大豆玉米帶狀復(fù)合種植一體化播種機(jī)作業(yè)質(zhì)效試驗與探究

摘要：播種機(jī)的作業(yè)成效對提高大豆玉米帶狀復(fù)合種植播種質(zhì)量、保證作物產(chǎn)量具有決定性意義。試驗采用二因素裂區(qū)設(shè)計，在復(fù)合種植4∶2模式下，用一體化的勺輪式排種器播種機(jī)和氣吸式排種器播種機(jī)，分別以5 km/h、7 km/h、9 km/h三種不同速度進(jìn)行播種作業(yè)，對播種期、出苗期、成熟期、收獲期的參數(shù)以及機(jī)具性價比、經(jīng)濟(jì)指數(shù)進(jìn)行比較，對兩種播種機(jī)的質(zhì)效進(jìn)行探究性評價。結(jié)果表明，勺輪式播種機(jī)在5 km/h、氣吸式播種機(jī)在9 km/h播種作業(yè)速度下的出苗質(zhì)量、成熟效果、收獲產(chǎn)量最好，勺輪式播種機(jī)適于低速作業(yè)、氣吸式播種機(jī)適于高速作業(yè)；最優(yōu)作業(yè)速度下，兩種機(jī)型在收獲產(chǎn)量上差異不顯著，氣吸式播種機(jī)在效率經(jīng)濟(jì)指數(shù)、出苗質(zhì)量、成熟性狀、收獲產(chǎn)量上優(yōu)于勺輪式播種機(jī)，但在產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)指數(shù)、機(jī)具產(chǎn)投比上低于勺輪式播種機(jī)。因此根據(jù)種植規(guī)模優(yōu)選一體化播種機(jī)，且采用適宜的作業(yè)速度從而提高作業(yè)質(zhì)效可提供參考和支持。

關(guān)鍵詞：大豆玉米帶狀復(fù)合種植；種植模式；一體化播種機(jī)；作業(yè)質(zhì)效

中圖分類號：S223.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-5553 （2024） 12-0021-09收稿日期：2024年6月5日

修回日期：2024年8月20日

*基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS—04—CES14）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）專項（LNZZ2022055）

第一作者：張長明，男，1969年生，山東德州人，高級工程師；研究方向為農(nóng)業(yè)機(jī)械化。E-mail：dzzcm@163.com

通訊作者：高鳳菊，女，1969年生，山東德州人，碩士，推廣研究員；研究方向為大豆栽培育種。E-mail：gfj1970@126.com

Experiment and study on operation quality and effect of soybean and corn strip composite planting integrated seeder

Zhang Changming¹， Gao Qi²， Zhu Guanxiong²， Gao Fengju²， Tai Rongjian³

（1. Dezhou Agricultural Machinery Service Center， Dezhou， 253029， China; 2. Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， 253015， China; 3. College of Energy and Machinery， Dezhou University， Dezhou， 253023， China）

Abstract： The operation results of seeder are of decisive significance to improve seeding quality of soybean and corn strip composite planting and ensure crop yield. This experiment adopted a two-factor split-plot design with a 4∶2 composite planting pattern， by using a integrated seeder with the spoon-wheel seeding apparatus and another with the air-suction seeding apparatus， respectively， at speeds of 5 km/h， 7 km/h， and 9 km/h for seeding operations. Parameters such as seeding period， emergence period， maturity period， and harvest period were compared， as well as the cost-effectiveness and economic index of the two kinds of seeders， to conduct exploratory evaluation of the quality and effect of the two kinds of seeders. The quality and effectiveness of the two kinds of seeders were evaluated. The results showed that the spoon-wheel seeder had the best seedling quality， ripening effect and yield at 5 km/h and the air-suction seeder at 9 km/h. The spoon-wheel seeder was suitable for low speed operation， and the air-suction seeder for high speed operation. Under the optimal operation speed， the difference between the two models in harvest yield was not significant. The air-suction seeder was superior to the spoon-wheel seeder in economic index of efficiency， quality of emergence， maturity and harvest yield， while it was inferior in economic index of yield and the ratio of output to investment of machinery. Therefore， it can provide reference and support for optimizing integrated seeder according to planting scale and adopting suitable working speed to improve working quality and effect.

Keywords： soybean and corn strip composite planting; planting pattern; integrated seeder; operation quality and effect

0 引言

中央高度重視發(fā)展大豆產(chǎn)業(yè)，2022—2024年的中央一號文件連續(xù)強(qiáng)調(diào)推進(jìn)大豆和油料產(chǎn)能提升工程、推廣玉米大豆帶狀復(fù)合種植。播種是保障作物生產(chǎn)提質(zhì)增效的關(guān)鍵節(jié)點，因此實現(xiàn)大豆玉米帶狀播種機(jī)械化既是提升種植效率、降低投入成本的根本，又是該技術(shù)應(yīng)用及推廣的前提與砝碼^［1］。大豆玉米一體化播種機(jī)的作業(yè)效果，對于提高播種質(zhì)量、保證作物產(chǎn)量，實現(xiàn)“玉米基本不減產(chǎn)、增收一季大豆”的目標(biāo)具有決定性意義。但在生產(chǎn)實踐中怎樣選用適合的播種機(jī)、采用怎樣的作業(yè)速度最合適，以提高播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率，從而提升作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，是播種前首要考慮的問題。

目前，國外對豆玉間套作播種裝備的研究未見報道，近年來國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。張黎驊^［1］、吳雨康^［2］等從解決機(jī)械裝備方面設(shè)計研制了幾種類型的大豆玉米帶狀間作精量播種機(jī)，徐浩然^［3］、齊彥棟^［4］等從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合方面總結(jié)分析了復(fù)合種植播種技術(shù)的作業(yè)應(yīng)用、影響成因和創(chuàng)新路徑等。徐峰等^［5］提出，從2022年開始，大豆玉米一體化播種機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。從主流廠家看，基本都是單體仿形，機(jī)型主要以“4＋2”為主。按排種器不同分為勺輪式、指夾式和氣吸式播種機(jī)，目前勺輪式最普遍。從作業(yè)速度看，勺輪式、指夾式播種機(jī)作業(yè)速度較低，約為3～5 km/h，作業(yè)效率0.67～1 hm²，氣吸式播種機(jī)為6～8 km/h，作業(yè)效率1～1.33 hm²。從作業(yè)質(zhì)量看，勺輪式排種器的重播率和漏播率較高，指夾式其次，氣吸式最好。從銷售數(shù)量看，氣力式雖然作業(yè)質(zhì)量好但是價格高，銷量不如機(jī)械式播種機(jī)。

基于對相關(guān)文獻(xiàn)和學(xué)者研究的梳理，目前關(guān)于復(fù)合種植的播種以及一體化播種機(jī)的研究重點，較多集中在排種器的研究與設(shè)計、專用播種機(jī)的設(shè)計與研制等，較多分析了農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合下專用播種機(jī)的驗證與推廣、播種技術(shù)的改良與方向等，但缺乏對一體化播種機(jī)作業(yè)后作物在全生長周期、各生育階段的性狀表現(xiàn)、成熟能效的評價和研究。因此，本文對大豆玉米帶狀復(fù)合種植的機(jī)械化播種作業(yè)質(zhì)量暨不同類型的一體化播種機(jī)在不同速度下的作業(yè)質(zhì)效開展試驗與探究。試驗以大豆玉米帶狀復(fù)合種植4∶2模式為基礎(chǔ)，采用勺輪式排種器播種機(jī)和氣吸式排種器播種機(jī)，在5 km/h、7 km/h、9 km/h三種播種作業(yè)速度下進(jìn)行對比試驗，以播種期、出苗期、成熟期、收獲期的參數(shù)指標(biāo)以及機(jī)具性價比、經(jīng)濟(jì)指數(shù)為樣本，適時監(jiān)測不同處理的生產(chǎn)效率、出苗質(zhì)量、成熟性狀、作物產(chǎn)量等，對兩種播種機(jī)的質(zhì)效進(jìn)行探究性評價，以期對大豆玉米帶狀復(fù)合種植的播種機(jī)具及作業(yè)速度選用提供參考和支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選用某勺輪式排種器播種機(jī)和某氣吸式排種器播種機(jī)。玉米品種選用登海1996，大豆品種選用齊黃34。

1.2 試驗方法

試驗于2023年在山東德州禹城市安仁鎮(zhèn)尚信齊盛種植專業(yè)合作社（36°86′N，116°53′E）進(jìn)行，試驗地地勢平坦，排灌方便，地力均勻一致。各試驗小區(qū)地塊相鄰，土壤條件一致；作物品種和化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料相同；播種行距、株距、深度、施肥量等農(nóng)藝要求一致。播種作業(yè)同一天完成并由同一名機(jī)手操作。播種后的田間管理相同，在澆水、施肥、除草、化學(xué)控旺、病蟲防治等全生長周期的作物管理上，各試驗小區(qū)統(tǒng)一、同時進(jìn)行。收獲作業(yè)時間、方式一致。

試驗采用二因素裂區(qū)試驗設(shè)計，主因素為不同類型播種機(jī)，分別采用勺輪式排種器播種機(jī)、氣吸式排種器播種機(jī)共2個主處理；副因素為不同作業(yè)速度，分別設(shè)5 km/h、7 km/h、9 km/h共3個副處理；每個處理2個生產(chǎn)單元，不設(shè)重復(fù)（表1）。采用4∶2種植模式，大豆行距0.40 m、株距0.10 m，玉米行距0.40 m、株距0.10 m，大豆帶與玉米帶間距0.70 m，每個生產(chǎn)單元為3.00 m。6月20日播種，田間管理同大田，10月10日收獲。

1.3 試驗機(jī)型

某勺輪式大豆玉米一體化播種機(jī)（下文稱S機(jī)），大豆和玉米播種單體均采用勺輪式排種器、排種盤勺數(shù)均為24勺，播種行數(shù)為6行；某氣吸式大豆玉米一體化播種機(jī)（下文稱Q機(jī)），大豆和玉米播種單體均采用氣吸式排種器、排種盤型孔數(shù)均為48孔，播種行數(shù)為6行。兩種播種機(jī)均采用“2行大豆+2行玉米+2行大豆”的播種單體組成結(jié)構(gòu)。

1.4 測試項目與方法

1.4.1 播種作業(yè)效率

記錄完成每個試驗處理往、返兩個作業(yè)行程的整個播種時間，按式（1）測算播種作業(yè)效率。

E=S/T/3 600 （1）

式中：E——播種作業(yè)效率，hm²/h；

S——實際播種作業(yè)面積，hm²；

T——作業(yè)時間，s。

1.4.2 出苗數(shù)

播種后20天，在每個試驗處理隨機(jī)選擇2行玉米和4行大豆，在穩(wěn)定播種作業(yè)區(qū)域（避開準(zhǔn)備區(qū)和停機(jī)區(qū)），分別記錄10 m內(nèi)玉米和大豆的實際出苗數(shù)。玉米和大豆分別測量3個點，計算平均數(shù)。按式（2）測算每公頃有效苗數(shù)暨出苗密度。

M=10 000/10/M_H×B/N （2）

式中：M——有效苗數(shù)暨出苗密度，株/hm²；

M_H——10 m內(nèi)實際出苗數(shù)平均數(shù)，株；

B——每個生產(chǎn)單元寬度，3.00 m；

N——每個生產(chǎn)單元中每種作物行數(shù)（玉米2行、大豆4行）。

1.4.3 出苗率

與出苗數(shù)檢測同時進(jìn)行。采用同樣的檢測方法。按式（3）計算出苗率。

C=M_H/10/X×100% （3）

式中：C——出苗率，%；

X——理論株距，播種機(jī)根據(jù)要求調(diào)整的株距，玉米和大豆均為0.10 m。

1.4.4 株距合格率

與出苗數(shù)檢測同時進(jìn)行。采用同樣的檢測方法。連續(xù)測定30～50個實際出苗的株距，記錄合格株距的數(shù)量，其中0.5倍理論株距l(xiāng)t;株距≤1.5倍理論株距的記為合格株距。按式（4）計算株距合格率。

Z=Z_H/30～50×100% （4）

式中：Z——株距合格率，%；

Z_H——合格株距數(shù)量，5 cmlt;Z_H≤15 cm，通過測量、計算獲得。

1.4.5 苗高一致性和平均值

與株距合格率檢測同時進(jìn)行。采用同樣的檢測方法。連續(xù)測定30～50株的苗高。按式（5）～式（8）計算苗高平均值和一致性。

G₁=∑n/i=1（a_1i－a₁）/n-1 （5）

a₁=∑n/i=1a_1i/n （6）

V₁=G₁/a₁×100% （7）

H₁=1-V₁ （8）

式中：a₁——苗高平均值，cm；

a_1i——第i個點的苗高值，cm；

n——株數(shù)；

G₁——苗高標(biāo)準(zhǔn)差，cm；

V₁——苗高變異系數(shù)，%；

H₁——苗高一致性系數(shù)，%。

1.4.6 有效株數(shù)

成熟收獲前，在每個試驗處理隨機(jī)選擇2行玉米和4行大豆，在穩(wěn)定播種作業(yè)區(qū)域（避開準(zhǔn)備區(qū)和停機(jī)區(qū)），記錄10 m內(nèi)有果穗的玉米株數(shù)和2 m內(nèi)有豆莢的大豆株數(shù)。玉米和大豆分別測量三個點，計算平均數(shù)。按式（9）、式（10）測算每公頃玉米有效果穗株數(shù)暨玉米收獲密度和大豆有效成莢株數(shù)暨大豆收獲密度。

D₁=10 000/10/D_1H×B/N （9）

D₂=10 000/2/D_2H×B/N （10）

式中：D₁——玉米有效果穗株數(shù)暨玉米收獲密度，株/hm²；

D_1H——

10 m內(nèi)實際玉米果穗株數(shù)平均數(shù)，株；

D₂——大豆有效成莢株數(shù)暨大豆收獲密度，株/hm²；

D_2H——2 m內(nèi)實際大豆成莢株數(shù)平均數(shù)，株。

1.4.7 有效株率

與有效株數(shù)檢測同時進(jìn)行。采用同樣的檢測方法。按式（11）、式（12）計算玉米果穗株率和大豆成莢株率。

F₁=D_1H/10/X×100% （11）

F₂=D_2H/2/X×100% （12）

式中：F₁——玉米果穗株率，%；

F₂——大豆成莢株率，%。

1.4.8 玉米株成熟期長勢

1） 玉米株高一致性和平均值。與玉米有效株數(shù)檢測同時進(jìn)行。采用同樣的檢測方法。連續(xù)測定10個果穗株的株高。按式（13）～式（16）計算玉米株高平均值和一致性。

G₂=∑10/i=1（a_2i－a₂）/10－1 （13）

a₂=∑10/i=1a_2i/10 （14）

V₂=G₂/a₂×100% （15）

H₂=1-V₂ （16）

式中：a₂——株高平均值，m；

a_2i——第i個點的株高值，m；

G₂——株高標(biāo)準(zhǔn)差，m；

V₂——株高變異系數(shù)，%；

H₂——株高一致性系數(shù)，%。

2） 玉米穗位高一致性和平均值。與玉米株高一致性檢測同時進(jìn)行。采用同樣的檢測方法。連續(xù)測定10個果穗株的果穗位置高度。按式（17）～式（20）計算穗位高平均值和一致性。

G₃=∑10/i=1（a_3i－a₃）/10－1 （17）

a₃=∑10/i=1a_3i/10 （18）

V₃=G₃/a₃×100% （19）

H₃=1-V₃ （20）

式中：a₃——穗位高平均值，m；

a_3i——第i個點的穗位高值，m；

G₃——穗位高標(biāo)準(zhǔn)差，m；

V₃——穗位高變異系數(shù)，%；

H₃——穗位高一致性系數(shù)，%。

1.4.9 籽粒含水率

收獲當(dāng)日，在每個試驗處理的玉米和大豆中，分別取3個測點，每個測點連續(xù)取5株玉米果穗及10株大豆，人工脫粒和脫豆后用水分測試儀測試，取平均值，分別記錄每個小區(qū)的玉米和大豆的籽粒含水率。

1.4.10 玉米出籽率

與玉米籽粒含水率檢測同時進(jìn)行。在每個試驗處理的玉米中，分別取3個測點，每個測點連續(xù)取5株玉米果穗，稱重后取平均值，得到單個玉米果穗平均重量；分別人工脫粒后稱重，取平均值，得到單個玉米果穗平均籽粒重量。按式（21）計算玉米出籽率。

K=K_Z/K_S×100% （21）

式中：K——玉米出籽率，%；

K_Z——單個果穗籽粒平均重量，g，由人工脫粒稱量；

K_S——單個果穗平均重量，g，直接稱量獲得。

1.4.11 實收產(chǎn)量

1） 大豆。先用大豆收獲機(jī)進(jìn)行收獲，對每個試驗處理的大豆籽粒分別合計稱重，按式（22）計算實收大豆籽粒產(chǎn)量。

W₂=T_Z/S （22）

式中：W₂——實收大豆籽粒平均產(chǎn)量，kg/hm²；

T_Z——大豆收獲籽粒重量，kg。

2） 玉米。同日，后用玉米收獲機(jī)收獲，對每個試驗處理的玉米果穗分別合計稱重，獲得實收果穗重量。根據(jù)每個小區(qū)的玉米出籽率，按式（23）計算實收玉米籽粒產(chǎn)量。

W₁=T_S×K/S （23）

式中：W₁——實收玉米籽粒平均產(chǎn)量，kg/hm²；

T_S——玉米收獲果穗重量，kg。

1.4.12 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量

將每個試驗處理的實收籽粒產(chǎn)量結(jié)合收獲時各自處理的籽粒含水率折算后，按式（24）分別計算每個試驗處理的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。

Y=W×（1－H）/（1－J） （24）

式中：Y——平均標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量，kg/hm²；

W——實收籽粒平均產(chǎn)量，kg/hm²；

H——籽粒含水率，%；

J——作物標(biāo)準(zhǔn)水，玉米為14%、大豆為13%。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和模糊隸屬函數(shù)統(tǒng)計分析，采用DPS v9.01軟件和雙因素裂區(qū)設(shè)計對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并采用Duncan’s新復(fù)極差法比較不同數(shù)據(jù)差異，采用Origin軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種機(jī)型播種作業(yè)效率比較

如表2所示，在相同的作業(yè)面積下，兩種機(jī)型均呈現(xiàn)作業(yè)速度越快、完成整區(qū)用時越短、作業(yè)效率越高的效果。但在作業(yè)速度相同時，兩種機(jī)型呈現(xiàn)的作業(yè)效率不同，Q機(jī)的作業(yè)效率明顯高于S機(jī)。

試驗中出現(xiàn)的用時和效率差異，與所配套拖拉機(jī)及其動力性能的差異直接相關(guān)。懸掛S機(jī)的拖拉機(jī)動力為80.85 kW；懸掛Q機(jī)的拖拉機(jī)動力為176.4 kW。達(dá)到同樣的作業(yè)速度而需求輸出的驅(qū)動力及實現(xiàn)的作業(yè)能力差異較大，從而造成累積性作業(yè)效率的顯著性差。

在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，懸掛播種機(jī)的配套拖拉機(jī)及其動力性能不同是現(xiàn)實存在和常態(tài)化的。采用動力性能優(yōu)勢明顯的大功率拖拉機(jī)，并懸掛氣吸式播種機(jī)，作業(yè)效率顯著提高。

2.2 不同播種機(jī)型對作物出苗期的影響

如表3和表4所示，對于S機(jī)，在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，玉米和大豆的出苗數(shù)、出苗率、株距合格率等參數(shù)均隨著作業(yè)速度的增高而減少，呈負(fù)相關(guān)趨勢。這幾個出苗期評價指數(shù)均以T1處理即5 km/h播種速度下的指標(biāo)為最高。玉米苗高一致性和平均值、大豆苗高一致性和平均值分別與作業(yè)速度的直接規(guī)律性相關(guān)表現(xiàn)不一致。

對于Q機(jī)，在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，玉米和大豆的出苗數(shù)、出苗率、株距合格率等參數(shù)均隨著作業(yè)速度的增高而增加，呈正相關(guān)趨勢。這幾個出苗期評價指數(shù)均以T6處理即9 km/h播種速度下的指標(biāo)為最高。特別是玉米的出苗率均高于100%，概因同穴2苗及以上的重苗現(xiàn)象所致。玉米苗高一致性和平均值、大豆苗高一致性和平均值分別與作業(yè)速度的直接規(guī)律性相關(guān)表現(xiàn)不一致。在出苗期的性狀表現(xiàn)上，玉米和大豆的出苗數(shù)、出苗率、株距合格率等參數(shù)，Q機(jī)均高于S機(jī)。

在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，將S機(jī)5 km/h和Q機(jī)9 km/h即兩種機(jī)型各自最優(yōu)作業(yè)速度下的出苗期評價指標(biāo)進(jìn)行比較，對于玉米和大豆的出苗數(shù)、出苗率、株距合格率等參數(shù)，Q機(jī)均高于S機(jī)。

2.3 不同播種機(jī)型對作物成熟期的影響

如表5和表6所示，對于S機(jī)，在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，玉米和大豆的有效株數(shù)、有效株率均隨著播種速度的增高而減少，呈負(fù)相關(guān)趨勢。這三個成熟期評價參數(shù)均以T1處理即5 km/h播種速度下的指標(biāo)為最高。玉米株高一致性和平均值、玉米穗位高一致性和平均值均與播種速度的直接規(guī)律性相關(guān)表現(xiàn)不一致，且相互差異不大，概因在種子、地力、陽光和自然環(huán)境中的成長養(yǎng)分基本相同的情況下，玉米個體的生長能力基本一致。對于Q機(jī)，在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，玉米和大豆的有效株數(shù)、有效株率均隨著播種速度的增高而增加，呈正相關(guān)趨勢。這三個成熟期評價參數(shù)均以T6處理即9 km/h播種速度下的指標(biāo)為最高。玉米株高一致性和平均值、玉米穗位高一致性和平均值均與播種速度的直接規(guī)律性相關(guān)表現(xiàn)不一致，且相互差異不大，概因也基本相同。

在玉米成熟期的性狀表現(xiàn)上，對于其有效株數(shù)、有效株率以及株高平均值、穗位高平均值等參數(shù)，Q機(jī)均高于S機(jī)。在大豆成熟期的性狀表現(xiàn)上，其有效株數(shù)、有效株率等在兩種機(jī)型上的差異不明顯。

在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，將S機(jī)5 km/h和Q機(jī)9 km/h即兩種機(jī)型各自最優(yōu)作業(yè)速度下的成熟期評價指標(biāo)進(jìn)行比較，對于玉米和大豆的有效株數(shù)、有效株率等參數(shù)，玉米的指標(biāo)上Q機(jī)顯著高于S機(jī)，大豆的指標(biāo)上差異不明顯。

2.4 不同播種機(jī)型對作物收獲產(chǎn)量的影響

遵照1.2節(jié)的試驗方法，在相關(guān)影響因素相同、一致和統(tǒng)一的前提下，收獲產(chǎn)量與生長密度呈正相關(guān)；作為生長密度的表現(xiàn)載體，有效株數(shù)特別是有效苗數(shù)，直接決定于播種質(zhì)量和完成作業(yè)的播種機(jī)。基于此，不同的播種機(jī)型對作物的收獲產(chǎn)量具有決定性作用。

如表7和表8所示，對于S機(jī)，在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，玉米和大豆的收獲產(chǎn)量均隨著播種速度的增高而減少，呈負(fù)相關(guān)趨勢。以T1處理即5 km/h播種速度下的作物收獲產(chǎn)量為最高。

對于Q機(jī)，在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，玉米和大豆的收獲產(chǎn)量均隨著播種速度的增高而增加，呈正相關(guān)趨勢。以T6處理即9 km/h播種速度下的作物收獲產(chǎn)量為最高。在試驗規(guī)定的作業(yè)速度下，S機(jī)5 km/h和Q機(jī)9 km/h即兩種機(jī)型各自最優(yōu)作業(yè)速度下的最高收獲產(chǎn)量不同，但差異不顯著。玉米和大豆的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量，Q機(jī)稍高于S機(jī)。

2.5 不同播種機(jī)型的經(jīng)濟(jì)性指數(shù)

按照兩個播種機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的市場售價，S機(jī)的單機(jī)價格為1萬元左右，Q機(jī)的單機(jī)價格為12萬元左右。

2.5.1 播種效率經(jīng)濟(jì)指數(shù)

在T1處理的S機(jī)5 km/h和T6處理的Q機(jī)9 km/h即兩種機(jī)型各自最高收獲標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量和最優(yōu)作業(yè)速度對應(yīng)的播種作業(yè)效率下，以連續(xù)播種10 hm²的地塊面積為基準(zhǔn)，S機(jī)的作業(yè)用時為7.94 h，Q機(jī)的作業(yè)用時為3.83 h，氣吸式播種機(jī)的作業(yè)效率經(jīng)濟(jì)指數(shù)優(yōu)于勺輪式播種機(jī)1倍多。

2.5.2 作物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)指數(shù)

以相同含水率下的玉米實收果穗產(chǎn)量1.5×10⁴ kg/hm²為基準(zhǔn)，S機(jī)的單位價格產(chǎn)量為1.5 kg/hm²，Q機(jī)的單位價格產(chǎn)量為0.125 kg/hm²，勺輪式播種機(jī)的作物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)指數(shù)顯著優(yōu)于氣吸式播種機(jī)11倍。

2.6 不同播種機(jī)型的機(jī)具性價比

2.6.1 購置補(bǔ)貼

如表9和表10所示，對于6行勺輪式排種器的大豆玉米一體化播種機(jī)，2022年補(bǔ)貼額為5 500元，2023年沒有單列、享受同檔次普通播種機(jī)價貼；對于6行氣力式排種器的大豆玉米一體化播種機(jī)，2022年補(bǔ)貼額為6 500元，2023年補(bǔ)貼額為6 400～6 800元。

從農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼的政策導(dǎo)向上，傳統(tǒng)型大豆玉米一體化播種機(jī)的補(bǔ)貼從相對較高、達(dá)市場價的1/2到?jīng)]有單列，而高性能大豆玉米一體化播種機(jī)的補(bǔ)貼繼續(xù)單列且有所增加，表明對于高性能播種機(jī)的政策鼓勵和應(yīng)用趨勢為顯著正向。

2.6.2 性價比

對于具有一定規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大戶或較大規(guī)模的合作社、家庭農(nóng)場等農(nóng)業(yè)經(jīng)營服務(wù)組織，自身統(tǒng)種的大豆玉米復(fù)合種植面積較大，或者有余力開展區(qū)域社會化服務(wù)、進(jìn)行復(fù)合播種的情況下，在適播期的限制、作業(yè)效率的需求和充實的購置能力下，購買和應(yīng)用Q機(jī)，可以顯著提高播種效率，并保證收獲的作物產(chǎn)量。對于一家一戶的小農(nóng)戶種植，大豆玉米復(fù)合種植面積不大、滿足自身使用、適播期允許、不追求高效率的情況下，購買和應(yīng)用S機(jī)，價格較低、容易接受，也可以保證收獲的作物產(chǎn)量。

2.7 不同播種機(jī)型不同質(zhì)效結(jié)果的機(jī)理機(jī)制

兩種機(jī)型的核心差異在于排種器不同，一種是采用傳統(tǒng)型、機(jī)械式的勺輪式排種器，一種是采用高性能、氣力式的氣吸式排種器。兩者的核心區(qū)別是分別采用機(jī)械結(jié)構(gòu)和氣流作用完成對種子的取種、運移和投遞^［6］，不同的工作機(jī)理從而產(chǎn)生不同的工作質(zhì)效。排種器是精密播種機(jī)的核心部件，播種機(jī)的作業(yè)質(zhì)量主要取決于排種器性能。

2.7.1 兩種排種器的不同工作機(jī)理

勺輪式排種器主要用于玉米和豆類播種，具有播種精度高、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、使用成本低等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。排種盤上均勻分布18～30個種勺，種子主要依靠重力和離心力的共同作用，落入種溝完成投種。勺輪式排種器的合格率、重播率、漏播率和變異系數(shù)等各項指標(biāo)容易受到工作速度、振動幅值、振動頻率的影響^［7］，種子適應(yīng)性、播種均勻性和穩(wěn)定性不夠強(qiáng)。

氣吸式排種器對種子形狀適用性廣、單粒播種精度高、滿足高速作業(yè)對穩(wěn)定性的要求，因而高速精密播種機(jī)具大多采用氣吸式排種器^［8］。排種盤上均勻分布36～72個型孔，種子主要依靠負(fù)壓真空作用被吸附在型孔上，到達(dá)投種位置時氣流阻斷負(fù)壓消失，進(jìn)入并沿導(dǎo)種管落入種溝^［9］。具有對玉米種子的形狀要求低、適應(yīng)性強(qiáng)、播種均勻性好、傷種率低、適宜高速作業(yè)等特點，被廣泛采用^［10］。

2.7.2 兩種排種器對于作業(yè)速度的不同適應(yīng)機(jī)制

黃與霞^［11］通過對影響勺輪式排種器排種性能的前進(jìn)速度、振動頻率、振動加速度三個因素進(jìn)行試驗研究，隨著前進(jìn)速度和振動加速度的增加，排種合格指數(shù)降低、漏播指數(shù)及變異系數(shù)上升；三個因素對合格指數(shù)、漏播指數(shù)和變異系數(shù)均有顯著影響。通過對播種機(jī)在田間作業(yè)前進(jìn)速度為2～6 km/h進(jìn)行振動特性測試及分析，前進(jìn)速度越大，振動越激烈。由于其挖、勺、填充等機(jī)械式的充種方式，隨著作業(yè)速度升高，排種器充種性能變差，播種質(zhì)量降低，且種子破損率會隨著排種器轉(zhuǎn)速加快而增高，因此難以在高速作業(yè)下實現(xiàn)精量播種^［12］。

氣力式排種器對種子的適應(yīng)性強(qiáng)，且在高速作業(yè)時仍有良好的排種性能^［12］。氣吸式排種器因其排種精度高、不傷種、適宜高速作業(yè)，已廣泛應(yīng)用于玉米、大豆等作物的精量播種^［13］，是發(fā)展高速精量播種技術(shù)所采用的主流排種器^［6］。

3 結(jié)論

1） 對于傳統(tǒng)型勺輪式排種器播種機(jī)，采用低速度（5 km/h）進(jìn)行播種作業(yè)時，出苗期的出苗數(shù)、出苗率、株距合格率等參數(shù)和成熟期的有效株數(shù)、有效株率等參數(shù)以及收獲期的作物產(chǎn)量等，比采用中速度（7 km/h）、高速度（9 km/h）作業(yè)時的質(zhì)量和效果要好，各時期的評價指標(biāo)基本與作業(yè)速度呈負(fù)相關(guān)趨勢；

傳統(tǒng)型勺輪式排種器播種機(jī)宜于合適的低速作業(yè)。對于高性能氣吸式排種器播種機(jī)，采用高速度（9 km/h）進(jìn)行播種作業(yè)時，出苗期的出苗數(shù)、出苗率、株距合格率等參數(shù)和成熟期的有效株數(shù)、有效株率等參數(shù)以及收獲期的作物產(chǎn)量等，比采用中速度（7 km/h）、低速度（5 km/h）作業(yè)時的質(zhì)量和效果要好，各時期的評價指標(biāo)基本與作業(yè)速度呈正相關(guān)趨勢；高性能氣吸式播種機(jī)宜于合適的高速作業(yè)。

2）

在試驗設(shè)定的3個作業(yè)速度下，在傳統(tǒng)型勺輪式排種器播種機(jī)5 km/h和高性能氣吸式排種器播種機(jī)9 km/h即兩種機(jī)型各自的最優(yōu)作業(yè)速度下，在收獲期的作物產(chǎn)量上差異不顯著；在出苗期的出苗質(zhì)量參數(shù)和成熟期的成株性狀表現(xiàn)上，高性能氣吸式播種機(jī)的效果要好于傳統(tǒng)型勺輪式播種機(jī)。在國家農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼和復(fù)合種植生產(chǎn)補(bǔ)貼的政策導(dǎo)向下，高性能氣吸式播種機(jī)的播種效率經(jīng)濟(jì)指數(shù)優(yōu)勢顯著，傳統(tǒng)型勺輪式播種機(jī)的作物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)指數(shù)和機(jī)具產(chǎn)投比優(yōu)勢顯著。

3） 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和大豆玉米帶狀復(fù)合種植的播種作業(yè)中，應(yīng)用動力性能優(yōu)勢明顯的大功率拖拉機(jī)、采用高性能氣吸式排種器播種機(jī)，作業(yè)效率顯著提高。具有較大復(fù)合種植規(guī)模的農(nóng)業(yè)經(jīng)營服務(wù)組織或者進(jìn)行播種作業(yè)社會化服務(wù)的，優(yōu)先應(yīng)用高性能氣吸式排種器播種機(jī)；種植面積小的散點農(nóng)戶，應(yīng)用傳統(tǒng)型勺輪式排種器播種機(jī)，可以保證基本質(zhì)效。

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