丘陵山區青貯玉米全程機械化種植技術研究*

王義鵬 趙幫泰 劉宇 梅林森 羅俊 宋樂見 王巍 左之才 易軍 郭曦¤

1.四川省農業機械研究設計院，四川成都

2.四川省畜牧科學研究院，四川成都

3.四川農業大學動物醫學院，四川成都

丘陵山區宜機化改造技術是農業農村部為推動改善農機在丘陵山區通行和作業條件，提高丘陵山區現代化農業裝備覆蓋率，加快補齊丘陵山區農機發展短板所出臺的一項政策[1-4]。

1 宜機化改造技術

1.1 研究方法

旺蒼縣山丘平壩地勢北高南緩，農業機械化水平落后，針對以上特點[5]。結合GB/T 30600-2014《高標準農田建設通則》土地改造標準，DB50/T 795-2017《丘陵山區宜機化地塊整理整治技術規范》、DB50/T 915-2019《丘陵山區坡改梯宜機化土地整治技術規范》，《四川省丘陵山區農田宜機化改造技術規范（試行）》。提出了一種利用地形三維地圖測繪技術、地表剝離肥熟化技術、中型設備土地改造技術等，通過土地梯田變緩坡、分散小地塊集中改造變大，打通農機作業的通道，實現中型農機下地作業的土地改造方法[6～8]，并在旺蒼縣普濟鎮秀海村瑞達養殖家庭農場青貯玉米機械化高產栽培基地開展了耕地宜機化改造實驗[9]。

1.2 研究過程

選取1∶2 000比例尺，固定航拍高度150 m，運用測繪無人機，對選取地塊進行實景地圖測繪，經處理，得到測繪區域的實景地圖、高程信息、等高線圖像，導入EPS地理信息工作站對地形圖進行深度分析，并實地踏勘，對改造地塊進行分區編號及地塊的規劃設計，制定初步的規劃圖紙，按1∶1比例建立待改造地塊模型，初步規劃方案進行模擬改造，根據模擬結果修訂方案，繪制總平面圖，制作施工圖，并對圖標、圖例、技術要求等進行說明。耕地宜機化改造內容、耕地宜機化改造技術要求分別見表1、表2。

表1 耕地宜機化改造內容

表2 耕地宜機化改造技術要求

1.3 研究結果

測繪約5.33 hm2耕地的正射影像、高程點信息、等高線，依據改造內容、技術要求，對耕地進行施工。經實際測算，本次土地改造后將增加可利用耕種面積20%，使農機田間作業通達率達到80%?？捎行Ы鉀Q秦巴山區地塊小、分布零散、耕地坡度大、基礎設施不配套、土地撂荒等問題；將有效提高種植效率、節約人工、降低成本；改善農機作業條件，實現青貯玉米機械化種收。實施宜機化改造前后情況對比見表3。

表3 改造前后對比

2 青貯玉米機械化播種技術

2.1 研究方法

在耕地已進行宜機化改造的基礎上，針對秦巴山區農業基礎薄弱、人工成本高、生產效率低、青貯原料短缺的問題，提出了一種適用于秦巴山區肉牛養殖的青貯玉米機械化播種技術，實現中型整地機、旋耕機、播種機田間作業[10～11]。

2.2 研究過程

耕地整改后，田間作業道路通達，方便農機掉頭，因此，選用兩行青貯玉米免耕施肥精播機播種，該機配有地面仿形功能，在地塊起伏不平時可保持固定播種深度，點播同時條施晶粒狀化肥，一次完成開溝施肥、開種溝、播種、覆土、鎮壓等作業，與604拖拉機配套作業，在未耕或已耕地精播單粒青貯玉米。青貯玉米免耕施肥精播機作業參數見表4。

表4 青貯玉米免耕施肥精播機作業參數

2.3 研究結果

每公頃地塊需播種包衣青貯玉米種子質量53.36 kg，等距穴播側深施肥，每公頃施底肥215.16 kg，選取0.2 hm2地，栽植株距分別設定為18、22、26 cm，每公頃留苗4 840～6 200株，漏播率小于1%，發芽率達98%，發育5～10 d后，發現漏播率、死苗率低。在不同株距和栽植密度下，觀察種子生長發育情況，發現采用機械化播種技術的青貯玉米長勢良好。

3 青貯玉米機械化收獲及田間轉運技術

3.1 收獲方式

本次青貯玉米收獲采用分段收獲的方式，使用青貯玉米割捆機一次性完成切割、捆扎等作業，再由田間轉運設備進行運輸。

3.2 基本情況

當青貯玉米籽粒尚未飽滿、莖葉青綠，處于乳熟末期至蠟熟初期時，平均含水量為50%～70%，營養物質含量最高，貯藏效果最好，此時為青貯玉米的最佳收獲時間。因為青貯玉米種植面積大，可持續采收期僅10 d，勞動力需求量大，故常采用機械收獲[12]，但丘陵山地坡度大，限制大型青貯玉米聯合收獲機下地持續作業，采用機械化收獲技術可節省人工，降低生產成本。

3.3 研究結果

通過測定青貯玉米生長情況，機播出苗率高于人工播種，且長勢一致性好，利于機械化收獲。青貯玉米割捆機的前進速度為1.53～3.94 m/s，打捆質量為15.0 kg。當前進速度快、種植密度高時，打捆質量差；速度越慢，打捆質量越好。高度作物打小捆，低矮作物打大捆，提高了飼草收割的效率，降低了人工成本。青貯玉米的機械化收獲技術增加了養殖戶的經濟效益，提升了項目區青貯玉米全程機械化種植水平。

4 微型機械的研制與改進

4.1 研究內容

丘陵山區耕地具有坡度大、地塊小、分布零散、田間作業道路不通達、改造成本高的特點[13]；丘陵山區肉牛養殖戶的耕地多數為承包周圍村民的流轉土地，土地屬性不同，在進行宜機化改造后難以區分，使得區域內地塊無法集中[14]；部分地塊村民不接受宜機化改造，地塊難以進行集中流轉，限制了區域內農業機械化的發展水平。這些因素使得市場上現有的大中型播種機械難以使用，針對這一現狀，為解決青貯玉米機械化作業，本研究設計了青貯玉米播種機、秸稈同側多行割放機[15]。

不同地塊的青貯玉米播種農藝要求不一樣，套種作物不同，種植模式呈多元化，使得播種作業難以適應不同作業需要，針對不同情況對現有播種機進行優化改進，本文設計的播種機可完成耕整地‐開溝‐施肥‐播種‐覆土‐鎮壓等一系列作業。

現有割放機收后將作物拋撒于田間，由于割臺結構的限制，不能很好地將作物聚攏，造成打捆機作業效率低下。因此，在青貯玉米割臺上設置了收集裝置，當割臺在最低位置開始撿拾，緊貼地面根部時，護刃器不切入泥土，實現秸稈整齊碼放、切割、收集及輸送，設計了青貯玉米同側多行割放機，提高了青貯玉米割收的作業效率。

4.2 樣機試制

研發設計了一款適用于秦巴山區的青貯玉米播種機，該機器結構簡單、重量輕，以微耕機為牽引動力，可完成旋耕‐播種‐施肥‐覆土‐鎮壓等操作，發動機為汽油機或柴油機，功率為4～6 kW，采用多功能底盤、外槽輪式排種器，該機可完成多行播種，且株距可調，作業效率高，解決了當地種植戶人工種植費用高、土地撂荒浪費的問題。

試制了一種秸稈同側多行割放機，由收割機架、手柄組件、驅動組件、行走組件以及割草組件組成，針對秦巴山區地塊小，田間道路不通達，大中型機器難以下地的問題，機器采用自走式結構，較牽引式打捆機具有操作靈活、轉彎半徑小的優點，適合在小田塊內作業。工作時，由人工手扶牽引，前進時割草組件旋轉以割斷秸稈，收割后的秸稈位于收割機外側。

5 生產試驗應用

在科技示范戶建立青貯玉米機械化高產栽培示范地，采用先進的青貯玉米機械化種收模式，節本增效、示范效果好，對其他養殖戶具有帶動作用。研究了一種適用于丘陵山區耕地改造的方法，土地宜機化改造是種植青貯玉米的關鍵環節之一，改造后耕地農機作業道路通達，作業覆蓋面積廣，是提升作業效率，增加青貯飼料貯藏量，降低肉牛養殖成本的有效措施。青貯玉米機械化種收結合免耕精量施肥播種技術、無人機植保技術、青貯玉米割捆一體化收獲技術，有效提升了項目區的粗飼料生產的機械化水平。

6 結論

青貯玉米全程機械化種植技術解決了大中型農機無法下地，撂荒土地無法集約化利用的問題，將青貯玉米的耕種收與農機聯系起來，降低了勞動強度；且種植青貯玉米田間管理簡單、風險低、生產效益好。青貯玉米全程機械化種植技術依托宜機化改造項目的實施，不但可增加農民收入，滿足畜牧業對青貯飼料的需要，而且可帶動畜牧產業發展。同時，丘陵山區青貯玉米農業機械化水平的提高，有利于提升四川省現代農業機械化、智能化、數字化裝備水平，推動四川省農業機械化和農機裝備產業轉型升級。