2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)在江漢平原適應(yīng)性研究

汪嬡嬡，鄧軍波，楊 芳，周 毅，陳 艷，何 念

（荊門(mén)（中國(guó)農(nóng)谷）農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，湖北 荊門(mén) 448000）

中國(guó)江漢平原屬于一年兩熟制耕作區(qū)，“油菜-夏大豆”和“冬小麥-夏大豆”是該地區(qū)大豆生產(chǎn)的主要種植模式。油菜和冬小麥?zhǔn)斋@后，大量秸稈和根茬留在田間，影響下茬大豆的播種。為搶農(nóng)時(shí)，多數(shù)農(nóng)民會(huì)將秸稈焚燒或機(jī)械旋耕后再播種，生產(chǎn)成本高，破壞生態(tài)環(huán)境，也存在火災(zāi)隱患［1，2］。常規(guī)大豆播種機(jī)播種前需進(jìn)行田地耕整，土壤擾動(dòng)量大，水肥易流失，播深不一致，影響播種作業(yè)效果。選用具備良好清秸功能、通過(guò)性、種子粒距均勻性和播深一致性的大豆免耕播種機(jī)，才能保證大豆產(chǎn)量［3，4］。免耕播種機(jī)在某一地區(qū)的機(jī)具防堵、播種均勻性、種肥深度、出苗率等因素均能反映播種機(jī)的適應(yīng)情況，而適應(yīng)性決定該機(jī)具是否能得到較好的推廣應(yīng)用［5］。由國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的專(zhuān)家聯(lián)合東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2BMFJ-6 型麥茬地免耕覆秸施肥播種機(jī)在黃淮海地區(qū)適應(yīng)性較強(qiáng)，推廣效果較好［4］。

本研究引進(jìn)2BMFJ-6型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)，通過(guò)田間生產(chǎn)試驗(yàn)研究、分析該播種機(jī)的作業(yè)質(zhì)量及適應(yīng)性情況，旨在解決該地區(qū)大豆生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，提高作業(yè)質(zhì)量，降低作業(yè)成本，也為保護(hù)性耕作技術(shù)在江漢平原的推廣與應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)機(jī)具

2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)主要由清秸覆秸裝置、施肥裝置、播種單元體及地輪四部分組成（圖1）。該機(jī)具是三點(diǎn)懸掛式與拖拉機(jī)相連，作業(yè)時(shí)由清秸覆秸裝置切斷、清除播種帶內(nèi)的根茬，并隨秸稈等拋撒至機(jī)具前進(jìn)方兩側(cè)，開(kāi)溝器在清理干凈的播種帶上進(jìn)行開(kāi)溝作業(yè)，同時(shí)兩側(cè)地輪為施肥裝置和排種器提供動(dòng)力，繼而完成播種、施肥作業(yè)，最后由覆土鎮(zhèn)壓裝置完成播后地的覆土與鎮(zhèn)壓，確保種子與土壤緊密接觸，提高出苗率。該機(jī)具的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是安裝了清秸覆秸裝置和開(kāi)溝裝置，清秸覆秸裝置主要由機(jī)架、清秸刀軸總成、軸承座、傳動(dòng)鏈松緊度調(diào)節(jié)桿、弧形刀、線形刀及擋草板總成等部件組成（圖2），是通過(guò)主動(dòng)式防堵裝置進(jìn)行清堵，作業(yè)時(shí)由拖拉機(jī)提供牽引及旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，清秸覆秸刀將播種帶上的根茬切斷、清除，連同雜草、秸稈等拋撒至播種機(jī)前進(jìn)方向的兩側(cè)，清理出干凈的播種帶，使開(kāi)溝器順利通過(guò)，達(dá)到清秸的目的。當(dāng)秸稈覆蓋高度超過(guò)機(jī)架下梁時(shí)，壓草板可將秸稈壓低，使秸稈從壓草板下劃過(guò)，進(jìn)入清秸覆秸裝置內(nèi)部，由清秸覆秸刀齒將其拋出，從而避免了秸稈拖堆的情況發(fā)生。當(dāng)機(jī)具回程作業(yè)時(shí)，清秸覆秸刀齒將本行程播種帶內(nèi)的秸稈和根茬回?fù)苤烈巡サ乇?，完成覆秸作業(yè)。該機(jī)具的清秸覆秸裝置是不入土作業(yè)，增加防堵性能的同時(shí)避免現(xiàn)有的播種機(jī)旋耕式防堵裝置對(duì)土壤過(guò)度的擾動(dòng)。同時(shí)，鋤鏟式開(kāi)溝器，開(kāi)溝寬度較窄，回土效果好，符合保護(hù)性耕作要求。2BM?FJ-6 型大豆免耕播種機(jī)采用的是側(cè)深施肥技術(shù)，該機(jī)采用單體平行四桿仿形結(jié)構(gòu)保證播深一致，雙圓盤(pán)式覆土鎮(zhèn)壓器完成仿形、開(kāi)溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量播種作業(yè)［2，6］。可調(diào)節(jié)式的播種、施肥深度和覆土深度較大程度提高該機(jī)具在不同地域條件的適應(yīng)性。2BMFJ-6 型茬地免耕覆秸精密播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 2BMFJ-6 茬地免耕覆秸精密播種機(jī)

圖2 清秸覆秸裝置總成

表1 2BMFJ-6型多功能原茬地大豆精密播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)于2020年5—8月在湖北省荊門(mén)市馬良鎮(zhèn)北港村試驗(yàn)基地實(shí)施，該試驗(yàn)區(qū)域大豆連片種植規(guī)模較大。試驗(yàn)面積66 666.7 m2，地勢(shì)平坦，土壤為沙壤土。分別在小麥、油菜兩種不同的前茬作物留茬地塊進(jìn)行，地表狀況見(jiàn)圖3和圖4。前茬小麥5月底收獲，產(chǎn)量380 kg/667 m2，試驗(yàn)地為小麥機(jī)收后自然留茬狀態(tài)，平均留茬高度21.9 cm，秸稈覆蓋量1.33 kg/m2；前茬油菜5月中旬收獲，產(chǎn)量210 kg/667 m2，試驗(yàn)地為油菜收獲后自然留茬狀態(tài)，平均留茬高度31.4 cm，秸稈覆蓋量1.69 kg/m2。試用大豆品種為中豆41，百粒重20.8 g，種子凈度99%，底肥為N15-P15-K15 復(fù)合肥。播種機(jī)搭配69.8 kW 的拖拉機(jī)，試驗(yàn)地長(zhǎng)度225 m，平均播種作業(yè)速度4.8 km/h。

圖3 小麥地自然留茬地表狀況

圖4 油菜自然留茬地表狀況

2.2 試驗(yàn)方法

依據(jù)GB/T 20865—2017［7］、GB/T 6973—2005［8］、GB/T 5262—2008［9］、NY/T 1768—2009［10］及 農(nóng) 業(yè) 農(nóng)村部農(nóng)機(jī)試驗(yàn)鑒定總站制定的免耕播種機(jī)性能測(cè)試指標(biāo)與方法［11］實(shí)施試驗(yàn)，測(cè)試包括機(jī)具通過(guò)性、種肥深度、播種均勻性、晾子率、田間出苗率等。

2.2.1 機(jī)具通過(guò)性 免耕播種機(jī)播種時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因秸稈堆積、纏繞而造成擁堵的情況，影響播種質(zhì)量。機(jī)具通過(guò)性是指免耕播種機(jī)作業(yè)時(shí)機(jī)具排除雜草和作物秸稈的能力，是評(píng)價(jià)免耕播種機(jī)的重要指標(biāo)。利用作業(yè)時(shí)秸稈等對(duì)機(jī)具堵塞的程度來(lái)描述。依據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)鑒定總站對(duì)免耕播種機(jī)對(duì)機(jī)具通過(guò)性的檢測(cè)要求，設(shè)定測(cè)區(qū)長(zhǎng)度60 m，在往返一個(gè)行程內(nèi)，按機(jī)具發(fā)生堵塞的程度進(jìn)行分類(lèi)，出現(xiàn)秸稈、根茬壅堵且不停機(jī)無(wú)法正常作業(yè)的為重度堵塞；發(fā)生秸稈、根茬壅堵，不需停機(jī)清堵為中度堵塞；發(fā)生秸稈、根茬壅堵，但堵塞物能自行從開(kāi)溝器間流過(guò)則為輕微堵塞。試驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)具不發(fā)生堵塞或發(fā)生一次輕微堵塞為合格。

2.2.2 種肥深度 機(jī)具采用側(cè)深施肥技術(shù)，避免了種子與化肥直接接觸而燒種。拖拉機(jī)以正常的作業(yè)速度播種，機(jī)具穩(wěn)定作業(yè)60 m，往返作業(yè)一次，共播種12 行，每行在50 m 內(nèi)隨機(jī)選取10 個(gè)點(diǎn)，人工扒開(kāi)已播土層進(jìn)行播種深度和施肥深度的測(cè)量，測(cè)定兩種留茬地種肥間的垂直距離，種肥間距3～5 cm 為合格。

2.2.3 播種均勻性 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6973—2005 測(cè)定相鄰種子間距、種子播深，測(cè)定長(zhǎng)度大于所播種子的250 粒距長(zhǎng)度。機(jī)具設(shè)置96 mm 為理論粒距，對(duì)應(yīng)保苗是17 300 株/667 m2，重復(fù)5 次，以其平均值計(jì)算出粒距合格指數(shù)、播種深度合格率及重播指數(shù)等數(shù)值。

2.2.4 晾子率 晾子率主要是指播種后種子裸露在地表或種子播在秸稈上。機(jī)具正常播種后測(cè)試、記錄地表裸露種子的數(shù)量和播在秸稈上的種子數(shù)量，機(jī)具往返作業(yè)兩個(gè)行程，在單程上選取4 個(gè)小區(qū)，小區(qū)寬為一個(gè)播幅，長(zhǎng)為10 m，測(cè)定每個(gè)小區(qū)的面積和晾子數(shù)量，計(jì)算小區(qū)晾子率，取平均值。

2.2.5 田間出苗率 在出苗整齊后測(cè)定兩種試驗(yàn)地的出苗率。按對(duì)角線取5 個(gè)小區(qū)，小區(qū)寬度為一個(gè)工作幅寬，每行測(cè)定5 m 的長(zhǎng)度，測(cè)定5 次，計(jì)算兩種茬地播種后的出苗率。

3 結(jié)果與分析

3.1 機(jī)具通過(guò)性

從表2 可以看出，2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)在油菜、小麥兩種秸稈自然留茬地表均發(fā)生一次輕微堵塞，機(jī)具通過(guò)性達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。兩種茬地播后的地表狀況（圖5），可見(jiàn)該播種機(jī)對(duì)土壤的擾動(dòng)量較小，清秸覆秸效果明顯。

圖5 兩種自然留茬地播種后的地表狀況

表2 2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)通過(guò)性情況

3.2 播種均勻性

從表3 可以看出，根據(jù)播種機(jī)測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)播種機(jī)質(zhì)量的測(cè)試指標(biāo)，2BMFJ-6 型大豆播種機(jī)播種均勻性在兩種作物自然留茬的地表狀態(tài)下均滿足播種質(zhì)量要求，播深合格率也均高于合格標(biāo)準(zhǔn)值。

表3 兩種茬地播種質(zhì)量測(cè)定結(jié)果

3.3 種肥深度

從表4 可以看出，2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)在兩種自然留茬的地表狀態(tài)都能完成種肥分施工作，播深、種肥間距均滿足江漢平原地區(qū)的農(nóng)藝要求。從種肥深度合格率來(lái)看，該播種機(jī)在兩種茬地的播種深度符合國(guó)標(biāo)免耕施肥播種機(jī)的要求，而且在油菜秸稈自然留茬地的合格率高于小麥自然留茬地，這可能與小麥地秸稈覆蓋較厚有關(guān)。

表4 兩種茬地種肥深度測(cè)定結(jié)果

3.4 晾子率

通過(guò)田間實(shí)際測(cè)量的結(jié)果表明，2BMFJ-6 型大豆免耕覆秸施肥播種機(jī)在小麥秸稈自然留茬地和油菜秸稈自然留茬地的平均晾子數(shù)量分別為2 粒和1粒，晾子率為0.099%和0.049%，兩種自然留茬地的晾子情況均滿足免耕播種機(jī)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和大綱要求。

3.5 田間出苗率

根據(jù)表5 田間出苗的測(cè)定結(jié)果得知，小麥秸稈自然留茬和油菜秸稈自然留茬的兩種地表狀態(tài)下2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)的平均出苗率分別達(dá)到99.8%和96.1%，均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，種帶整齊、苗齊壯、無(wú)斷條現(xiàn)象（圖6）。

表5 田間出苗率情況

圖6 兩種自然留茬地播后的出苗情況

4 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)江漢平原地區(qū)兩種自然留茬地表狀態(tài)下2BMFJ-6 型多功能原茬地大豆免耕覆秸播種機(jī)的田間性能試驗(yàn)，該播種機(jī)在作業(yè)速度4.8 km/h，理論粒距96 mm 條件下粒距合格率、重播指數(shù)、漏播指數(shù)和變異系數(shù)均高于國(guó)標(biāo)合格水平，在理論播深3～5 cm 條件下，播種機(jī)播種深度合格率也均高于國(guó)標(biāo)合格水平；本機(jī)單體平行四桿仿形效果較好，大豆種子能保持較高的播深一致性，出苗率高且整齊；該機(jī)具清秸覆秸能力強(qiáng)，能清理出干凈的種帶，減少晾子現(xiàn)象的發(fā)生，在油菜、小麥兩種自然留茬地的作業(yè)過(guò)程中均只發(fā)生一次輕微堵塞，通過(guò)性較好；直刀式清秸覆秸刀將秸稈、根茬等切斷拋撒至兩邊播種帶完成覆秸作業(yè)，減少土壤跑墑，提高發(fā)芽率［2］。

該播種機(jī)具有良好的通過(guò)性和播種性，能夠一次性地完成種床整備、側(cè)深施肥、精量播種、覆土鎮(zhèn)壓及清秸覆秸等作業(yè)，性能穩(wěn)定，在江漢平原自然留茬地的適應(yīng)性較強(qiáng)，能滿足大豆精量播種要求。

在粒距合格率、重播指數(shù)、漏播指數(shù)、變異系數(shù)及種肥深度合格率等播種質(zhì)量指標(biāo)上，油菜自然留茬地略優(yōu)于小麥自然留茬地，可能是因?yàn)樾←湙C(jī)械收獲后秸稈留田較多，秸稈覆蓋厚度高于油菜地，播種前降水造成小麥秸稈含水量和土壤濕度增加，提高了播種機(jī)前進(jìn)作業(yè)的摩擦力［1］，繼而導(dǎo)致重播指數(shù)、漏播指數(shù)及晾子率等略高于油菜茬地，所以建議避免在雨后秸稈含水率和土壤濕度較大時(shí)作業(yè)，保證播種機(jī)播種作業(yè)質(zhì)量。