丘陵山区青贮玉米全程机械化种植技术研究*

王义鹏 赵帮泰 刘宇 梅林森 罗俊 宋乐见 王巍 左之才 易军 郭曦¤

1.四川省农业机械研究设计院，四川成都

2.四川省畜牧科学研究院，四川成都

3.四川农业大学动物医学院，四川成都

丘陵山区宜机化改造技术是农业农村部为推动改善农机在丘陵山区通行和作业条件，提高丘陵山区现代化农业装备覆盖率，加快补齐丘陵山区农机发展短板所出台的一项政策[1-4]。

1 宜机化改造技术

1.1 研究方法

旺苍县山丘平坝地势北高南缓，农业机械化水平落后，针对以上特点[5]。结合GB/T 30600-2014《高标准农田建设通则》土地改造标准，DB50/T 795-2017《丘陵山区宜机化地块整理整治技术规范》、DB50/T 915-2019《丘陵山区坡改梯宜机化土地整治技术规范》，《四川省丘陵山区农田宜机化改造技术规范（试行）》。提出了一种利用地形三维地图测绘技术、地表剥离肥熟化技术、中型设备土地改造技术等，通过土地梯田变缓坡、分散小地块集中改造变大，打通农机作业的通道，实现中型农机下地作业的土地改造方法[6～8]，并在旺苍县普济镇秀海村瑞达养殖家庭农场青贮玉米机械化高产栽培基地开展了耕地宜机化改造实验[9]。

1.2 研究过程

选取1∶2 000比例尺，固定航拍高度150 m，运用测绘无人机，对选取地块进行实景地图测绘，经处理，得到测绘区域的实景地图、高程信息、等高线图像，导入EPS地理信息工作站对地形图进行深度分析，并实地踏勘，对改造地块进行分区编号及地块的规划设计，制定初步的规划图纸，按1∶1比例建立待改造地块模型，初步规划方案进行模拟改造，根据模拟结果修订方案，绘制总平面图，制作施工图，并对图标、图例、技术要求等进行说明。耕地宜机化改造内容、耕地宜机化改造技术要求分别见表1、表2。

表1 耕地宜机化改造内容

表2 耕地宜机化改造技术要求

1.3 研究结果

测绘约5.33 hm2耕地的正射影像、高程点信息、等高线，依据改造内容、技术要求，对耕地进行施工。经实际测算，本次土地改造后将增加可利用耕种面积20%，使农机田间作业通达率达到80%。可有效解决秦巴山区地块小、分布零散、耕地坡度大、基础设施不配套、土地撂荒等问题；将有效提高种植效率、节约人工、降低成本；改善农机作业条件，实现青贮玉米机械化种收。实施宜机化改造前后情况对比见表3。

表3 改造前后对比

2 青贮玉米机械化播种技术

2.1 研究方法

在耕地已进行宜机化改造的基础上，针对秦巴山区农业基础薄弱、人工成本高、生产效率低、青贮原料短缺的问题，提出了一种适用于秦巴山区肉牛养殖的青贮玉米机械化播种技术，实现中型整地机、旋耕机、播种机田间作业[10～11]。

2.2 研究过程

耕地整改后，田间作业道路通达，方便农机掉头，因此，选用两行青贮玉米免耕施肥精播机播种，该机配有地面仿形功能，在地块起伏不平时可保持固定播种深度，点播同时条施晶粒状化肥，一次完成开沟施肥、开种沟、播种、覆土、镇压等作业，与604拖拉机配套作业，在未耕或已耕地精播单粒青贮玉米。青贮玉米免耕施肥精播机作业参数见表4。

表4 青贮玉米免耕施肥精播机作业参数

2.3 研究结果

每公顷地块需播种包衣青贮玉米种子质量53.36 kg，等距穴播侧深施肥，每公顷施底肥215.16 kg，选取0.2 hm2地，栽植株距分别设定为18、22、26 cm，每公顷留苗4 840～6 200株，漏播率小于1%，发芽率达98%，发育5～10 d后，发现漏播率、死苗率低。在不同株距和栽植密度下，观察种子生长发育情况，发现采用机械化播种技术的青贮玉米长势良好。

3 青贮玉米机械化收获及田间转运技术

3.1 收获方式

本次青贮玉米收获采用分段收获的方式，使用青贮玉米割捆机一次性完成切割、捆扎等作业，再由田间转运设备进行运输。

3.2 基本情况

当青贮玉米籽粒尚未饱满、茎叶青绿，处于乳熟末期至蜡熟初期时，平均含水量为50%～70%，营养物质含量最高，贮藏效果最好，此时为青贮玉米的最佳收获时间。因为青贮玉米种植面积大，可持续采收期仅10 d，劳动力需求量大，故常采用机械收获[12]，但丘陵山地坡度大，限制大型青贮玉米联合收获机下地持续作业，采用机械化收获技术可节省人工，降低生产成本。

3.3 研究结果

通过测定青贮玉米生长情况，机播出苗率高于人工播种，且长势一致性好，利于机械化收获。青贮玉米割捆机的前进速度为1.53～3.94 m/s，打捆质量为15.0 kg。当前进速度快、种植密度高时，打捆质量差；速度越慢，打捆质量越好。高度作物打小捆，低矮作物打大捆，提高了饲草收割的效率，降低了人工成本。青贮玉米的机械化收获技术增加了养殖户的经济效益，提升了项目区青贮玉米全程机械化种植水平。

4 微型机械的研制与改进

4.1 研究内容

丘陵山区耕地具有坡度大、地块小、分布零散、田间作业道路不通达、改造成本高的特点[13]；丘陵山区肉牛养殖户的耕地多数为承包周围村民的流转土地，土地属性不同，在进行宜机化改造后难以区分，使得区域内地块无法集中[14]；部分地块村民不接受宜机化改造，地块难以进行集中流转，限制了区域内农业机械化的发展水平。这些因素使得市场上现有的大中型播种机械难以使用，针对这一现状，为解决青贮玉米机械化作业，本研究设计了青贮玉米播种机、秸秆同侧多行割放机[15]。

不同地块的青贮玉米播种农艺要求不一样，套种作物不同，种植模式呈多元化，使得播种作业难以适应不同作业需要，针对不同情况对现有播种机进行优化改进，本文设计的播种机可完成耕整地‐开沟‐施肥‐播种‐覆土‐镇压等一系列作业。

现有割放机收后将作物抛撒于田间，由于割台结构的限制，不能很好地将作物聚拢，造成打捆机作业效率低下。因此，在青贮玉米割台上设置了收集装置，当割台在最低位置开始捡拾，紧贴地面根部时，护刃器不切入泥土，实现秸秆整齐码放、切割、收集及输送，设计了青贮玉米同侧多行割放机，提高了青贮玉米割收的作业效率。

4.2 样机试制

研发设计了一款适用于秦巴山区的青贮玉米播种机，该机器结构简单、重量轻，以微耕机为牵引动力，可完成旋耕‐播种‐施肥‐覆土‐镇压等操作，发动机为汽油机或柴油机，功率为4～6 kW，采用多功能底盘、外槽轮式排种器，该机可完成多行播种，且株距可调，作业效率高，解决了当地种植户人工种植费用高、土地撂荒浪费的问题。

试制了一种秸秆同侧多行割放机，由收割机架、手柄组件、驱动组件、行走组件以及割草组件组成，针对秦巴山区地块小，田间道路不通达，大中型机器难以下地的问题，机器采用自走式结构，较牵引式打捆机具有操作灵活、转弯半径小的优点，适合在小田块内作业。工作时，由人工手扶牵引，前进时割草组件旋转以割断秸秆，收割后的秸秆位于收割机外侧。

5 生产试验应用

在科技示范户建立青贮玉米机械化高产栽培示范地，采用先进的青贮玉米机械化种收模式，节本增效、示范效果好，对其他养殖户具有带动作用。研究了一种适用于丘陵山区耕地改造的方法，土地宜机化改造是种植青贮玉米的关键环节之一，改造后耕地农机作业道路通达，作业覆盖面积广，是提升作业效率，增加青贮饲料贮藏量，降低肉牛养殖成本的有效措施。青贮玉米机械化种收结合免耕精量施肥播种技术、无人机植保技术、青贮玉米割捆一体化收获技术，有效提升了项目区的粗饲料生产的机械化水平。

6 结论

青贮玉米全程机械化种植技术解决了大中型农机无法下地，撂荒土地无法集约化利用的问题，将青贮玉米的耕种收与农机联系起来，降低了劳动强度；且种植青贮玉米田间管理简单、风险低、生产效益好。青贮玉米全程机械化种植技术依托宜机化改造项目的实施，不但可增加农民收入，满足畜牧业对青贮饲料的需要，而且可带动畜牧产业发展。同时，丘陵山区青贮玉米农业机械化水平的提高，有利于提升四川省现代农业机械化、智能化、数字化装备水平，推动四川省农业机械化和农机装备产业转型升级。