大豆播種機(jī)械現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

胡培杰 楊善東 劉 洋

大豆是我國(guó)主要的糧油作物之一，也是重要的工業(yè)原料和飼料。隨著國(guó)家政策的推動(dòng)以及農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)大豆的種植面積和生產(chǎn)量呈逐年上升態(tài)勢(shì)，但仍然滿足不了我國(guó)對(duì)大豆需求量的增長(zhǎng)速度。近幾年中國(guó)大豆進(jìn)口量也一直呈上升趨勢(shì)，2020年我國(guó)大豆年需求量約1.2×108t，而全年大豆產(chǎn)量?jī)H為1.96×107t，需進(jìn)口大豆近1×108t。

美國(guó)和巴西之所以能成為大豆主要出口國(guó)，最主要的原因是規(guī)模化機(jī)械化種植技術(shù)能夠有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，進(jìn)而降低大豆價(jià)格。雖然近幾年國(guó)內(nèi)大豆機(jī)械化種植技術(shù)也取得了不錯(cuò)的發(fā)展與推廣，但是還存在明顯的短板，較發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距。

一、大豆播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國(guó)大豆種植的產(chǎn)區(qū)主要為東北地區(qū)、黃淮海地區(qū)和南方地區(qū)。其中東北地區(qū)作為我國(guó)最大的大豆生產(chǎn)基地，機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平；黃淮海地區(qū)主要采用免耕播種的方式，多中小型免耕播種機(jī)；南方地區(qū)因?yàn)榈匦卧颍m合小型機(jī)械作業(yè)。

（一）氣吸式播種機(jī)

氣吸式播種機(jī)對(duì)種子形狀、尺寸要求較低，不易傷種，適合高速作業(yè)，其中應(yīng)用最廣泛的是氣吸式播種機(jī)，可一次性完成開溝、側(cè)施肥、破茬、播種、培土、鎮(zhèn)壓作業(yè)；通過(guò)更換排種盤，可以播種大豆、玉米、高粱等其它大中籽粒作物，通用性較好；通過(guò)單體仿形實(shí)現(xiàn)播深一致，作業(yè)速度可達(dá)8km/h。但是氣吸式播種機(jī)在工作時(shí)需要單獨(dú)配備氣力系統(tǒng)，致使整個(gè)機(jī)具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本和使用難度較高，靈活性較差，只在我國(guó)部分地區(qū)得到了推廣和應(yīng)用。

當(dāng)前，東北地區(qū)大豆種植模式主要有“壟三”栽培技術(shù)、大壟密植栽培技術(shù)、大豆窄行密植栽培技術(shù)等，通過(guò)壟上雙行或多行種植，實(shí)現(xiàn)大豆增產(chǎn)。圖1為2BGD-6（110）大壟大豆耕播機(jī)，該機(jī)可依次實(shí)現(xiàn)苗間開溝施肥、深松、壟臺(tái)碎土、苗帶播種、起壟（扶壟）、覆土、鎮(zhèn)壓等工作，采用氣吸式排種器，配套動(dòng)力180～220馬力，一次播種6行，作業(yè)速度4～7km/h。

圖1 2BGD-6（110）大壟大豆耕播機(jī)

（二）免耕播種機(jī)

大豆免耕播種機(jī)可以在前茬未耕土地上一次性完成開溝施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)，減少了機(jī)具下地作業(yè)次數(shù)，省時(shí)高效。但是在兩熟地區(qū)，前茬作物收獲后，大量秸稈覆蓋在地表，播種時(shí)容易堵塞。目前大部分播種機(jī)開溝器前端設(shè)有防堵裝置，分為主動(dòng)防堵裝置和被動(dòng)防堵裝置。

主動(dòng)防堵裝置一般在機(jī)具前端配備旋耕刀，目前不同品牌播種機(jī)的秸稈粉碎裝置存在刀型和排布方式的區(qū)別，既有彎刀也有直刀，既有全部粉碎，也有帶狀粉碎，相比之下，帶狀粉碎只清理苗帶上的秸稈，對(duì)土壤的擾動(dòng)較小，且損耗動(dòng)力更小。

圓盤破茬刀式免耕播種機(jī)，機(jī)組前進(jìn)時(shí)通過(guò)刃口切割秸稈和根莖實(shí)現(xiàn)破茬，圓盤刀有平面圓盤、缺口圓盤、波紋圓盤等形狀。但是圓盤刀工作時(shí)需要切入土壤，產(chǎn)生阻力較大，功率消耗較高。除此之外，目前比較多見的是在開溝器鏟柄上配置防秸稈纏繞裝置。

在旋耕滅茬后，秸稈和土壤混雜嚴(yán)重，造成種子無(wú)法理想著床，國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系針對(duì)黃淮海地區(qū)麥茬地研制出了免耕覆秸精量播種機(jī)，可一次性完成側(cè)拋秸稈、施肥施藥、精良播種、覆土鎮(zhèn)壓、封閉除草等作業(yè)環(huán)節(jié)。

近些年來(lái)，為了緩解國(guó)內(nèi)大豆供需極不平衡的現(xiàn)狀，國(guó)家提出了大豆振興計(jì)劃，并且推廣玉米大豆間作種植技術(shù)，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)楊文鈺團(tuán)隊(duì)提出了帶狀復(fù)合種植技術(shù)，并且研發(fā)出了玉米—大豆帶狀間作精量播種機(jī)，該機(jī)可一次性播種3行大豆和2行玉米，相較于傳統(tǒng)間作，避免了機(jī)器多次下地壓實(shí)土壤，提高了作業(yè)效率。

二、存在問題

（一）排種器制造水平、工作性能問題

受限于我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，為了減少生產(chǎn)成本投入，一些先進(jìn)的制造工藝沒能應(yīng)用在農(nóng)機(jī)制造上，導(dǎo)致目前播種機(jī)尤其是排種器的制造水平較低，排種精度和耐用程度較國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有很大差距。

（二）播種機(jī)防擁堵、雜草纏繞問題

在黃淮海地區(qū)，大豆多采用免耕播種，免耕播種面臨的最大問題就是如何解決秸稈擁堵和雜草纏繞的問題，目前市面上最多的為安裝秸稈防纏繞裝置和旋耕秸稈粉碎裝置，被動(dòng)式的效果不是很理想，旋耕方式雖然能有效的通過(guò)滑切的方式切斷秸稈，但是消耗功率較大，工作時(shí)間長(zhǎng)了在旋耕軸上會(huì)發(fā)生纏繞情況，進(jìn)而堵塞，如遇到土壤水分較大的情況，情況更加嚴(yán)重。

（三）農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合復(fù)雜

我國(guó)地域遼闊，從北至南，地形和氣候條件存在加大差異，就使得大豆種植模式不盡相同。東北地區(qū)一般實(shí)行大地塊窄行密植，適宜大型機(jī)械化標(biāo)準(zhǔn)種植；黃淮大海地區(qū)一般為小地塊免耕種植，要求播種機(jī)有較好的防擁堵效果；而南方地區(qū)多山地丘陵，機(jī)械化水平較低，多間作模式，需要使用適用性較好的小型播種機(jī)。

三、發(fā)展趨勢(shì)

加強(qiáng)對(duì)播種機(jī)關(guān)鍵部件的研究，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，研發(fā)高性能排種器，提高制作工藝水平、降低產(chǎn)品價(jià)格，同時(shí)結(jié)合人工智能和自動(dòng)控制等輔助手段提高播種質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)大豆生產(chǎn)智能化、高速化、精準(zhǔn)化作業(yè)。針對(duì)黃淮海大豆種植地區(qū)，雖然土地流轉(zhuǎn)已成趨勢(shì)，但是還是以小地塊作業(yè)為主，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)模化作業(yè)，主要還是以研發(fā)中小型大豆免耕播種機(jī)為主，進(jìn)一步解決麥茬地播種秸稈擁堵和雜草纏繞問題，減少動(dòng)土量，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量保護(hù)性耕作。南方地區(qū)由于地形限制，適宜發(fā)展小型機(jī)械，對(duì)條件合適的土地進(jìn)行集中化、易機(jī)化整理，以提高農(nóng)機(jī)適應(yīng)性；根據(jù)山地丘陵地區(qū)作業(yè)要求，尤其是播種機(jī)械和收獲機(jī)械，要有針對(duì)性地結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)體系以及智能化技術(shù)，研發(fā)高效智能農(nóng)業(yè)裝備，以滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)需要。