大豆玉米帶狀復合種植全程機械化技術

關鍵詞：大豆；玉米；帶狀復合種植；全程機械化；豫東地區

0 引言

大豆和玉米是我國重要的油料和糧食作物，玉米可以自給自足，大豆自給率較低，糧食安全存在隱患。大豆和玉米二者生長期重合，主產區相同，存在嚴重的爭地現象。如何才能緩解大豆和玉米的爭地矛盾？在同一地塊上，將大豆和玉米按一定的比例和間距進行復合種植，形成帶狀種植區，提高土地利用率，實現大豆和玉米雙高產。2022年中央1號文件提出，在黃淮海、西北、西南等地區扎實推進大豆玉米帶狀復合種植。2023年，農業農村部在17個?。ㄗ灾螀^、直轄市）繼續開展大豆玉米帶狀復合種植技術示范，穩定西北地區技術實施規模，擴大西南、黃淮海和長江中下游地區推廣面積。展望2025年，全國推廣種植面積將達到333.3萬hm2，農業農村部農業機械化總站和農業農村部農作物生產全程機械化專家指導組發布了大豆玉米帶狀復合種植全程機械化技術指引，為各地提供了技術標準。河南省是糧食生產大省，有“中原糧倉”的美譽，以種植小麥、大豆、玉米等農作物為主。本研究以選配良種、擴間增光、縮株保密為核心技術，以減量一體化施肥、化控抗倒、綠色防控為配套技術，以豫東地區推廣大豆玉米帶狀復合種植全程機械化為例，探究大豆玉米帶狀復合種植全程機械化技術[1]。

1 優選高產模式

豫東屬暖濕帶季風性氣候，夏秋兩季日照時間長、土壤肥沃且機械化程度較高，滿足大豆玉米帶狀復合種植一地雙用、用養結合、機械化耕播管收的要求。適宜采取寬窄行種植模式，大豆4～6行，玉米2～4行，推薦2+4（2行玉米、4行大豆）、4+4（4行玉米、4行大豆）和4+6（4行玉米、6行大豆）3種種植模式。充分利用大豆玉米植株的高度差擴間增光，發揮玉米邊行優勢和大豆的固氮養地作用，最大限度地利用生態資源，從而達到大豆玉米協同共生一季雙收的效果。

2 機械化整地

豫東土壤為黃河沖積潮土，土層深厚、有機質含量較高、保水保肥、陽光充足、地勢平坦開闊及農田灌溉設施齊全，適合大豆玉米帶狀復合種植。大豆玉米帶狀復合種植采用保護性耕作技術，保護性耕作澇能蓄水、旱能保墑、培肥地力、降低雜草和蟲源基數、節本增收，以及減少種床受到風蝕、水蝕。麥收后，應進行機械化滅茬處理，要求麥茬高度≤10cm、秸稈粉碎長度≤10cm。在滅茬過程中，盡量避免攪動表層土壤，以保持土壤的健康狀態和穩定性。必要時可把秸稈打捆離田，為提高播種質量和苗前封閉化學除草創造條件。豫東夏季溫度高，干熱風常有；在土壤墑情較差時，深耕會加劇土壤墑情惡化；免耕播種是豫東常用種植方式，可以保墑抗倒伏，實現穩產高產。

3 機械化播種

3.1 品種選擇及處理

大豆玉米帶狀復合種植從種植模式、種植熟制、環境條件、農田灌溉設施及當地機械化水平等因素出發，選擇適宜的大豆、玉米品種。

玉米品種選擇通過國家或河南省審定、株型緊湊、中矮稈、多抗、莖稈韌度高、成熟期適中、宜機收（籽粒硬度高）及適合豫東地區的品種。種子質量符合GB4404.1—2008規定，如鄭單958、鄭單9953、農大372等。

大豆品種選擇通過國家或河南省審定、耐蔭、耐密、抗逆性強、抗病性強、中后期抗倒能力強、底莢高度≥10cm、中早熟、宜機收及適合豫東地區的品種。

種子質量符合GB4404.2—2010規定，如中黃301、周豆25、鄭1370等。

播種前，對大豆和玉米種子進行處理，選用高效低毒的殺蟲殺菌劑拌種或包衣，防治病蟲害和地下害蟲[2]。

3.2 機具選擇

根據大豆玉米帶狀復合種植模式、農藝要求、生產條件及以機適藝的原則，選擇與種植模式相匹配的播種機組，使農機技術與農藝技術高度融合。

3.2.1 同機播種

大豆和玉米同期播種，選用與行比相匹配的大豆玉米帶狀復合種植專用播種機，基于種植模式、土壤墑情、株行距、品種類型、施肥量、播種量、播種深度和鎮壓強度等要求各不相同，需要分別控制。但豫東現有大豆玉米復合種植播種機，同時控制調整各技術參數，綜合效率低，達不到預期效果，可選用大豆玉米帶狀復合種植精量播種機，通過操控播種單體的手柄來完成各個技術參數的精準分控。

3.2.2 異機播種

大豆和玉米錯期播種，可選用單一大豆播種機和玉米播種機分步作業[3]。大豆玉米帶狀復合種植的宗旨是一地雙用、一季雙收，與凈作相比，必然要縮小大豆和玉米的株距。豫東地區推廣的2+4、4+4和4+6種植模式，玉米株距8～14cm，大豆株距8～12cm，使用傳統玉米播種機，在增加排種器轉速縮小株距時，工作狀態不穩定，不能保證種植密度。為確保玉米株距8～14cm，可選用指夾式玉米免耕精密播種機，通過振動對排種器的作用，達到玉米理想的株距。使用傳統大豆播種機，易掛草、通過性差、播深不一致、出苗不整齊。為實現大豆精密播種，可選用凸勺式排種器，如圖1所示，播深一致、株距合理，株距合格率≥93%。豫東地區小麥秸稈覆蓋地表較多，也可選擇帶滅茬功能的大豆淺旋播種機，減少晾種和壅堵，提高出苗率。

3.3 播種要點

3.3.1 適期播種，造墑播種

豫東地區應盡量在6月20日之前播種，最遲不過夏至。前茬作物收獲后，墑情適宜、搶墑播種，墑情較差、造墑播種。足墑播種是大豆和玉米出苗的關鍵，土壤相對持水量在65%左右，手握成團一觸即散，這樣的土壤有利于一播全苗。如果在播種期，持續干旱少雨（10～15d），要利用灌溉設備及時造墑播種。

3.3.2 縮株增密，防止壅堵

大豆玉米帶狀復合種植總產量取決于大豆和玉米單產，與常規凈作相比，行距縮小25%～50%。按玉米6.75萬株/hm2、大豆12萬株/hm2計算，玉米平均行距124cm、株距12cm，大豆平均行距83cm、株距10cm。播種密度大是潛在的壅堵因素，秸稈過多、殘茬阻力、雜草纏繞等，更容易造成堵塞。要解決嚴重的壅堵現象，可選擇潔區播種機，先將待播區域內地表的秸稈雜草粉碎并收集提升，再旋耕播種，創造上虛下實的土壤結構，確保播種質量，粉碎提升的秸稈向后均勻拋撒，覆蓋在播種后的地表上形成保護層，保土、保濕、保墑，提高大豆和玉米的出苗率。潔區播種機一次性完成秸稈粉碎還田、苗床整理、播種、施肥和覆土等作業，提質增效節約成本，減少秸稈焚燒，保護環境，為大豆玉米帶狀復合種植縮株增密防止壅堵奠定了堅實的基礎。

3.3.3 規范播種

根據種植模式、品種特性、地理環境和作業速度等，調整播種機各技術參數到最佳工作狀態。大面積作業前，進行試播，隨時檢查觀察播種質量，不符合農藝要求的及時調整，只到符合播種標準，再大面積作業。

按所選大豆和玉米品種的成熟時間和種植模式，先詳細規劃作業路徑，妥善安排播種機掉頭、轉彎問題，一般留出所選機型2個機身長的地頭，減少播種機空駛次數，提高播種質量和效率。確定播種順序，若大豆先熟，先播大田玉米，再播大田大豆，然后播種地頭大豆純作帶；若玉米先熟，先播大田大豆，后播大田玉米，然后播地頭玉米純作帶。

依據土壤條件和農藝要求，做到精準播種，把種子植入土壤中的理想位置。首先，調整播種深度，確保種子處于適宜發芽和出苗的位置，適宜的播種深度有助于種子和土壤充分接觸，促進根系生長，提高出苗率和幼苗質量。播種過深，影響種子的發芽能力，增加感染病蟲害的概率，出現弱苗、殘苗或缺苗。播種過淺，水分蒸發快、增加風蝕鳥害的風險，出現缺苗現象。其次，下籽均勻、深淺一致、覆土嚴密、適時鎮壓、不重播及不漏播，確保一播全苗。

3.3.4 豫東地區2+4種植模式播種作業

若大豆和玉米同期播種，優先選用大豆玉米一體化復合種植專用播種機，作業速度比凈播適當減小，控制在5km/h以內，可采取大豆居中（1+4+1），也可采取玉米居中（2+2+2），提高大豆、玉米播種的綜合精準度和播種效率。若大豆和玉米錯期播種，各自獨立完成播種作業。玉米播種選擇適用于玉米秸稈全覆蓋的指夾式玉米免耕精密播種機，播種2行玉米，速度控制在5～6km/h，精準定植每株玉米。大豆播種選擇凸勺式排種器精密播種機，播種4行大豆，速度控制在6～10km/h，精準控制每一粒種子，確保銜接行距均勻一致，注意后播作物不要碾壓先播作物，提升整體播種質量。大豆玉米帶狀復合種植對播種作業直線度要求較高，可配置北斗導航輔助駕駛系統，提高作業精準度[4]。玉米播種后可進行滴灌、噴灌（蒙頭水），確保出早苗、出全苗、出勻苗和成壯苗；大豆屬雙子葉植物，不能澆蒙頭水。

4 機械化田間管理

4.1 綠色植保

4.1.1 機械化除（控）草

采取封閉為主、封定結合的雜草防控措施，即播后苗前對土壤封閉除草，苗后對大豆帶、玉米帶定向施藥除草相結合[5]。一般出苗前或播種后2d內，根據不同地塊的雜草類型，選擇適宜的除草劑，在晴天傍晚，使用無人機或噴桿噴霧機對土壤進行全封閉除草，把藥液均勻噴灑在地表上，形成藥膜。

苗后適時定向除草，前期對土壤封閉除草效果不佳的地塊及時補救，改為苗后除草，大豆屬雙子葉、玉米屬單子葉植物，單子葉植物與雙子葉植物對除草劑的承受度、敏感度不同，致使大豆和玉米不能選用同種除草劑同時全覆蓋除草。在玉米3～5葉期、大豆2～3片復葉期、雜草2～5葉期時，給大豆和玉米定向噴施各專用除草劑除滅雜草莖葉。優先選用自走式雙系統分帶噴桿噴霧機，實現大豆和玉米分帶同步植保作業；也可選用在大豆帶與玉米帶之間加裝隔板（隔簾、防護罩）的普通自走式噴桿噴霧機，實現大豆和玉米分帶分步植保作業，也可在此基礎上加裝防飄移噴頭，提高隔離效果，降低農藥污染。選擇無風晴朗天氣，避開炎熱中午作業，防止藥害產生[6-7]。

4.1.2 靶向用藥，防病控蟲，適時控旺

在大豆和玉米全生育期，防病控蟲是必不可少的，為提高藥液利用率、減少藥害、保護環境，需要對大豆和玉米精準對行、靶向施藥。根據病蟲害種類和程度，選用相應藥劑和雙系統分條帶噴桿噴霧機。也可使用專為大豆玉米帶狀復合種植設計的小型電動自走式分帶噴桿噴霧機，一個發動機控制兩個獨立的供藥系統，并加裝了防飄移噴頭，實現分帶定向施藥，噴霧機供藥系統示意如圖2所示[8]。

大豆5片復葉與初花期、玉米7～10片展開葉期，若大豆和玉米長勢過旺，分別對大豆和玉米定向噴施生長調節劑，以控制株高，增強抗倒、抗折和抗病能力。不得隨意加量或重噴、漏噴。大豆結莢鼓粒期不能噴施植物生長調節劑。

4.1.3 防止藥液飄移，避免產生藥害

大豆玉米帶狀復合種植對藥液飄移較為敏感，為防止藥液飄移產生藥害，在不同苗帶間加裝隔簾或隔板，可有效防止藥害產生；在大田噴藥，自然風是影響噴藥效果的主要因素，應選擇無風天氣，壓低噴頭，防止藥液飄移到相鄰的苗帶。植保無人機噴施藥液的質量受自然風和自身旋翼風的影響，作業效果不理想，可選擇對作業參數進行優化的多旋翼植保無人機，其改善了傳統無人機的飛行速度、飛行高度、噴霧壓力和噴霧均勻性，提高作業質量，有效防止藥液飄移，避免藥害產生。

4.2 水肥管理

大豆和玉米生長期，根據作物長勢和土壤情況，采用水肥一體化精準灌溉施肥，在滿足玉米需肥的同時，兼顧大豆對磷鉀的需求。確保密植玉米生長后期有足夠的水肥營養，在基肥和種肥不足時，可在玉米大喇叭口期，對長勢較弱的地塊用簡易施肥器在帶間施肥。切記肥料不能隨漫灌施入，否則會導致大豆花莢脫落，植株倒伏而減產[9]。

在玉米拔節期、抽雄期前后、灌漿中后期及大豆開花結莢期，若遇干旱應及時灌溉，宜小水，防止大水漫灌，以免大豆因吸收過量的氮而瘋長，造成花莢脫落倒伏減產。

5 機械化收獲及秸稈還田

5.1 確定適宜收獲期

根據作物品種、成熟度、籽粒含水率和氣候等條件，確定大豆和玉米的收獲期，并適時收獲，收獲過早或過晚，都會導致損失增加。豫東地區普遍在10月上中旬收獲[10]。

大豆適宜收獲期，在黃熟期后至完熟期之間，葉片脫落80%以上，豆粒歸圓，呈現出固有的品種色澤，莖和莢成黃色，用手搖有響聲。避開中午高溫，選擇早晚露水消退時收獲，以減少炸莢概率[11]。

玉米適宜收獲期在完熟期，植株葉片干枯，果穗變黃，苞葉干枯松散，籽粒脫水變硬，乳線消失，呈現出固有的品種色澤，基部（胚下端）出現黑帽層。玉米籽粒含水率與損失率存在線性關系，當籽粒含水率lt;25%時，籽粒損失率lt;3%，可采用籽粒收獲方式；籽粒含水率在25%～35%時，可采用果穗收獲方式[12]。

5.2 機具選擇

選擇收獲機械原則是一機多用，改裝現有谷物聯合收獲機，并確保改裝到位，收獲玉米可選用玉米專用收獲機，也可選用換裝玉米割臺的谷物聯合收獲機（改裝機），玉米收獲機的割臺與玉米帶的行距、行數相匹配，確保不漏收玉米，不碾壓或損傷大豆。收獲大豆可選用大豆專用收獲機，也可選擇換裝撓性割臺的谷物聯合收獲機（改裝機），大豆的撓性割臺割幅與大豆帶寬相匹配，確保不漏收大豆，不碾壓或夾帶玉米植株[13]。作業前，根據種植模式、成熟度、氣候條件等，調整收獲機各項技術參數。進行試收，隨時隨地觀察檢查收獲質量，并及時調整機具參數，直到符合標準后方可大面積收獲。

5.3 減損機收

減損機收是在規范操作的情況下，根據自然條件、種植模式、品種類型和種植密度等，確定合理的作業速度和割臺高度，提高作業的精準度和安全性。發動機在額定轉速下，先收作物的作業速度要低于凈作作物的收獲速度，后收作物可以保持正常的作業速度。先收地頭純作帶，實現往復轉行收獲，方便機具轉彎調頭，減少空駛。若地頭是玉米純作帶，選擇與種植模式相匹配的玉米收獲機，調整各機具參數，純作帶玉米收獲后，完成大田玉米收獲，再收獲大豆。若地頭作物是大豆純作帶，選擇與種植模式相匹配的大豆收獲機，調整各機具參數，純作帶大豆收獲后，完成大田大豆收獲，再收獲玉米。

5.3.1 玉米減損收獲

收獲玉米時，收獲速度越快，玉米籽粒的破碎率和損失率也越高，發動機在額定轉速下，速度控制在3～5km/h保持直線行駛。根據玉米的高度適時調整割臺高度，一般情況下，割臺高度10～15cm。收獲機輪胎或履帶位于大豆帶和玉米帶之間空隙的中間對行收獲，并密切觀察剝皮機構和摘穗機構是否堵塞，若堵塞，可適當降低作業速度，減小收獲機的負荷。

玉米摘穗收獲，針對板式摘穗含雜率高、輥式摘穗果穗啃傷籽粒損失嚴重等問題，可選擇仿生手掰穗式摘穗機構，降低果穗啃傷率和籽粒破損率，實現玉米果穗減損收獲。玉米籽粒收獲，籽粒易損傷破皮拋撒，有時棒芯上仍有玉米籽粒，可選擇橫軸流式玉米柔性脫粒滾筒，減小果穗與脫離元件之間的剛性撞擊，有效降低籽粒損傷，減少籽粒未脫凈率，實現玉米籽粒減損收獲。

5.3.2 大豆減損收獲

收獲大豆時，收獲速度越快，機器跳豆和豆莢破損率越高，發動機在額定轉速下，速度控制在3～6km/h保持直線行駛。根據大豆底莢高度，適時調整割臺高度，一般離地4～8cm，將割臺中間位置對準大豆帶中間位置。隨時停車觀察檢查大豆的收獲質量，適時調整風機的風量，最大限度地減少損失。由于大豆的莢殼結構較松散、結莢低、易炸莢，可以使用柔性撥禾板，減輕對大豆植株的撞擊力，減少大豆秸稈在割臺上堵塞，降低大豆炸莢、飛濺等損失[14]。

大豆收獲質量與小麥相比，損失率、破損率、含雜率明顯較高，要提高大豆的清潔度，可選用大豆機收組合篩，發揮常規魚鱗篩、加長魚鱗篩、線性魚眼篩、網篩和魚鱗尾篩的優勢與特點，分別組合成上篩、下篩和尾篩，通過層層把關，降低大豆損失率、破碎率和含雜率[15]。

傳統的大豆聯合收獲機卸糧過程中，螺旋輸送器對大豆有擠壓搓擦的情況，致使大豆籽粒破損率較高。可選用氣力卸糧裝置，避免對大豆的搓擦擠壓，減少大豆破損率，提高大豆收獲質量和商品價值[16]。

5.4 豫東地區2+4種植模式減損收獲

先收玉米，選用玉米機收獲2行玉米，應選擇輪胎（履帶）外側間距lt;1.5m、整機寬度lt;1.6m的玉米收獲機，確定適宜的作業速度和割臺高度，規范作業，確保不漏收玉米、秸稈不拋撒在大豆帶內或碾軋兩側大豆，提高玉米收獲機的通過性和作業清潔度，可以選用仿生手摘穗機構，橫軸流式玉米柔性脫粒滾筒，降低玉米損失。玉米收獲完畢，再選用幅寬與大豆帶相匹配的大豆收獲機收獲大豆，也可選擇當地常規大豆收獲機減幅作業[17]。

先收大豆，選用窄幅寬大豆收獲機收獲4行大豆，一般情況下，1.3m≤作業幅寬lt;2.0m、整機寬度lt;2.1m的大豆收獲機，確定適宜的作業速度和割臺高度，貼地收獲，規范作業，做到不漏收大豆、不碾壓或夾帶兩側玉米，可以選擇柔性撥禾板、組合篩、氣力卸糧裝置，減少大豆損失。大豆收獲完畢，再選用2行玉米收獲機對行收獲玉米，也可選用當地常用玉米收獲機減幅作業。

大豆和玉米分步同時收獲，分別選用2行玉米收獲機和4行大豆收獲機，前后布局依次作業，也可選用常規收獲機減幅作業。

5.5 秸稈還田

秸稈還田可采用聯合收獲機自帶粉碎裝置，或收獲后采用秸稈粉碎還田機粉碎還田。莖稈切碎長度≤10cm、切碎長度合格率≥90%，拋撒均勻，增肥改土，減少環境污染。

6 推廣實施情況

2023年，河南省推廣大豆玉米帶狀復合種植面積10萬hm2，據不完全統計，玉米產量約9750kg/hm2，大豆產量約1500kg/hm2，其疊加產量創歷史新高，綜合效益倍增，提高了單產和復種指數，緩解了大豆和玉米爭地的矛盾，推動了大豆和玉米協調發展。大力推廣大豆玉米帶狀復合種植全程機械化還存在一些問題，如現有農業機械化裝備更新速度較慢，滿足不了縮株增密、綠色植保、減損收獲等復雜的農藝要求；農機操作員操作技能有待提高等?；谶@些不足，建議優化現有農機配套裝備，強化農機操作人員技能，加強農民對新技術和新機具的認知度，激勵種糧補貼和農機補貼及時足額到位，建立示范基地輻射帶動周邊地區形成規?；N植，以及大力推廣先進高效和高適性農機裝備等。實現減損提質和綠色增產，營造大豆玉米帶狀復合種植全程機械化的良好發展氛圍。

7 結束語

大豆玉米帶狀復合種植全程機械化技術實現了種養結合、高效輪作、良種良法配套、農機農藝高度融合及經濟生態雙贏的目標，對促進農業的綠色高效和可持續發展具有積極的意義。隨著科技的不斷進步，智慧農業引領未來，農業機械向智能化方向邁進，將智能農機應用到大豆玉米帶狀復合種植全程機械化實際生產中，及時引進精準播種、綠色植保、減損收獲的機械。以智慧農機為抓手，配置北斗導航輔助駕駛系統，應用無人駕駛技術，提高作業精準度，為大豆玉米帶狀復合種植全程機械化保駕護航，確保耕播管收更科學化、高效化、智能化和信息化。積極推進配套農機裝備升級，讓大豆玉米帶狀復合種植全程機械化之路越走越寬，筑牢中原糧倉根基，守住糧食安全底線，深入實施藏糧于地、藏糧于技、藏糧于機的戰略，保證國家糧食安全。