大豆玉米带状复合种植专用播种机械研发现状与趋势

农业农村部农业机械化总站

□ 朱礼好 徐峰 彭俊明 王韵弘

大豆玉米带状复合种植专用机具是指围绕大豆玉米带状复合种植机械化生产全过程，以大豆、玉米双作物同步作业为主，实现两种作物同种、同管、同收的专用农业机械；由于目前大豆玉米两种作物同期收获较少，专用机具也包括小型窄幅单一作物收获机。专用机具出现后，减少了农机进地次数与人工投入，提高了作业效率，降低了生产成本，增加了种植效益，成为现阶段大豆玉米带状复合种植机械化技术主要发展方向和最优方案。

一、技术特点

大豆玉米一体化精量播种机应能实现大豆玉米同时播种且密植，分别控制两种作物的株距、播深、施肥。产品结构参数应满足：

1.行数与行距。能同时播种大豆和玉米两种作物，大豆4—6 行、行距20—40cm 可调节；玉米2—4 行，行距40cm 左右；两个作物带间距60—70cm，播种单体需独立仿形以提高播深稳定性。免耕播种机应采用窄型单体以及秸秆防堵等措施。

2.排种机构。大豆、玉米株距应分调分控，通过增加变速箱传动比或采用小株距精量排种盘实现小株距种植，大豆株距8—10cm，玉米株距10—14cm。一般大豆播种单元的传动比大，玉米播种单元的传动比小。

3.施肥机构。由于大豆、玉米需肥特性不同，所以大豆、玉米的肥箱应分设，两套调肥机构分别调整施肥量。大豆施低氮肥料，施肥量为225—300kg/hm2；玉米采用大排肥量的排肥器，施肥量为900—1200kg/hm2，是普通净作方式的2 倍左右。

4.镇压轮。由于大豆出苗力比较弱，大豆和玉米一般采用不同类型镇压轮，通过调整镇压弹簧预紧力满足大豆、玉米不同镇压力需求，提高作物出苗质量。

5.播深机构。大豆播种单元和玉米播种单元分别设置深度调节机构，通过调整限深机构改变播种单元播种的深度。一般大豆播深3—5cm，玉米播深5—7cm。

二、研发生产情况

1.产品开发

2022 年以前，主要是试验试制和小批量生产为主，大规模销售推广还没开始。在不多的生产企业中，河北农哈哈机械集团公司与四川农业大学合作，研制“3+2”“4+2”大豆玉米一体化播种机5 年，进行了小批量生产；山东大华机械有限公司与四川农业大学、江苏大学等单位联合研发的2BMYFQ—6 型大豆玉米密植分控气吸式免耕施肥播种机，并投入生产2 年；新疆天诚农机具制造有限公司（含甘肃分公司）研制大豆玉米一体化铺膜播种机2 年。以上三家企业研发起步较早，关键技术瓶颈已经攻克，生产工艺比较成熟，产品经多年改进、试验，性能逐渐稳定。这一阶段，生产企业主要是配合研推机构研制大豆玉米一体化播种机，进行试验示范推广，没有规模化市场销售。数据显示，河北农哈哈在黄淮海地区累计销量32 台，累计示范面积达2.67khm2；山东大华累计销量2 台，在河南省临颍县、山东省济宁市试验示范66.67hm2；新疆天诚在内蒙古、甘肃等地销售10 台。

从2022 年开始，随着国家大面积试点推广大豆玉米带状复合种植技术，大豆玉米一体化播种机产品进入批量生产阶段。这一阶段，生产企业从原来5 家左右发展到目前30 家以上，主要集中在黄淮海和西北地区。其中，河北、山东企业最多，甘肃、新疆、内蒙古、河南、安徽、湖南也有，西南地区企业较少。据不完全统计，2022 年主流厂家生产销售了3000 余台大豆玉米一体化播种机，其中普通机械式2000 多台，气力式200 多台，铺膜播种机800 余台。按照一个作业季一台机具完成大约100hm2作业任务计算，可完成播种作业300khm2，占到今年种植面积的25%以上。从销售区域看，黄淮海地区最多，占到60%以上；西北地区次之；长江中下游及西南地区最少。西南地区种植制度较为复杂，大豆和玉米分步播种比例较大，大豆玉米带状复合种植一体化专用播种机需求较小。

2.主要机型参数

从主流厂家看，播种机基本都是单体仿形，生产的机型主要以“4+2”为主，部分为“3+2”“4+4”等机型。按是否铺膜可分为：非铺膜和铺膜两种机型，后者作业速度相对降低，播种速度2.5—4.0km/h。按排种器不同分为：勺轮式、指夹式和气吸式三种机型，目前勺轮式最普遍，指夹式不太适用大豆播种，其他高填充、转仓式、窝眼排种器已逐步淘汰，外槽轮播种精度不高。从作业速度看，勺轮式、指夹式作业速度较低，约为3—5km/h，作业效率0.67—1hm2/h，气吸式播种机为6—8km/h，作业效率1—1.33hm2/h。从作业质量看，勺轮式排种器的重播率和漏播率较高，指夹式其次，气吸式最好。从销售数量看，气力式虽然作业质量好但是价格高，销量不如机械式播种机。

3.不同地区适用机型

（1）黄淮海地区。包括河北、山东、山西、江苏、安徽、河南等6 省，该地区主要是小麦茬播种大豆玉米，播种期为6 月中下旬。该地区机型为应满足下列条件，玉米采用免耕播种，大豆排种单元前面增加了旋耕整地装置，保证大豆行间距30cm时具有良好通过性。其中，河北、河南、山东、山西等北部地区与安徽、江苏等黄淮海南部稻麦两熟区土质不同，后者普遍为黏土，土壤黏重、含水量高，两者播种机结构略有不同。

（2）西北地区。主要包括内蒙古、陕西、甘肃、宁夏等四省（区），播期为4 月下旬至5 月上旬。该地区由于干旱缺水，60%—80%地块需要铺设滴灌带或覆膜，以提高保墒抗旱效果。适用机型一般为大豆玉米一体化精量覆膜播种机，一次性完成开沟、施肥、铺膜、点种、覆土、滴灌带铺设作业。如果不需要滴灌或覆膜作业，黄淮海机型改进后也能适用该地区播种。

（3）西南、长江中下游地区。包括四川、云南、贵州、重庆和湖南、广西等6 省（区、市），播期分别为三月下旬至四月上旬或四月中下旬，以套种为主，一般先播玉米后播大豆，春玉米与春大豆相差20 多天左右，春玉米与夏大豆相差1 个半月左右，夏玉米与夏大豆相差半个月至1 个月。该地区种植面积较大，丘陵山区居多，土壤以黏土为主，种植条件相对较差，种植模式较为复杂，适用的一体化播种机具较少，机型还不太成熟，机械化水平整体偏低。小部分地区可用专用播种机具以及改装普通播种机种植，大部分还是靠人工种植。目前，河北农哈哈、湖南桑莱特等企业针对西南地区土壤粘重、大豆玉米出苗率低、播种精度不高、播深不稳定等问题逐步改进。2022 年有三家企业的三个产品通过了试验验证。

三、试验验证情况

2022 年，在西南、西北、黄淮海三个区域，开展了大豆玉米带状复合种植专用播种机试验验证，产品适用性重点考核指标有：播种均匀性、播种深度合格率、种肥间距合格率、行距、穴距、带间距、施肥量以及采光面宽度合格率、膜孔全覆土率等。

陕西省对企业申报的17 个机型（13 个精密播种机，4 个铺膜播种机）进行试验，结果显示，15 个产品通过，2 个产品没通过，通过率为88.24%。不合格的主要问题是，大豆、玉米粒距和覆膜覆土播种机带间距达不到农艺要求。根据《大豆玉米带状复合种植播种机（公示稿）》推广鉴定大纲指标要求，有两个产品的合格粒距变异系数、漏播指数两个指标不合格。

验证表明，11 个产品的单粒精密播种机符合播种要求：粒距合格率大于≥75%，重播指数＜20%，漏播指数＜10%，合格粒距变异系数≤35%，播种深度合格率≥80%；4 个铺膜播种机符合播种要求：穴粒数合格率≥85%，穴距合格指数≥80%，播种深度合格率≥80%，采光面宽度合格率≥80%，膜孔全覆土率≥90%。大豆专用排种器比非专用排种器的均匀性要好。

表1 单粒精量播种机播种性能试验数据

表2 铺膜播种机播种播种性能试验数据

四、注意事项

1.作业效率偏低。因缩行密植农艺要求，排种器转速已经很高，在此情况下播种机作业速度过高，会导致排种器超过极限转速，离心力增加，充种性能降低，可能出现空穴。所以播种机作业速度不能太快，勺轮式、指夹式播种机作业速度不宜超过5km/h，较净作播种机低30%以上。

2.作业质量有待提高。机手为追求作业效益，按普通播种机速度作业，导致排种器转速过高，出现漏播等问题。另外也会导致锐角开沟器两侧风速过大，翻土过多，出现播深不一致的问题。大地块播种机没有加装北斗作业终端，行距带间距不规范，苗后除草分带喷药效果差。

3.秸秆量大、通过性较差。黄淮海地区麦茬地免耕播种，大豆行距小，容易被秸秆、根茬堵塞，通过性差；部分地区播种前，大豆带需要秸秆还田或秸秆打包，增加作业成本。

4.大豆出苗相对较差。大豆出苗能力弱，对土壤、播深要求比较高，免耕的出苗率不如灭茬浅旋。大豆株距小，排种盘速度高，会造成大豆相互摩擦，种皮破损，影响出苗。

5.粘重土壤播种难度大。粘重土壤使用大豆玉米一体化精量播种机存在开沟和覆土难，西南丘陵地区田块严重不平整情况下，播种单元体不能很好地贴地仿形播种，会出现漏播或种子播在土表等现象。

五、改进方向

1.提高作业效率。优化排种盘结构，勺轮式播种机加大排种盘舀勺密度，从18 勺加大到24 勺，作业速度可提高到6.5km/h，达到普通净作播种机的正常速度，并提高播种精度。

2.提高通过性能。改善防堵结构设计，开发新型防堵机构，增加清茬装置。大豆播种带增加复合旋耕装置，解决被秸秆和根茬堵塞问题，以提高圆盘开沟器的入土能力；玉米带仍采用免耕播种，否则生长后期易倒伏。针对地表秸秆覆盖量大，由角式开沟器改为了圆盘开沟器，减少堵塞。

3.实现电控播种。探索使用智能化电控方式控制排肥量、播种量和播种深度，减少地轮打滑影响，提高播种精度。采用光电感应系统，在出现漏播或种子、肥料即将用完时报警提示。

4.研发满足黏土的播种结构。采用条带旋耕和圆盘开沟，增加土壤流动性，降低开沟器翻土量，减少压土及脱泥，解决开沟和覆土问题。进一步优化单体仿形性能，使播种机在较大不平整田块作业时能更好贴地仿形。

目前，大豆玉米一体化播种机基本成熟，产品性能基本过关，从实际应用看，比净作播种机以及改装的播种机播种作业质量高。受种植条件限制，满足长江中下游和西南地区的专用播种机还不太成熟，适用性还有待提升，需加快研制改进。Θ