小麥寬苗帶精量種植模式及配套智能裝備的研究

河北農業大學現代科技學院 房俊紅 江東博 董高明 黃金源 申晨旭 張新雨 李夢涵

1 小麥寬苗帶精種模式的意義

（1）傳統小麥因大肥、大水、大播量造成的群體過大,受到的光照不充足進而導致小麥植株易倒伏、穗粒小等問題，寬苗帶精種模式不僅節約了麥種,還可以促使小麥生長過程中所需的資源如光照、水分等得到充分的利用，有利于提升小麥植株的抗寒性、抗逆性。

（2）順應了時代的潮流，我國一直處于一個資源短缺的狀態，小麥寬苗帶精種模式很好地利用了小麥生長過程中所需的資源，在為種子生長創造了最佳的發育條件的同時減小了資源的浪費。

（3）為了解決目前我國小麥作物群體與農民群體之間的關系，小麥在播種土壤過程中其植株的行距、植株間的距離以及所覆蓋土壤的厚度對于小麥作物生長的影響很大，寬幅帶精量播種可以讓我國小麥作物群體生長整齊，受到營養均勻，同時，要對小麥進行科學的田間管理，保證我國小麥作物可以吸收和接受充足的太陽光照、水肥等資源，為我國小麥作物群體創造有利于生長環境。

2 小麥寬苗帶精種模式的作用機理

小麥寬苗帶式精種技術的本質就是擴展了行距，增加了播幅，讓傳統條播時的種子沒有規則地擁擠在同一條線上，改變成了使其均勻地分布到具有一定寬幅的播種區域。其技術的重點主要是以機械條播嚴格控制小麥種子的播出數量，進而將小麥苗的種子帶寬度由傳統3～5厘米擴展到7～8厘米，將種子的行距從傳統15厘米擴展到30厘米，擺脫了密集條播后所造成的籽粒擁堵、個人爭肥競相排水、根少、苗弱等的缺點，對在培育前壯苗、合理布局群體、增強光合能力等各個方面都有比較好的推動作用。保證了麥種在田間最合理的分布、播種數目準確、株距均勻、播深一致，為種子的健康成長和發育提供了最佳環境，使得個體健壯成長，保證了穩產、增產，提高了小麥品質。寬苗帶采用了精量栽培模式，通過對播種數量的精準控制，從而使其每一棵植株都有能力獲得充裕的營養覆蓋面積與足夠的存活空間，群體較小，群體的動態結構比較合理［1］，不會在生長過程中出現良莠不齊的情況，并且水肥的利用率比較高，有效分子繁殖量較多，單株成穗數量較多，穗大、粒多、粒飽；其中一些單株含有比較多的次生根，根系發達，吸收無機蛋白質的能力大大增強；改善了植物在群體內有效地分離和繁殖的光照環境，促進了植物各種器官的生長，提高了穗粒總量和更多的穗粒總重；由于機械帶來精準小麥的種植，在大大減少了種子、水肥等投入基礎上，降低了種子、小麥的成本,也保障了小麥穩產、高質量生長,具有低耗、高產，提升氮磷的經濟效益，投入產出相對比較之傳統小麥種植而言具有顯著優勢等特征。

3 小麥寬苗帶精種要點

（1）選擇一批具有較大產業潛力、分產成穗效益和生長能力高的品種，且在土地能源水平高，土、肥、水條件良好基礎上，調控好小麥籽粒品種個體和群體之間的生長發展關系，使其能夠充分發揮其個體的優勢，提高其群體素質，確保籽粒穗足而不倒。可以采取種衣劑進行包衣，從而大大提高了種子的出苗效果[2]。

（2）要始終堅持采用深耕淺松的農作物耕種模式,耕耙配套,防治地下害蟲，耕種后要撒辛硫磷細菌顆粒,杜絕用轉盤代耕,提高了整地的質量。深耕要在土壤的適耕期內（土壤含水量15%～22%）進行。深耕后最好再旋耕1～2遍，并且配合細耙，耙透、耙實、耙平，消滅明暗坷垃。忌深耕淺耙或以耙代耕［3］。堅持培育肥力，采取有機與無機肥料相結合的生產技術方式，重視對秸稈的還田，增施氮素化肥，氮、磷、鉀均勻施肥，增施小麥微肥，以逐步增強和不斷提升農田土壤綜合肥力。打破了小麥犁田的底層，加厚了小麥活土壤的地面，有利于小麥促進土壤雨水快速下滲，提高了小麥土壤收集蓄水和吸收納茬水的能力，提高了播種小麥后期土壤抵御干燥和風吹雨淋的抵御能力，提高了小麥產量。

（3）本工程要堅持適期適量充足耕地的播種，栽培面積在90～120kg/hm,播期在10月2日～9日，不重播，不漏栽，提高了播種的質量和用地供應，覆土嚴密且行距一致，播種量準確，使得籽粒分布均勻，在底部土壤不足時應該做好播種后及時多次澆水，確保有效的積溫，及籽粒發根壯苗,及低位分子數量的順利生長，起到以晚補早的作用,使其幼苗茁壯生長。

（4）切實做好冬前的農作物田間生長環境管理，尤其是促弱苗，控旺芽，壯苗，澆好開花水和灌溉用水及時并合理地除草,運用各種化學手段和方法，促控相結合，科學地除草。小麥挑旗期至開花期是小麥需水臨界期，澆好這一水有利于減少小麥花退化、增加穗粒數。推廣葉面噴肥，小麥灌漿初期用0.2%的磷酸二氫鉀溶液或0.1%尿素溶液噴施葉片2～3次，可以起到防早衰、增粒重、增產的良好效果［4］。

（5）在每一棵小麥的生長環境管理中都要進行科學全過程動態和嚴格的田間管理，不同的生長階段小麥需要不同的對待，針對其所處的生長環境情況給予適量的水肥以及其他的營養物質和其生長必需的食品和物質，保證每一個生長階段都能夠提供充足的營養來幫助小麥的生長。對于小麥苗株在進行澆水的時候也需要高度重視節水措施的落實，具體用水量應該根據當地小麥苗株發育情況而定。

4 小麥寬苗帶精量種植配套智能裝備的研究

（1）配套研制以滾筒氣吸式小麥寬苗帶精量排種器為核心的精量播種機。借助虛擬樣機及三維成型技術來完成精量排種器的設計。運用善于計算機視覺技術的JPS-12排種器試驗臺對排種器的直徑大小、孔型、孔徑、氣堂結構等參數進行優化設計及性能研究，并對精量播種機整機進行優化設計。

圖1 JPS-12排種器試驗臺實物圖

圖2 JPS-12排種器試驗臺實物圖、試驗臺綜合控制

（2）研發一套同時控制排種和施肥的自動控制系統及其工作狀態監測系統，使施肥和排種不再受拖拉機速度的影響。與地輪驅動相比，降低了系統的排種、排肥均勻性變異系數。畝播量和施肥量可以根據用戶的需求來自行設定，由此來實現播種量和施肥量的精確控制，同時達到對播種機系統漏播、堵塞、缺種等工作狀況的監測和預警。

表1 精播作業性能指標

（3）整機田間試驗研究。將多項技術集成并在試驗示范區進行試驗、示范。將設計樣機與目前使用的主流播種機進行田間對比試驗。對比分析播種的均勻性和總播種量穩定性等。同時對比研究在作物節肥、節水、高產、高效率等方面的提升效果。

（4）排種裝置基于我國現有的排種器，采用自己設計的引料槽、引料管和均布器等組合方式工作，進行高度寬幅的精量播種。在排種器上工作時，排種器首先實現了小麥精量的排種，小麥顆粒依次經由導種槽、引料管、均布器，小麥顆粒在引料管上落層的過程中，與引料管壁之間發生了碰撞，顆粒的分散度完成初次的分布，隨后再逐次落入均布器，從而完成了小麥顆粒的再一次分布，從而實現了小麥寬幅高精度的播種。在播種基礎上，生產環境中的澆水及施肥也是根據規定的小麥苗距和寬度來對其進行了精準而高質量的施肥工作，極大地提高了小麥的生產效率，并且可以使得所有小麥的外部環境都保持一致且為最適宜于小麥生長的條件，保證了高產、高量。