關鍵詞：玉米;機械化播種;作業質量;單產提升;山東省

作者：郝澤華;康云友;張銀平;趙永利;劉 科;刁培松;李 易

作者單位：山東理工大學;山東省農業機械技術推廣站

　　摘 要: 玉米是主要糧食作物之一，在保障國家糧食安全方面具有重要的戰略意義。近年來，玉米單產水平增長緩慢成 為限制我國玉米產量進一步提升的瓶頸，提高玉米單產水平是玉米生產的重中之重。播種質量是影響玉米產量的關鍵因 素，在實際生產中往往得不到重視。為此，選取山東省 6 個區縣為試驗點，設置低速、中速和高速 3 種作業速度，分別測定 勺輪式、指夾式和氣吸式玉米播種機在不同速度狀態下的出苗率、株距一致性和苗高一致性，以期為山東省玉米播種質量 的提升提供依據。  

　　0 引 言

　　玉米是關系我國糧食安全的第一大糧食作物， 2022 年種植面積為 4 307 hm2［1］，總產量 27 720 萬 t， 但單產僅為美國的 57%［2］，單產水平增長緩慢制約了 玉米產量的進一步提升。隨著經濟的發展，我國玉米 需求增長比生產增長更為強勁，每年仍需要大量進口。 2022 年進口量為 2 062 萬 t，未來受飼料需求增長和深 加工等因素的影響，我國玉米需求量將持續增長，玉米 供需缺口將進一步擴大［3］。在土地資源有限的背景 下，進一步提高玉米單產成為玉米生產的重中之重。

　　播種是玉米生產的關鍵環節，保證播種質量是提 高產量的首要前提［4 － 6］，粒距均勻和播深一致是良好 播種質量的主要體現。Griepenlrog ［7］指出，均勻的粒距 可以減小作物間對光、水分和養分的競爭，從而提高產 量; Gan 等［8］研究發現，播深不均勻導致出苗不一致， 因不育植株增加而造成減產?，F有播種機型式多樣， 播種質量參差不齊，種植戶選機不好，對提高玉米產量 造成一定影響。為深入貫徹中央農村工作會議關于提 升糧食單產的部署要求，農業農村部農業機械化管理 司發文，要求在全國 8 個省進行夏玉米( 大豆) 機械化 播種作業質量對比監測試驗。經前期調研和會議論 證，山東省選定汶上、鄒城、寒亭、桓臺、商河和齊河 6 個縣( 區) 進行夏玉米機械化播種作業質量對比監測。

　　1 材料與方法

　　1． 1 試驗材料

　　排種器是影響粒距均勻性的核心部件［9］，現有玉 米播種機通常采用勺輪式［10］、指夾式［11］和氣吸式［12］ 3 種型式的排種器。各試驗點根據要求準備能正常作 業的 3 種型式播種機、玉米種子和化肥［13］。機具應提 前進行檢查和保養，做好機具調試，可在臨近地塊進 行試播，確保機具達到正常作業狀態［14］; 種子應為商 品種，純度、凈度、發芽率等指標達到標準要求; 根據 當地氣候條件、生產習慣，確定合理的行距、株距、播 種深度、施肥量等指標要求［15］。

　　1． 2 試驗地塊條件

　　各試驗對比地塊應相對集中，土壤肥力等條件相 對一致，地勢平坦，非坡地，地塊內無電線桿、墳頭等 障礙物。小麥收獲后，留茬高度≤15 cm［16］，秸稈全量 覆蓋還田( 不進行任何方式的耕整地和秸稈處理) 。

　　1． 3 試驗方法

　　汶上縣、寒亭區、桓臺縣、商河縣 4 個試驗點各設 置低 速 ( 5 ± 1 km / h ) 、中 速 ( 7 ± 1 km / h ) 和 高 速 ( 9±1 km /h) 等 9 個試驗小區 T1 ～ T9，齊河縣和鄒城區 按正常作業速度設置 3 個試驗小區，試驗小區至少包 括往返兩個作業行程，地塊長度不小于 70 m，同一試 驗點不同試驗小區選擇同一品種，統一農藥、化肥等 農資投入品，行距、株距、播種深度、施肥量等農藝要求一致。作業時，播種作業在同一天由同一名機手開 展進行。測定不同試驗小區的作業速度、作業效率、 出苗率、苗高一致性和株距一致性。各項指標測定方 法依據 GB /T 6973—2005《單粒( 精密) 播種機試驗方 法》［17］。

　　1) 播種前，劃定長 50 m 的測區，在測區前準備不 小于 10 m 的準備區，測區后準備不小于 10 m 停機區， 并進行試播作業，開展速度預測量，確定不同速度下 油門、擋位、速度表顯的大致參數。播種時，按試驗設 計，在準備區達到穩定的作業速度，并記錄測區播種 時間( 不包括轉彎掉頭時間) ，按式( 1) 測算播種作業 速度，測往返各 2 個行程取平均值。 v = 3． 6 × ( L /T) ( 1)

　　式中: T 為播種作業時間的數值，單位 s，由秒表直 接測出; L 為測區長度的數值，單位 m，L = 50; v 為播種 作業速度的數值，單位 km / h。

　　2) 作業面積。測量播種地塊長度、2 個行程的播 種機作業幅寬，按式( 2) 測算獲得作業面積 S，即

S = 2 × H × B /10 000 ( 2)

　　式中: S 為實際播種作業面積的數值，單位 hm2 ; H 為地塊長度的數值，單位 m，H≥70; B 為播種機作業 幅寬的數值，單位 m，直接測量獲得。

　　3) 播種作業效率［18］。記錄完成試驗小區的整個 播種時間，按式( 3) 測算播種作業小時生產率，即

E = S / h ( 3)

　　式中: S 為實際播種作業面積的數值，單位 hm2 ; h 為作業時間的數值，單位 h; E 為作業小時生產率的數 值，單位 hm2 / h。

　　4) 機具通過性［19］。觀察機具在作業過程中是否 能連續正常作業，殘茬( 秸稈) 對機具的堵塞程度分為 不堵塞、輕度堵塞和重度堵塞。

　　5)出苗率。播種第 10 d 以后，播種小區往返行程 隨機各選 2 個播種行( 共 4 行) ，在穩定播種作業區域 ( 避開準備區和停機區) 以兩株的中間位置為起點向 前劃定 10 m 測區，記錄實際出苗數，按式( 4) 計算出 苗率 C，測 4 行取平均值，即

　　式中: CS 為實際出苗數的數值，單位株，由人工數 出; X 為理論株距，是指播種機根據當地農藝要求調整 的株距的數值，單位 cm，由計算得出。

　　6) 株距合格率。與出苗率檢測同時進行，在播種 地塊往返行程隨機各選 2 個播種行( 共 4 行) ，每行連 續測定 20 個株距，記錄合格株距數。其中，大于 0． 5 倍且小于等于 1． 5 倍理論株距為合格株距，按式( 5) 計算株距合格率 Z，測 4 行取平均值，即

　　Z = ( ZH /20) × 100% ( 5)

　　式中: ZH 為合格株距的數量，單位個，通過測量和 計算獲得。

　　7) 苗高一致性。與株距合格率檢測同時進行，在 播種地塊往返行程隨機各選 2 個播種行( 共 4 行) ，在 穩定播種作業區域每行連續測定 20 株的苗高，按式 ( 6) ～ 式( 9) 計算苗高一致性 H，測 4 行取平均值，即

　　式中: a 為苗高的平均值，單位 cm; ai 為第 i 個點 苗高的數值，單位 cm; G 為苗高標準差的數值，單位 cm; v 為苗高變異系數; H 為苗高一致性系數。

　　2 試驗數據分析

　　2． 1 種植農藝及播種機情況分析

　　試驗開始前記錄播種機品牌、型號、價格、購置時 間、平均年作業量、行數、開溝器和鎮壓器型式，玉米 品種、播種量、理論行距、理論株距，肥料種類和施肥 量等基本參數進行調查記錄，如表 1 所示。

　　分析表 1 基本參數可知: 玉米品種方面，6 個試驗 點玉米品種以登海系列為主，有 5 個試驗點使用。種 植規格方面，玉米種植以行距 60 cm、株距 20 ～ 25 cm 為主要種植模式，理論播量為 66 000 ～ 84 000 株/ hm2 ， 兼有行距( 40+80) cm 大小行、株距 17 cm 的高密度種 植模式，理論播量為 97 500 株/ hm2 左右。播種機方 面，勺輪式播種機以小型為主，行數 3 ～ 6 行，以河北農 哈哈品牌市場占有率最高，有 5 個試驗點使用; 氣吸 式播種機以山東優尼亞和馬斯奇奧使用較多，分別有 2 個試驗點使用; 而指夾式播種機品牌較多，且以傳統 指夾式播種機為主，高性能指夾式播種機( 山東大和 德邦大為) 僅有 2 個試驗點使用。開溝器方面，勺輪 式和一般指夾式播種機以鋤鏟式為主，高性能指夾式 播種機和氣吸式播種機以雙圓盤或鋤鏟+雙圓盤為 主［20］。播種機多數無清茬裝置，寒亭區使用的農哈哈 5 行勺輪播種機采用前置旋耕機進行清茬［21］，桓臺縣使用的馬斯奇奧氣吸式播種機采用撥草輪進行清 茬［22］，寒亭區使用的中科滕森氣吸式播種機采用撥草 輪+切茬圓盤進行清茬［23］。

　　2． 2 機具通過性分析

　　按要求對各試驗點的試驗小區進行測定計算，結 果如表 2 所示。

　　對播種機的通過性進行分析可知: 在上茬作物為 小麥、秸稈全量還田的條件下［24］，除桓臺縣使用的馬 斯奇奧氣吸式播種機存在輕微擁堵外，其他播種機在 不同作業速度下未發生擁堵。通過對各試驗點前茬 小麥根茬及秸稈情況的調查可知: 桓臺縣由于搶收小 麥，留茬高度較高，平均留茬高度為 25． 3 cm，秸稈平 均長度為 18． 4 cm，并且播前下雨導致秸稈含水率為 24%，韌性大，不易切斷。馬斯奇奧氣吸式播種機上 加裝的撥草輪成為秸稈易纏繞部件，導致作業過程發 生輕微擁堵，拆掉撥草輪后作業效果明顯改善，說明 被動撥草輪不適合韌性大的長秸稈。其他試驗點的 小麥留 茬 高 度 均 小 于 15 cm，秸 稈 平 均 長 度 小 于 10 cm［25］，配置清茬裝置和無清茬裝置的播種機均未 發生擁堵，說明發生擁堵主要取決于小麥留茬高度和 秸稈切碎長度。低留茬和短秸稈有利于提高播種機 通過性，高留茬、長濕秸稈條件不宜使用撥草輪式清 茬裝置。

　　2． 3 出苗率分析

　　分析各試驗點出苗率可知: 在汶上縣，勺輪式播 種機 3 種速度下作業和指夾式高速作業的出苗率高 于 100%。通過分析 4 種試驗的株距發現: 株距小于 0． 5 倍理論株距 ( 即重播) 的較多，重播 率 分 別 為 13． 75%、6． 25%、16． 25%、12． 50%，重播使得實際播 種量高于理論播種量，從而導致出苗率高于 100%。 在寒亭區，勺輪式播種機 3 種速度條件下的出苗率均 小于指夾式和氣吸式播種機，指夾式播種機的出苗率 最高，3 種速度條件下均大于 90%。在桓臺縣，指夾式 播種機中高速作業出苗率較低，為 80%左右，低速作 業出苗率最高，達到 96． 88%，且無重播; 勺輪式和氣吸式播種機 3 種速度條件下的出苗率均大于 90%，高 于指夾式播種機。在商河縣，勺輪式和氣吸式播種機 3 種作業速度下出苗率均高于指夾式播種機，勺輪式 3 種作業速度出苗率均高于 90%，氣吸式播種低速時 出苗率較高。在齊河縣，高速作業條件下，指夾式播 種機出苗率最高，達到 98%; 勺輪式和氣吸式播種機 的出苗率相同，為 83． 50%。在鄒城區，低速作業條件 下，氣吸式出苗率最高，達到 97． 25%; 勺輪式播種機 最低，為 79． 35%; 指夾式播種機居中，為 88． 83%。

　　2． 4 株距合格率分析

　　分析各試驗點的株距合格率可知: 在汶上縣，氣 吸式播種機 3 種作業速度下的株距合格率均大于 90%，比勺輪式播種機和指夾式播種機 3 種作業速度 下的株距合格率高，勺輪式播種機在中速時株距合格 率最高。在寒亭區，勺輪式播種機中低速和指夾式播 種機低速作業的株距合格率較高于氣吸式，勺輪式高 速作業和指夾式中高速作業的株距合格率低于氣吸 式，說明該試驗點勺輪式和指夾式播種機適合中低速 作業，氣吸式播種機適合高速作業。在桓臺縣，氣吸 式播種機低速作業株距合格率高于勺輪式和指夾式， 中高速低于勺輪式、高速低于指夾式。其原因是留茬 高、秸稈長，氣吸式播種機作業過程出現輕微擁堵，導 致株距合格率較低，勺輪式和指夾式整機結構簡單， 未發生擁堵。在商河縣，由于播前進行了滅茬處理，3 種播種機不同作業速度的株距合格率均大于 80%; 隨 著作業速度的增大，勺輪式和氣吸式播種機的株距合 格率下降，而指夾式播種機上升，整體差異不大，說明 根茬對株距合格率的影響較大。在齊河縣，中高速條 件下勺輪式播種機的株距合格率低于指夾式和氣吸 式，3 種播種機的株距合格率均不高，勺輪式播種機 小于指夾式和氣吸式，說明高性能指夾式播種機和氣 吸式播種機適合中高速作業。在鄒城區，低速作業條 件下氣吸式播種機的株距合格率最高，達到 93． 75%， 勺輪式株距合格率小于指夾式和氣吸式。

　　2． 5 苗高一致性分析

　　苗高一致性在一定程度上反應播深的一致性，分 析各試驗點苗高數據可知: 在汶上縣，勺輪式播種機 3 種速度苗高一致性差異不大，指夾式播種機高速苗高 一致性好，氣吸式播種機中速苗高一致性好，整體上 勺輪式高于指夾式和氣吸式。在寒亭區，同一類型播 種機不同速度苗高一致性差別不大，氣吸式高于勺輪 式和指夾式。在桓臺縣，勺輪式播種機 3 種速度下苗 高一致性差異不大，指夾式低速和高速苗高一致性 好，氣吸式高速苗高一致性好。在商河縣，同一類型 播種機不同速度下苗高一致性差別不大，氣吸式播種 機苗高一致性高于勺輪式播種機。在齊河縣中高速 作業和鄒城區低速作業時，勺輪式播種機的苗高一致 性均小于指夾式和氣吸式。整體分析可以看出氣吸 式播種機苗高一致性高于勺輪式和指夾式，說明雙圓 盤開溝器的播深穩定性高于鋤鏟式開溝器。

　　3 結 論

　　1) 分析不同地區不同排種器和作業速度對出苗 率、株距合格率的影響未確定的規律，有些勺輪式播 種機株距合格率高于指夾式和氣吸式。觀察結構發 現: 排種器位置靠下，種子輸送距離短，種子從排種器 排出到落到種溝固定，輸送過程中會與輸種管產生碰 撞，著床瞬間也可能會產生彈跳，影響株距的均勻性。 因此，建議加強播種過程種子運移特性的研究和整機 的研發力度。

　　2) 不同的前茬作業條件、作業機手操作水平、播 后管理等因素也會對株距均勻性和苗高一致性產生 影響，因此建議加強機手技術、農業技術和田間管理 等培訓。