種等裝置繼續完成其他作業，施肥裝置先把肥料撒施在無秸稈的待旋耕的種帶內，然后間隔旋耕裝置把無秸稈的區域進行旋耕作業，緊隨其后的播種裝置把種子播種在無秸稈的土壤里，最后鎮壓裝置完成鎮壓。該機具可在秸稈不做任何處理的田塊進行作業，其特點是可一次完成“秸稈粉碎、種帶清秸、行間集覆、寬幅播種”，實現碎秸有序規整鋪放于種行間，保溫保墑、提高肥效，保證出苗率[16-18]。綜上，7種新型稻茬麥播種機具技術性能參數對比如表1所示。

表1 7種稻茬麥播種機具技術性能參數對比表Tab.1 Technical performance parameters of 7 kinds sowing machines on wheat after rice

3 江蘇省稻茬麥機械化播種存在的問題

上述提到的江蘇省現有的兩大類型多種稻茬麥機械化播種技術及設備已在江蘇等地進行田間開展播種作業及相關性能試驗，并取得了一定成效，但其在稻茬麥秸稈全量還田、茬口銜接、種植模式和播種機具的選擇等方面仍存在諸多問題。

3.1 全量還田秸稈量大，移出綜合利用代價大，影響稻茬麥生產穩定性

水稻秸稈全量還田量大、秸稈韌性大導致后續播種環節難度增加，造成稻茬麥種植機械化率偏低和播種質量不高，制約江蘇省稻茬麥種植機械化水平發展。水稻產量和秸稈量之間的比例之間大約為1∶1，江蘇水稻平均產量7 500 kg以上，將其移出代價高且無有效綜合利用途徑，秸稈全量還田是其根本出路。目前機械化全量還田存在埋深不足、分布不均以及秸稈碎度不夠等問題，從而影響了下一茬小麥的耕整和播種環節作業正常開展。江蘇省稻茬麥以粗放式機械播種和撒播為主，存在播量過大、出苗率低、缺棵斷壟、根系發育不良等諸多問題，嚴重影響稻茬麥生產的穩定性，亦制約了稻茬麥的生產效益。因此，如何處理好全量秸稈還田是解決小麥機械化播種環節的重點和難點。

3.2 注重水稻品質而輕視小麥產量，稻田放水晚，濕爛田播種小麥難度大

江蘇省稻茬麥機械化種植存在季節矛盾、土壤水分含量高、茬口銜接等問題。稻麥兩熟輪作前茬作物成熟期比較晚，整地時間相應變短，使小麥的播期推遲；稻茬麥播種季節若遇持續陰雨天氣，稻田放水晚，土壤墑情差，以至田塊濕爛，機械化耕整和播種難度加大；加之由于長期采用了單一的稻茬麥種植模式，種植戶多數只注重了水稻品質，而輕視了小麥產量，錯過了小麥的最佳播期，因此出現了農戶用手隨便撒播現象，導致小麥用種量大，生長受到影響，冬前分蘗少，越冬期不易形成壯苗，苗小苗弱，容易引起凍害，進而來年小麥產量、質量嚴重下降，甚至出現小麥收入不夠支付收割費用。

3.3 機播生產成本高，新產品補貼難，影響了機播技術的大面積推廣應用

稻茬麥機播的生產成本高、機械播種播量小的傳統觀念，在一定程度上影響了機播技術的推廣。其中，撒播作業環節相對簡單，作業費大約600元/hm2，僅需在撒播后旋耕一遍。常規播種作業費大約1 275元/hm2，大多需旋耕整地兩遍以上才能進行機播。近年來，我國雖涌現了一批可實現旋耕滅茬播種鎮壓等功能的作業機具，其產品價格較普通播種機高很多，但農機補貼目錄中為常規機械，其按照常規農機補貼額度很少，無法調動企業的積極性，未能大面積推廣應用。

3.4 受傳統觀念影響，種植戶對新機具、新技術的認識不到位

江蘇省地區尤其是蘇北地區受前茬水稻遲收影響，稻茬麥播種期不同程度被推遲。面對晚播、土壤耕整以及常規機具條播難以實施的問題，許多種植戶深受“有錢買種，無錢買苗”傳統觀念的影響，認為撒播作業省工、省事、省錢，且播種量較大。近年來，針對稻田收獲后機械化播種小麥的問題，各地開發了不少新式小麥精量播種機械，但秸稈還田方式、播種適宜條件及配套農藝技術存在較大差異。由于機具選擇不當，作業水平達不到農藝要求，稻茬麥播種的質量有限，部分農戶因而產生了“機播不如撒播”的錯誤認識，導致撒播方式有擴散趨勢。

4 加快發展江蘇省稻茬麥機械化播種的建議與措施

4.1 搞好農田基礎設施，加強農機農藝融合，保障水稻小麥高產

搞好農田基礎設施配套，合理安排機械排灌，做到三溝配套、六溝相連，能灌能排；加強水稻小麥輪作耕作農藝研究，加快培育高品質低生長周期的水稻品種，加快研發水稻大齡秧苗移栽技術，解決稻茬麥因水稻生長期長影響播種問題；水稻田提前適期放水，充分晾曬田塊，一般在收獲前10～15 d，根據收獲時土壤情況選擇合適的播種方式和作業機具，播后進行鎮壓，播后鎮壓不僅具有保墑、提高小麥出苗率的作用，還能顯著增強小麥越冬期間抗干旱和低溫凍害的能力，特別是稻茬小麥在秸稈還田條件下旋耕播種，開排水溝并根據土壤墑情適時補墑；從農機農藝等各個不同方面提高水稻和小麥的產量，增加農民收入。

4.2 加快稻茬麥播種新機具研發，以滿足多種工況要求

目前尚沒有形成一條成熟的基于秸稈全量還田條件下的稻茬麥機械化生產技術路線，旋耕滅茬播種鎮壓等功能于一體的一次作業機具擁有量小，還在示范推廣階段，對于秸稈粉碎還田的稻茬麥作業效果差。稻茬麥作業機具的技術難點在于稻茬麥稻秸粉碎均勻拋撒、埋茬還田深度和小麥播種的深淺一致及播籽均勻等。因此，在突破上述技術難點的基礎上，江蘇省應因地制宜加快研發適于爛濕地小麥播種、集成稻秸還田、可實現集秸稈還田→旋耕→播種一次完成效果較好的新型復式作業機具。

4.3 大力推進土地流轉，適度發展規模化、集約化經營

江蘇省稻茬麥常年種植面積約2 388.2 khm2，但一家一戶的作業模式仍然占主導地位，土地的“碎片化”使大型復式作業機具入田困難，其作業效率和功能得不到有效發揮。因此，今后我省應給予政策支持，加快實施土地整理工程和中低產田改造，大力推進土地流轉，適度發展規模化、集約化經營，扶持糧食種植大戶、家庭農場和合作社等新型經營主體的快速發展，進一步加大對農機手的培訓力度，切實提高收割、秸稈還田與耕播環節的機械化作業水平；將大型復式小麥作業機具的發展應用與農機社會化服務和土地流轉有機結合起來，不僅有利于推行機械化播種，加快社會化服務進程，而且可有效提升大型作業機具的使用效率和作業效益。

4.4 加大政策扶持力度，加強培訓宣傳與示范推廣

江蘇省對農業機械的研發與推廣方面投入的人力、物力不足，尤其在稻茬麥耕整地、播種等農業機械技術與裝備方面的研究相對薄弱，化肥深施、復式播種等農業機械化新技術尚未大面積推廣應用。因此，今后應加大政策扶持力度，加強產學研聯合，實現優勢互補；加大資金投入，支持和鼓勵農機生產企業，設置專項資金用于小麥機播作業補貼；加大新產品的購機補貼力度，在條件成熟地區可采取按作業面積補貼方式，加快先進、實用小麥復式播種機具和技術的推廣；同時，農業、農機部門也要密切配合，營造農機、農藝緊密融合的推廣氛圍，共同做好稻茬麥新型小麥機械化播種技術及裝備的培訓、宣傳和示范推廣。