大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用播種機(jī)現(xiàn)場演示驗(yàn)證技術(shù)要求

張曉晨，張樹閣，程勝男，徐峰，張建軍

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化總站，北京市，100122)

0 引言

大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)，是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)課題研究組歷時(shí)22年的研究成果。大豆玉米帶狀復(fù)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(fā)揮邊行優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量基本不減、增收一季大豆，是傳統(tǒng)間套種技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。該模式集成了品種搭配、擴(kuò)行縮株、營養(yǎng)調(diào)控、減量施肥、綠色防控、封閉除草、機(jī)播機(jī)收等關(guān)鍵技術(shù)，集高效輪作、綠色增收、提質(zhì)增效三位一體，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)理論研究、應(yīng)用技術(shù)(機(jī)具)和示范推廣的有機(jī)結(jié)合，為擴(kuò)大大豆種植、提高大豆產(chǎn)能開辟了新的技術(shù)路徑。

2022年中央一號(hào)文件明確指出，“在黃淮海、西北、西南地區(qū)推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植”。據(jù)悉，2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部將在全國16個(gè)玉米大豆主產(chǎn)區(qū)推廣該模式100 khm2以上，今后面積還會(huì)繼續(xù)增加。

2022年2月24日，四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳官網(wǎng)公布了四川省大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用播種機(jī)補(bǔ)貼額度，擬最高補(bǔ)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(lì)下，農(nóng)機(jī)裝備生產(chǎn)企業(yè)熱情高漲，面向各地不同種植區(qū)域的大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用播種機(jī)(以下簡稱：專用播種機(jī))不斷推出。為了確保播種質(zhì)量、提高播種效率，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理司、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化總站指導(dǎo)下，西南、西北、黃淮海地區(qū)部分省市區(qū)組織開展了大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用播種機(jī)現(xiàn)場演示驗(yàn)證活動(dòng)。

1 演示驗(yàn)證的必要性

對(duì)應(yīng)于凈作條件的大豆或玉米播種作業(yè)，我國已有很成熟的適合不同地域耕作模式的播種機(jī)，而且應(yīng)用已十分普遍，然而大豆、玉米同時(shí)播種的帶狀復(fù)合種植專用播種機(jī)在我國、甚至在世界上也算是新生事物。近年來，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)已經(jīng)與部分企業(yè)合作，研制了適宜玉米和大豆間套作的系列機(jī)具，可以實(shí)現(xiàn)從播種到收獲的全程機(jī)械化生產(chǎn)，曾經(jīng)遭遇的雍塞、施肥量小、密植精度不夠等問題，在量產(chǎn)或新企業(yè)推出新產(chǎn)品時(shí)是否確認(rèn)已妥善解決，這個(gè)問題不可忽視。根據(jù)調(diào)研獲得的消息，全國30多家企業(yè)聲稱可以供給108個(gè)型號(hào)的專用播種機(jī)，不過絕大多數(shù)未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。面對(duì)“擴(kuò)行縮株、營養(yǎng)調(diào)控、減量施肥”等要求，專用播種機(jī)尚有不少方面有待攻關(guān)，大面積推廣應(yīng)用面臨一定風(fēng)險(xiǎn)。

ISO9000標(biāo)準(zhǔn)給“驗(yàn)證”的定義：通過提供客觀證據(jù)，對(duì)規(guī)定要求已得到滿足的認(rèn)定。試驗(yàn)和演示是此種認(rèn)定的四種方式之一，也是最易于理解、最有說服力的認(rèn)可方式。開展演示驗(yàn)證活動(dòng)的目的：通過驗(yàn)證，確認(rèn)申報(bào)各型號(hào)專用播種機(jī)是否滿足前述農(nóng)藝要求，為購機(jī)補(bǔ)貼實(shí)施提供技術(shù)支撐。

2 演示驗(yàn)證內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證目的，部分省區(qū)市分別根據(jù)當(dāng)?shù)馗鳁l件，制定了各自的驗(yàn)證方案，分別是大豆玉米帶狀復(fù)合種植專用播種機(jī)先進(jìn)性驗(yàn)證方案、安全性驗(yàn)證方案和適用性驗(yàn)證方案。規(guī)定了演示驗(yàn)證的內(nèi)容，即先進(jìn)性、安全性和適用性，做法和要求，即主要包括取樣、檢測項(xiàng)目、檢測方法、數(shù)據(jù)處理、合格指標(biāo)、判定規(guī)則等。具體驗(yàn)證項(xiàng)目由行業(yè)主管部門組織農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)專家根據(jù)大豆玉米帶狀復(fù)合種植農(nóng)藝要求和區(qū)域性農(nóng)藝特點(diǎn)研究確定。

3 技術(shù)要求

先進(jìn)性、安全性和適用性三方面分別有各自不同的技術(shù)要求。

3.1 先進(jìn)性技術(shù)要求

具備先進(jìn)性，是新產(chǎn)品獲得農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼的資格要求。先進(jìn)性是指首先創(chuàng)造、規(guī)定并為人們認(rèn)可、學(xué)習(xí)、推廣、遵守的特點(diǎn)。此處關(guān)注對(duì)象是專用播種機(jī)或其某個(gè)裝置、零部件，關(guān)注點(diǎn)是整機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能和性能，其部件的功能、性能，和/或其零件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)或性能，在技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等方面體現(xiàn)的先進(jìn)性。通過收集、審查實(shí)用新型專利、發(fā)明專利或通過省級(jí)以上科技成果鑒定(評(píng)價(jià)證明)、先進(jìn)性自我聲明、檢測報(bào)告等材料，有專家組進(jìn)行專業(yè)分析、評(píng)判，給出先進(jìn)與否的結(jié)論。

先進(jìn)性驗(yàn)證要求專家組要專業(yè)，熟悉播種機(jī)、行業(yè)及相關(guān)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r；驗(yàn)證評(píng)價(jià)工作要實(shí)事求是，認(rèn)真、仔細(xì)；處于客觀、公正地位，并保持客觀、公正立場；保持開明，協(xié)商一致。

3.2 安全性技術(shù)要求

強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)為我們保障人體健康和人身財(cái)產(chǎn)安全提供了技術(shù)依循。專用播種機(jī)屬于播種機(jī)，依法應(yīng)滿足GB 10395.9—2014《農(nóng)林機(jī)械安全第9部分：播種機(jī)械》要求。此外，基于行業(yè)實(shí)踐，農(nóng)機(jī)專家認(rèn)為，適用時(shí)，專用播種機(jī)還應(yīng)滿足JB/T 10293—2013《單粒(精密)播種機(jī)技術(shù)條件》和GB/T 20865—2017《免(少)耕施肥播種機(jī)》，以確保專用播種機(jī)和使用者的安全。具體要求參見表1。

表1 專用播種機(jī)安全性技術(shù)要求Tab. 1 Safty requirements of the special seeder

需要說明的是，設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)商還應(yīng)關(guān)注專用播種機(jī)與配套拖拉機(jī)所構(gòu)成機(jī)組的穩(wěn)定性問題，帶有氣力式排種器的播種機(jī)應(yīng)關(guān)注噪聲達(dá)標(biāo)問題，帶劃行器的播種機(jī)應(yīng)關(guān)注隨之而來的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 適用性技術(shù)要求

3.3.1 對(duì)專用播種機(jī)的作業(yè)質(zhì)量要求

產(chǎn)品使用時(shí)滿足顧客需求和期望的程度，即為適用性質(zhì)量。專用播種機(jī)是指按照大豆玉米帶狀復(fù)合種植的農(nóng)藝總要求和區(qū)域性要求，能實(shí)現(xiàn)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(diào)控，并進(jìn)行兩種作物同步播種施肥的作業(yè)機(jī)具。因此，應(yīng)首先明確農(nóng)藝總要求和區(qū)域性要求。根據(jù)《全國大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)模式圖》和NY/T 2632—2021《玉米—大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)規(guī)程》，可以歸納出，專用播種機(jī)播種、施肥和覆膜的作業(yè)質(zhì)量和效果應(yīng)達(dá)到表2～表5所示的要求。與傳統(tǒng)種植模式比，具有以下3個(gè)特點(diǎn)：一是精量播種。玉米單粒播種，大豆每穴1?；?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(gè)加大，一個(gè)減小。玉米高氮緩釋復(fù)合肥每公頃750～975 kg大豆低氮緩釋復(fù)合肥每公頃225～300 kg，“4+4”和“4+6”種植模式施肥量還要適當(dāng)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(duì)專用播種機(jī)作業(yè)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(jī)生產(chǎn)急需、新產(chǎn)品補(bǔ)貼和凈作條件下播種機(jī)技術(shù)成熟的實(shí)際，根據(jù)問題導(dǎo)向、特事特辦原則，確定用表6中的指標(biāo)驗(yàn)證演示機(jī)型作業(yè)性能的優(yōu)劣。其中，后7項(xiàng)為所有機(jī)型應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的農(nóng)藝要求，前邊各項(xiàng)則是不同地區(qū)種植條件下，不同機(jī)型應(yīng)達(dá)到的要求。必須說明的是，有些指標(biāo)雖然重要，但未納入目前的驗(yàn)證方案，如：機(jī)組穩(wěn)定性、劃行器、種子破碎率、總施肥量穩(wěn)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(jī)要批量生產(chǎn)，則應(yīng)提前、全面考察機(jī)器的作業(yè)性能，包括可靠性、故障報(bào)警、劃行器等，確保密植效果、出苗率和生產(chǎn)效率，鼓勵(lì)研發(fā)企業(yè)追求更高的性能指標(biāo)。

表4 養(yǎng)分管理Tab. 4 Nutrient management

表5 播種深度Tab. 5 Sowing depth

表6 專用播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量要求Tab. 6 Operating quality requirements of special planter

3.3.3 樣機(jī)狀態(tài)和試驗(yàn)條件

適用性驗(yàn)證時(shí)，樣機(jī)狀態(tài)和試驗(yàn)條件對(duì)性能指標(biāo)檢測結(jié)果影響大。如果不符合要求，則演示驗(yàn)證結(jié)果是不可靠或者是不具有參考價(jià)值的，務(wù)必審慎對(duì)待?？梢哉f，機(jī)器適應(yīng)試驗(yàn)條件的寬泛程度是機(jī)器適應(yīng)性的一個(gè)方面。作為演示驗(yàn)證，可考慮在極端條件下實(shí)施檢測，觀察機(jī)器的性能。

1) 樣機(jī)狀態(tài)。試驗(yàn)樣機(jī)應(yīng)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(jī)應(yīng)選擇功率不大于上限值80%的拖拉機(jī)為配套動(dòng)力，若最小功率大于上限值80%時(shí)，選擇最小功率為配套動(dòng)力。另外，駕駛員應(yīng)熟悉拖拉機(jī)、播種機(jī)的使用與調(diào)整要求，操作熟練，中間不更換。

2) 試驗(yàn)條件。種子、肥料、農(nóng)膜：按當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求選擇，應(yīng)測定、調(diào)查和記錄其名稱、規(guī)格和/或性狀；試驗(yàn)地：應(yīng)按當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求選擇，免耕播種型專用播種機(jī)應(yīng)在未經(jīng)耕整有一定作物殘茬覆蓋的地塊條件下作業(yè)。應(yīng)對(duì)試驗(yàn)地狀況及環(huán)境條件進(jìn)行測定、調(diào)查和記錄，如：前茬作物、耕作方式、土壤質(zhì)地、地表植被狀況、土壤含水率、堅(jiān)實(shí)度等，不符合要求時(shí)，不能實(shí)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(shí)，不宜實(shí)施檢測；作業(yè)速度：按說明書規(guī)定，建議按不低于說明書中明示最高速度的60%實(shí)施檢測；播種深度：按農(nóng)藝要求，建議播種深度目標(biāo)值：玉米5 cm，大豆4 cm。

3.3.4 檢測方法

適應(yīng)性驗(yàn)證方案均參考現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)或農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣鑒定大綱，如DG/T 007—2019《播種機(jī)》、DG/T 027—2019《旋耕播種機(jī)》、DG/T 028—2019《免耕播種機(jī)》、JB/T 8401.1—2017《旋耕聯(lián)合作業(yè)機(jī)械第1部分：旋耕施肥播種機(jī)》、DG/T 100—2019《鋪膜播種機(jī)》等，對(duì)條件參數(shù)和作業(yè)性能參數(shù)的檢測方法有明確的規(guī)定。驗(yàn)證檢測由有資質(zhì)第三方機(jī)構(gòu)的專業(yè)人員來完成。

3.3.5 合格指標(biāo)確定

機(jī)器在特定條件下作業(yè)性能指標(biāo)的優(yōu)劣，是機(jī)器適應(yīng)性的第二個(gè)表現(xiàn)。專用播種機(jī)應(yīng)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(dá)到前述農(nóng)藝要求，這是最基本的前提，同時(shí)，其播種、施肥、覆膜的作業(yè)質(zhì)量還要達(dá)到表6的要求，即達(dá)到對(duì)應(yīng)合格指標(biāo)的要求。這些指標(biāo)數(shù)據(jù)引用自現(xiàn)行推廣鑒定大綱。專用播種機(jī)研發(fā)企業(yè)可考慮追求更高的標(biāo)準(zhǔn)。需要說明的是，方案中對(duì)種肥間距合格率指標(biāo)判定時(shí)，以不小于3 cm為合格，試驗(yàn)條件中未規(guī)定施肥深度范圍，種肥間距農(nóng)藝要求是10～15 cm為合適，這一點(diǎn)應(yīng)引起大家的重視。

4 驗(yàn)證結(jié)論及局限性說明

1) 關(guān)于驗(yàn)證結(jié)論。安全性、適用性、先進(jìn)性分別滿足對(duì)應(yīng)方案要求時(shí)，驗(yàn)證通過。安全是基本要求，依法有“一票否決權(quán)”。適用性是對(duì)機(jī)器的基本要求，是機(jī)器的靈魂，是農(nóng)藝成敗的關(guān)鍵，也是企業(yè)成敗的關(guān)鍵。先進(jìn)性可以不斷改進(jìn)和追求。建議在適用性所有考核指標(biāo)均達(dá)合格時(shí)，才判斷機(jī)器適用性滿足要求；建議按安全性、適用性、先進(jìn)性的順序開展驗(yàn)證和結(jié)果評(píng)估工作。

2) 關(guān)于驗(yàn)證結(jié)論局限性：驗(yàn)證通過，不意味著產(chǎn)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(yàn)證時(shí)特定條件下，檢驗(yàn)結(jié)果，并沒有驗(yàn)證所有條件下的性能表現(xiàn)。二是后續(xù)生產(chǎn)不一定能保證產(chǎn)品的一致性；三是用戶可能操作不當(dāng)、違規(guī)使用，這樣機(jī)器會(huì)有不同的性能表現(xiàn)。驗(yàn)證不通過，可能因?yàn)楫a(chǎn)品不成熟，對(duì)驗(yàn)證過程中試驗(yàn)條件不適應(yīng)、任何原因引起的性能發(fā)揮不充分。

3) 我國現(xiàn)有的播種技術(shù)集成專用播種機(jī)后，可以滿足大豆玉米帶狀復(fù)合種植農(nóng)藝的要求?？紤]到作物特點(diǎn)、農(nóng)藝關(guān)注點(diǎn)及“玉米不減產(chǎn)，多收一季豆”的目標(biāo)，聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中青壯年勞動(dòng)力緊缺，嚴(yán)重依賴農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)際，專用播種機(jī)當(dāng)下應(yīng)著重解決“精確密植、精確施肥”的問題，即通過機(jī)器播種，實(shí)現(xiàn)以下2個(gè)目標(biāo)：(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(shù)這6個(gè)參數(shù)都得到精密控制，不用間苗也不用補(bǔ)苗，也方便后續(xù)田間管理和收獲機(jī)械配套，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝目標(biāo)和農(nóng)機(jī)農(nóng)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(yǎng)需求特性，實(shí)現(xiàn)節(jié)約高效綠色發(fā)展。

5 建議

1) 專用播種機(jī)可考慮以下方面的改進(jìn)，如配套使用導(dǎo)航技術(shù)、至少配置劃行器，實(shí)現(xiàn)智能化、故障報(bào)警，實(shí)現(xiàn)作業(yè)高速化，實(shí)現(xiàn)行距、株距與穴粒數(shù)精準(zhǔn)化、施肥精準(zhǔn)化，降低大豆種子破碎率等，更好發(fā)揮大豆玉米復(fù)合種植技術(shù)的效用。

2) 用好機(jī)器，宜培訓(xùn)先行。大豆玉米復(fù)合種植技術(shù)是一項(xiàng)高產(chǎn)高效的好技術(shù)，但實(shí)踐起來比較繁瑣，農(nóng)機(jī)配套尚不成熟，因此，農(nóng)機(jī)、農(nóng)技推廣機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)要在農(nóng)藝定型和培訓(xùn)上要下足功夫。這里，農(nóng)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(yōu)深度、穴粒數(shù)應(yīng)明確。用戶培訓(xùn)方面，一是要培訓(xùn)農(nóng)藝要點(diǎn)，根據(jù)農(nóng)藝要求，選合適的機(jī)器；二是要根據(jù)農(nóng)藝要求，調(diào)好機(jī)器狀態(tài)；三是要根據(jù)使用說明書指引，用好機(jī)器。

3) 對(duì)專用播種機(jī)發(fā)展保持耐心，長短結(jié)合。同其他農(nóng)機(jī)裝備一樣，專用播種機(jī)的發(fā)展必將經(jīng)歷從“能播”，到“苗齊”，到“高效”，到“耐用”這四個(gè)逐漸上升的階段。盡管現(xiàn)有技術(shù)可以達(dá)到“苗齊”的階段，但仍然面臨以下問題：收獲玉米時(shí)，有的地方寬，有的地方窄，一塊田里，行距時(shí)寬時(shí)窄，不規(guī)則，對(duì)玉米機(jī)收帶來很大挑戰(zhàn)，收獲機(jī)耐用性受損；施肥量、粒距、播深、鎮(zhèn)壓強(qiáng)度等調(diào)節(jié)指示不準(zhǔn)確，漏播、晾籽不易察覺等，影響作業(yè)效果、生產(chǎn)效率甚至農(nóng)民收成。當(dāng)下首要的是用好現(xiàn)有專用播種機(jī)，立足長遠(yuǎn)，則要保持耐心，以靜待花開的心態(tài)，研究出臺(tái)政策，為專用播種機(jī)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用護(hù)航。各地相關(guān)農(nóng)藝(間作模式、粒距、穴粒數(shù)等參數(shù))一旦定型，農(nóng)機(jī)研發(fā)企業(yè)便應(yīng)持續(xù)改進(jìn)機(jī)具，通過播種高質(zhì)量、田間好管理、到季好收獲、農(nóng)民好收成的美好愿景，讓大豆玉米復(fù)合種植技術(shù)為我國糧油安全做出積極貢獻(xiàn)。