大豆玉米帶狀復合種植專用播種機現場演示驗證技術要求

張曉晨，張樹閣，程勝男，徐峰，張建軍

(農業農村部農業機械化總站，北京市，100122)

0 引言

大豆玉米帶狀復合種植技術，是四川農業大學課題研究組歷時22年的研究成果。大豆玉米帶狀復合種植改單一作物種植為高低作物搭配間作、改等行種植為寬窄行種植，充分發揮邊行優勢，實現玉米產量基本不減、增收一季大豆，是傳統間套種技術的創新發展。該模式集成了品種搭配、擴行縮株、營養調控、減量施肥、綠色防控、封閉除草、機播機收等關鍵技術，集高效輪作、綠色增收、提質增效三位一體，實現了基礎理論研究、應用技術(機具)和示范推廣的有機結合，為擴大大豆種植、提高大豆產能開辟了新的技術路徑。

2022年中央一號文件明確指出，“在黃淮海、西北、西南地區推廣大豆玉米帶狀復合種植”。據悉，2022年農業農村部將在全國16個玉米大豆主產區推廣該模式100 khm2以上，今后面積還會繼續增加。

2022年2月24日，四川省農業農村廳官網公布了四川省大豆玉米帶狀復合種植專用播種機補貼額度，擬最高補貼5 000元，目前正在公示。其他省份也有類似支持政策。在這些政策的鼓勵下，農機裝備生產企業熱情高漲，面向各地不同種植區域的大豆玉米帶狀復合種植專用播種機(以下簡稱：專用播種機)不斷推出。為了確保播種質量、提高播種效率，在農業農村部農業機械化管理司、農業農村部農業機械化總站指導下，西南、西北、黃淮海地區部分省市區組織開展了大豆玉米帶狀復合種植專用播種機現場演示驗證活動。

1 演示驗證的必要性

對應于凈作條件的大豆或玉米播種作業，我國已有很成熟的適合不同地域耕作模式的播種機，而且應用已十分普遍，然而大豆、玉米同時播種的帶狀復合種植專用播種機在我國、甚至在世界上也算是新生事物。近年來，四川農業大學已經與部分企業合作，研制了適宜玉米和大豆間套作的系列機具，可以實現從播種到收獲的全程機械化生產，曾經遭遇的雍塞、施肥量小、密植精度不夠等問題，在量產或新企業推出新產品時是否確認已妥善解決，這個問題不可忽視。根據調研獲得的消息，全國30多家企業聲稱可以供給108個型號的專用播種機，不過絕大多數未實現批量生產。面對“擴行縮株、營養調控、減量施肥”等要求，專用播種機尚有不少方面有待攻關，大面積推廣應用面臨一定風險。

ISO9000標準給“驗證”的定義：通過提供客觀證據，對規定要求已得到滿足的認定。試驗和演示是此種認定的四種方式之一，也是最易于理解、最有說服力的認可方式。開展演示驗證活動的目的：通過驗證，確認申報各型號專用播種機是否滿足前述農藝要求，為購機補貼實施提供技術支撐。

2 演示驗證內容

為了實現驗證目的，部分省區市分別根據當地耕作條件，制定了各自的驗證方案，分別是大豆玉米帶狀復合種植專用播種機先進性驗證方案、安全性驗證方案和適用性驗證方案。規定了演示驗證的內容，即先進性、安全性和適用性，做法和要求，即主要包括取樣、檢測項目、檢測方法、數據處理、合格指標、判定規則等。具體驗證項目由行業主管部門組織農藝和農機專家根據大豆玉米帶狀復合種植農藝要求和區域性農藝特點研究確定。

3 技術要求

先進性、安全性和適用性三方面分別有各自不同的技術要求。

3.1 先進性技術要求

具備先進性，是新產品獲得農機購置補貼的資格要求。先進性是指首先創造、規定并為人們認可、學習、推廣、遵守的特點。此處關注對象是專用播種機或其某個裝置、零部件，關注點是整機的結構、功能和性能，其部件的功能、性能，和/或其零件的結構、材質或性能，在技術創新、技術經濟性等方面體現的先進性。通過收集、審查實用新型專利、發明專利或通過省級以上科技成果鑒定(評價證明)、先進性自我聲明、檢測報告等材料，有專家組進行專業分析、評判，給出先進與否的結論。

先進性驗證要求專家組要專業，熟悉播種機、行業及相關技術發展狀況；驗證評價工作要實事求是，認真、仔細；處于客觀、公正地位，并保持客觀、公正立場；保持開明，協商一致。

3.2 安全性技術要求

強制性標準為我們保障人體健康和人身財產安全提供了技術依循。專用播種機屬于播種機，依法應滿足GB 10395.9—2014《農林機械安全第9部分：播種機械》要求。此外，基于行業實踐，農機專家認為，適用時，專用播種機還應滿足JB/T 10293—2013《單粒(精密)播種機技術條件》和GB/T 20865—2017《免(少)耕施肥播種機》，以確保專用播種機和使用者的安全。具體要求參見表1。

表1 專用播種機安全性技術要求Tab. 1 Safty requirements of the special seeder

需要說明的是，設計者、生產商還應關注專用播種機與配套拖拉機所構成機組的穩定性問題，帶有氣力式排種器的播種機應關注噪聲達標問題，帶劃行器的播種機應關注隨之而來的安全風險。

3.3 適用性技術要求

3.3.1 對專用播種機的作業質量要求

產品使用時滿足顧客需求和期望的程度，即為適用性質量。專用播種機是指按照大豆玉米帶狀復合種植的農藝總要求和區域性要求，能實現大豆、玉米兩種作物按照各自行距、粒距(穴距)精量播種，播深、施肥量和施肥深度分別調控，并進行兩種作物同步播種施肥的作業機具。因此，應首先明確農藝總要求和區域性要求。根據《全國大豆玉米帶狀復合種植技術模式圖》和NY/T 2632—2021《玉米—大豆帶狀復合種植技術規程》，可以歸納出，專用播種機播種、施肥和覆膜的作業質量和效果應達到表2～表5所示的要求。與傳統種植模式比，具有以下3個特點：一是精量播種。玉米單粒播種，大豆每穴1粒或2粒。二是行距、株距縮小，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；大豆玉米行間距60～65 cm或70 cm。三是單位面積施肥量一個加大，一個減小。玉米高氮緩釋復合肥每公頃750～975 kg大豆低氮緩釋復合肥每公頃225～300 kg，“4+4”和“4+6”種植模式施肥量還要適當增加。

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

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

3.3.2 對專用播種機作業性能的要求

圍繞前述歸納出的要求，考慮春播在即，專用播種機生產急需、新產品補貼和凈作條件下播種機技術成熟的實際，根據問題導向、特事特辦原則，確定用表6中的指標驗證演示機型作業性能的優劣。其中，后7項為所有機型應能實現的農藝要求，前邊各項則是不同地區種植條件下，不同機型應達到的要求。必須說明的是，有些指標雖然重要，但未納入目前的驗證方案，如：機組穩定性、劃行器、種子破碎率、總施肥量穩定性及各行施肥量一致性、施肥深度合格率等。如果專用播種機要批量生產，則應提前、全面考察機器的作業性能，包括可靠性、故障報警、劃行器等，確保密植效果、出苗率和生產效率，鼓勵研發企業追求更高的性能指標。

表4 養分管理Tab. 4 Nutrient management

表5 播種深度Tab. 5 Sowing depth

表6 專用播種機作業質量要求Tab. 6 Operating quality requirements of special planter

3.3.3 樣機狀態和試驗條件

適用性驗證時，樣機狀態和試驗條件對性能指標檢測結果影響大。如果不符合要求，則演示驗證結果是不可靠或者是不具有參考價值的，務必審慎對待。可以說，機器適應試驗條件的寬泛程度是機器適應性的一個方面。作為演示驗證，可考慮在極端條件下實施檢測，觀察機器的性能。

1) 樣機狀態。試驗樣機應與使用說明書一致，即：同模樣、同配置，無損毀，是合格品。拖拉機應選擇功率不大于上限值80%的拖拉機為配套動力，若最小功率大于上限值80%時，選擇最小功率為配套動力。另外，駕駛員應熟悉拖拉機、播種機的使用與調整要求，操作熟練，中間不更換。

2) 試驗條件。種子、肥料、農膜：按當地農藝要求選擇，應測定、調查和記錄其名稱、規格和/或性狀；試驗地：應按當地農藝要求選擇，免耕播種型專用播種機應在未經耕整有一定作物殘茬覆蓋的地塊條件下作業。應對試驗地狀況及環境條件進行測定、調查和記錄，如：前茬作物、耕作方式、土壤質地、地表植被狀況、土壤含水率、堅實度等，不符合要求時，不能實施檢測。秸稈覆蓋率不小于70%，秸稈覆蓋量0.6 kg/m2。土壤含水率過低或過高時，不宜實施檢測；作業速度：按說明書規定，建議按不低于說明書中明示最高速度的60%實施檢測；播種深度：按農藝要求，建議播種深度目標值：玉米5 cm，大豆4 cm。

3.3.4 檢測方法

適應性驗證方案均參考現行有效標準或農業機械推廣鑒定大綱，如DG/T 007—2019《播種機》、DG/T 027—2019《旋耕播種機》、DG/T 028—2019《免耕播種機》、JB/T 8401.1—2017《旋耕聯合作業機械第1部分：旋耕施肥播種機》、DG/T 100—2019《鋪膜播種機》等，對條件參數和作業性能參數的檢測方法有明確的規定。驗證檢測由有資質第三方機構的專業人員來完成。

3.3.5 合格指標確定

機器在特定條件下作業性能指標的優劣，是機器適應性的第二個表現。專用播種機應確保在某種間作模式下，大豆、玉米分別的行距、株距和播深、大豆與玉米帶間距，大豆、玉米分別的施肥量達到前述農藝要求，這是最基本的前提，同時，其播種、施肥、覆膜的作業質量還要達到表6的要求，即達到對應合格指標的要求。這些指標數據引用自現行推廣鑒定大綱。專用播種機研發企業可考慮追求更高的標準。需要說明的是，方案中對種肥間距合格率指標判定時，以不小于3 cm為合格，試驗條件中未規定施肥深度范圍，種肥間距農藝要求是10～15 cm為合適，這一點應引起大家的重視。

4 驗證結論及局限性說明

1) 關于驗證結論。安全性、適用性、先進性分別滿足對應方案要求時，驗證通過。安全是基本要求，依法有“一票否決權”。適用性是對機器的基本要求，是機器的靈魂，是農藝成敗的關鍵，也是企業成敗的關鍵。先進性可以不斷改進和追求。建議在適用性所有考核指標均達合格時，才判斷機器適用性滿足要求；建議按安全性、適用性、先進性的順序開展驗證和結果評估工作。

2) 關于驗證結論局限性：驗證通過，不意味著產品成熟，必然好苗情，或者任何情況下都好用。主要有以下原因，一是驗證時特定條件下，檢驗結果，并沒有驗證所有條件下的性能表現。二是后續生產不一定能保證產品的一致性；三是用戶可能操作不當、違規使用，這樣機器會有不同的性能表現。驗證不通過，可能因為產品不成熟，對驗證過程中試驗條件不適應、任何原因引起的性能發揮不充分。

3) 我國現有的播種技術集成專用播種機后，可以滿足大豆玉米帶狀復合種植農藝的要求。考慮到作物特點、農藝關注點及“玉米不減產，多收一季豆”的目標，聯系農業生產中青壯年勞動力緊缺，嚴重依賴農業機械的實際，專用播種機當下應著重解決“精確密植、精確施肥”的問題，即通過機器播種，實現以下2個目標：(1)大豆玉米帶間寬、大豆行距、玉米行距、大豆、玉米分布的株距、穴粒數這6個參數都得到精密控制，不用間苗也不用補苗，也方便后續田間管理和收獲機械配套，實現農藝目標和農機農藝的理想融合。(2)大豆施肥量剛好滿足不超，玉米施肥量剛好滿足不欠，照顧兩作物的營養需求特性，實現節約高效綠色發展。

5 建議

1) 專用播種機可考慮以下方面的改進，如配套使用導航技術、至少配置劃行器，實現智能化、故障報警，實現作業高速化，實現行距、株距與穴粒數精準化、施肥精準化，降低大豆種子破碎率等，更好發揮大豆玉米復合種植技術的效用。

2) 用好機器，宜培訓先行。大豆玉米復合種植技術是一項高產高效的好技術，但實踐起來比較繁瑣，農機配套尚不成熟，因此，農機、農技推廣機構和生產企業要在農藝定型和培訓上要下足功夫。這里，農藝定型指特定地域大豆玉米間作模式要定型，是選擇“2+2”“2+4”“2+6”還是“4+4”“4+6”模式。另外，肥料最優深度、穴粒數應明確。用戶培訓方面，一是要培訓農藝要點，根據農藝要求，選合適的機器；二是要根據農藝要求，調好機器狀態；三是要根據使用說明書指引，用好機器。

3) 對專用播種機發展保持耐心，長短結合。同其他農機裝備一樣，專用播種機的發展必將經歷從“能播”，到“苗齊”，到“高效”，到“耐用”這四個逐漸上升的階段。盡管現有技術可以達到“苗齊”的階段，但仍然面臨以下問題：收獲玉米時，有的地方寬，有的地方窄，一塊田里，行距時寬時窄，不規則，對玉米機收帶來很大挑戰，收獲機耐用性受損；施肥量、粒距、播深、鎮壓強度等調節指示不準確，漏播、晾籽不易察覺等，影響作業效果、生產效率甚至農民收成。當下首要的是用好現有專用播種機，立足長遠，則要保持耐心，以靜待花開的心態，研究出臺政策，為專用播種機技術發展和應用護航。各地相關農藝(間作模式、粒距、穴粒數等參數)一旦定型，農機研發企業便應持續改進機具，通過播種高質量、田間好管理、到季好收獲、農民好收成的美好愿景，讓大豆玉米復合種植技術為我國糧油安全做出積極貢獻。