黃淮海地區大豆生產現狀及其全程生產機械化-藏刊網

0 引言

黃淮海地區是指黃河至淮河兩岸的廣闊平原地區,該區主要土壤類型為黃河沖積物質發育的黃潮土,有沙質、壤質、黏質及夾沙泥 4 種.該區域大約已有 4 000 年的大豆栽培史,其土壤、氣候條件適于大豆生產,是我國大豆三大生產區之一[1]; 2009 年大豆產量占全國總產量的 27. 6% ,且大豆蛋白質含量高[2].

20 世紀 60 年代以后,黃淮海地區大豆生產發生了變化: 一是面積減少,由 20 世紀 50 年代的 26. 67 萬hm2左右縮減至現在的 10 萬 hm2左右; 二是由春、夏大豆演變為全夏大豆; 三是大豆單產提高,由 840 ~900kg / hm2,提高到 1 500 ~1 800kg/hm2[1].

黃淮海地區的夏大豆,一般均是在麥收后播種.

相對于小麥、水稻、玉米這三大糧食作物,大豆長期處于次要地位,與大豆生產相配套的農機裝備也相對匱乏.農機農藝脫節技術相對落后等原因,致使現階段的農機具難于滿足大豆生產作業中全程機械化的發展需要.

1 黃淮海地區大豆生產現狀

1. 1 大豆種植概況

黃淮海地區夏大豆主要集中在華北平原與黃土高原,河南和安徽兩省是黃淮海夏大豆最主要的產區,其大豆總產量分別達到了 86 萬 t 和 124. 66 萬 t[2].

黃淮海地區夏大豆的種植方式以輪作為主,夏大豆的前茬為冬小麥或者冬油菜.此外,少部分地區還存在兩年三熟的輪作模式.

1. 2 大豆播種現狀

黃淮海地區夏大豆均在 6 月初麥收后,麥茬播種,多采用免耕平作.

現階段,大豆小地塊種植,基本采用手扶拖拉機旋耕整地、人工撒肥、人工撒播、機械鎮壓; 大面積種植,已基本實現機械化整地、播種、深施肥、中耕除草和機械化噴霧植保等一系列節本增效技術.大豆播種機典型代表: 國家大豆產業技術體系機械研究室研發的"麥茬夏大豆免耕覆秸精量播種機".該機集排草、施肥、播種、覆土于一體,可在播前將土壤上的作物前茬整備干凈; 排草效果好,播種質量好,3 行播種,播種深度 3 ~5cm,行距 40cm\\( 可調\\) ,基本不缺穴,粒距 8cm\\( 可調\\) ,對土壤、秸稈量、秸稈干濕等環境要求不嚴[9].

另外,山東大華播種機、河南豪豐旋耕播種機均基本能滿足大豆播種要求.還有一些中小型播種施肥一體機,動力好配套,使用一般小四輪拖拉機即可;3、4、6 行播種,行距 40cm 左右\\( 可調\\) ,排種較好,粒距 5 ~10cm,播種深度 3 ~5cm; 缺點是排草不完全,遇到濕潮麥秸有擁堵現象,影響播種深度和覆土,播種效果一般.

1. 3 大豆機械化收獲現狀

現在黃淮海地區大豆的機械化收獲還處于較低水平,夏大豆主產區中,各種大豆收獲機械主要是以稻麥聯合收割機為主,通過改變滾筒轉速,調整滾筒和凹板的間隙,來收獲大豆.由于大豆結莢低,收獲作業時容易產生炸莢、拋枝、掉枝及大豆泥花臉的情況,因此大豆收獲時,要保證低割,盡可能降低割臺、脫粒和分離清選的損失,降低破碎率和泥花豆,提高大豆商品質量.

市場上專用大豆收割機有"山東大豐機械有限公司"生產的 4L -1 型自走式大豆聯合收割機.該機割幅為 2m,基本能滿足大豆收獲要求; 但收割損失較大,含雜率較高,可靠性有待提高.

由稻麥聯合收割機改進的大豆收獲機以"福田雷沃重工"生產的福田雷沃谷神系列全喂入小麥水稻聯合收割機為代表,通過改進部分結構,基本能實現大豆收割.目前,如何控制稻麥聯合收割機的割臺、脫粒、分離清選等收獲損失,是黃淮海地區收獲大豆面臨的主要問題.

2 存在的問題及對策

2. 1 豆種缺乏精選

1\\) 現階段,大豆生產中應用的品種多、亂、雜,種子市場的商品化比率偏低,種子生產和投放過程標準化、程序化也較低,加之農民在生產上混收混貯,盲目引種,使大豆種子普遍都存在發芽率低、品質低、純度低等問題.豆種品質不好,易造成大豆商品性較差,缺乏市場競爭能力,從源頭上限制了大豆生產的發展[6].

2\\) 對策: 要選用適合本區域種植、熟期相對適中的優良大豆品種,根據地區生態條件和地域優勢,推進高產、優質專用大豆品種的規?；a[6].對大豆種子應在精選的前提下,進行播前處理,如"等離子體處理""物料包衣處理"等.種子經處理后再播種,可使發芽迅速整齊,生長發育健壯,減少病蟲害,并能發生有利的變異和提早成熟等[3]; 還能實現精密播種,節省種子,減少間苗、補苗人工,降低大豆生產的成本.

2. 2 土壤整地質量差

1\\) 現階段,農村機械化整地質量較差.多年來,許多地方只采用淺旋和只用化肥,不用或少用有機肥等,使土壤板結嚴重,犁底層相對以前有不同程度升高,土壤通透性變差,蓄水保墑能力降低,不利于大豆生長.

大豆是直根系作物,需要耕層疏松,而黃淮海地區大豆種植均采取麥收后免耕直播.地小麥播種時,旋耕耕作深度只有 15cm,而經播種機、收割機碾壓及人為地踩踏、雨水的下壓,致使小麥收獲后的耕層板結嚴重,通透性差,大豆根系難以下扎,根瘤的固氮效果也隨之降低.據近年來大豆收獲期多點調查,60%以上大豆主根不能垂直下扎,直接影響著大豆植株的健康生長[11].

2\\) 對策: 對多年未用大型機械深松或深翻的地方,應進行科學規化,3 ~4 年用大型機械深松 1 次,深松深度以 25cm 為適中,這樣有利于大豆生產的持續穩定發展[8].

2. 3 播種不"精密"

1\\) 黃淮海地區現階段普遍采用的是大豆免耕播種技術,受不同地區、不同相關因素的限制,許多地區還沒有達到"精密"播種的程度.黃淮海地區大豆作為小麥、油菜等早熟作物的下茬植物,一般是茬口免耕平作,尤其是小麥機械化收割后,麥茬播種,造成麥秸難以處理,嚴重影響夏大豆的播種質量.精播保苗是黃淮海夏大豆產區的技術重點,由于小麥機收后田間秸稈量大、麥茬多,極易造成播種機具入土部件掛草、壅堵和架種、晾種等問題出現[10].受秸稈的種類及覆蓋量的限制,免耕防堵技術還有一些難點沒有得到較好的解決,機具也存在諸多不完善,使得該地區現階段免耕精密播種技術還沒有大面積推廣.

2\\) 對策: 針對黃淮海區域免耕播種的農藝需求,采用機械精密播種,在保證種子在田間分布合理,株距均勻,播量精確,播深一致的前提下,應把開溝器壅土纏草問題放在重點解決在目標上[10].

2. 4 大豆施肥缺乏科學

1\\) 大豆具有共生固氮的能力,其化肥用量小,有助于建立低碳、高效、環保的可持續農業生產體系; 但不能因此不施肥或減少施肥.即使優良品種,缺乏科學的施肥,也難以充分發揮其增產潛力,會出現生產成本增加而大豆產量卻不高的問題.

生產實踐中,大豆的產量水平及施肥效應,不僅受土壤肥力水平、大豆品種特性、氣候環境條件等因素的影響,還與前茬作物品種及其施肥密切相關.如前作小麥施用氮肥和有機肥,對后作大豆的增產效應更大,可以實現由低產變中等產量.而前作小麥施磷肥量的多少對后作大豆產量的影響大于施氮肥或有機肥[1].

2\\) 對策: 依據土壤肥力等級、前茬作物施肥量與施肥品種,科學制定大豆的施肥量非常重要.增磷補鉀是當前大力推廣的大豆增產措施之一[1].

2. 5 機械化收獲大豆水平低

1\\) 目前,全國生產收獲大豆的聯合收割機大多數為中小型廠家,產品也均未形成成熟和系列產品,主要是損失率、清潔率和工作可靠性等關鍵技術問題沒有得到完全解決.大豆收獲時,割臺、脫粒和分離等裝置總損失率超過 10% ,而采用稻麥聯合收割機其切流式脫粒滾筒和逐稿器分離,破碎率可高達 11. 5% ,降低了大豆產量和商品價值.另外,聯合收獲機機型多、易損件多、配件價格偏高且質量較差,工作可靠性方面也沒有根本解決,且沒有完善的技術保障體系,均制約了大豆機械化收獲水平的提高[9].另一方面,國產的大豆聯合收獲機,功能單一,只能專收大豆,機具相對利用率偏低,機手經濟效益較差,與其它類型收獲機相比,產品品種少、挑選余地小,廣大農民不愿購買.

2\\) 對策: 合理調整現有稻麥收獲機具,降低大豆收獲損失.豆類秸稈與稻麥類秸稈有著很大的差別,使用稻麥聯合收割機收獲時,豆類秸稈常易發生掉枝、拋枝、豆莢脫落及炸裂等損失.稻麥收割機割臺相對較高,并且是剛性割臺,在收獲大豆時,容易產生"馬耳茬"及"泥花臉".因此,在使用稻麥聯合收割機時,一是盡量減少割底莢和出現"馬耳茬"現象,控制割茬在 4 ~6cm 內.

二是保證割刀鋒利,檢查割刀間隙要符合要求,盡量減輕割刀對植株的沖擊和拉扯.三是適當調整撥禾輪轉速.早期的豆枝含水率較高,收獲時撥禾輪轉速可適當提高; 晚期的豆枝含水率降低,撥禾輪轉速要相對降低,防止因撥禾輪的轉速沖擊出現炸莢現象.

另外,撥禾齒盡量不要直接打擊豆枝,應采用在撥禾輪上安裝撥禾板或加裝帆布條等措施[4].

脫粒與清選時,易產生裹豆、夾帶、豆莢未脫凈等損失.因此,在其籽粒水分超過 19% \\( 豆稈用手折不斷\\) 時應避免收獲.一般情況下,早期豆粒水分大,豆稈過于潮濕,難脫凈,滾筒轉速可相對快點,應選715r / min 為易,滾筒的用入口間隙可調為 20 ~ 28cm,出口間隙調為 8 ~ 10cm,左右兩側應一致.晚期豆枝干燥,豆粒堅硬,韌性差,易脫易碎,脫粒滾筒轉速要相對降低,以 500r/min 為宜,出入口間隙也應調大,一般入口間隙為 28 ~ 35cm,出口間隙為 10 ~ 16cm.同時,應盡量提高風扇轉速,使風扇的風量盡量大,同時將尾篩角度調高,穎殼篩的開度也調到最大,這樣可以減少大豆的裹豆、夾帶損失,提高大豆的清潔率[8,12].

另外,還應注意輸送部件的調整,輸送鏈耙不可過松,過松易磕碎豆粒; 籽粒升運器、復脫器、雜余升運器等輸送部位要防止堵塞,盡量減少豆粒破碎的機率[8].

3 大豆生產全程機械化的發展趨勢

3. 1 推廣使用種子處理技術

選擇適宜當地自然條件的優質、高產、高油的品種.為保證精密播種后的出苗率,大豆種子的純凈度應≥98% ,發芽率≥95% ,含水量≤12% .推廣使用種子處理技術: 一是種子的等離子體處理.在播種前的 5 ~7 天,使用等離子機對種子進行處理,激活種子體內的活性物質.二是進行種子包衣處理.在播種前 1 ~2 天,使用殺菌劑和殺蟲劑,同時可加入適量的大豆根瘤菌劑進行藥物包衣.包衣劑含有微肥和激素,同時具有促進大豆生長發育,提高保苗率,保證可獲得較高的大豆產量[4].

3. 2 推廣使用大豆機械化精密平播免中耕技術

對于黃淮海地區小地塊的大豆播種,應結合農戶已有的小型動力機械,研發能與小型動力機械配套的小型多功能大豆精密播種機,能一次完成旋耕、施肥、播種、覆土作業,減輕農戶小地塊撒播作業的勞動強度,縮短播種作業的時間.

對于大面積的大豆種植,應要結合當地農藝,在麥茬地以免耕播種為主,以大中型拖拉機為動力,平地播種,一次完成旋耕、施肥、精密播種、覆土等多種作業.

大豆精密平播、不起壟、免中耕,即不破壞土壤團粒結構,又減少了土壤水分蒸發,保墑情抗干旱,可避免由于中耕對大豆根系的破壞,有利于大豆根系生長.大豆免中耕,還可減少作業環節,節省燃油、工時和中耕費用,節省了生產成本.

3. 3 科學施肥,合理使用殺蟲劑和除草劑

利用機械化深施肥,提高肥料利用率.依據位置肥效理論,實行機械分層深施肥: 第 1 層在大豆種子以下 5 ~7cm,第 2 層在大豆種子以下 10 ~15cm; 改多次施肥為一次施肥.在測土配方的基礎上,適當增施磷、鉀肥,少施氮肥,重施基肥,使用長效控釋肥,一般施 45% 的復合肥或磷酸二銨 225kg/hm2[14],可用種、肥一體機一次完成播種、施肥.在根瘤菌接種試驗示范獲得成功的地區要擴大推廣使用根瘤菌接種[14].

播種后出苗前封閉除草.利用機械化機具在播種與施肥的同時,合理施放殺蟲劑和除草劑.在進行土壤藥劑封閉處理時,要搶在雨前進行,如遇到過雨干旱時,要適量加大兌水量.應注意: 如大豆施用化學滅草劑過多,可使農藥殘留量超標,直接影響大豆的品質.

3. 4 大力推廣大豆機械化收獲技術

大豆機械收獲技術是采用機械化手段收獲大豆的一項先進實用技術,通常分為直接收獲和分段\\( 割曬\\)收獲兩種方法.直接收獲作業效率高,損失率小,采用聯合收獲機作業,要求種植面積較大,一般機具需加撓性割臺,機具成本較高; 分段收獲機具成本低、機動靈活、動力易于配套的特點,一般采用專用大豆割曬機作業,具有收獲時間長等特點,適于小地塊、小經營規模作業.

大豆采用機械收獲時,要嚴格把握好時間,過早,籽粒百粒質量、蛋白質和脂肪的含量偏低,尚未完全成熟; 太晚,大豆過干,會造成豆秸上大量炸莢掉粒.

直接收獲的最適宜時期: 在完熟初期.此期間大豆籽粒含水量已下降到 20% ~25% 左右,豆葉全部脫落,搖動植株時會聽到清脆響聲[4].

分段收割最適宜時期在黃熟期.此期間少部分豆莢變成原色,豆粒開始發黃,豆葉脫落 70% ~80% ,但個別豆莢仍呈現青色.分段收割時割曬不宜過早,因過早莖桿葉片含水量大,易霉爛; 反之,割曬過晚,就失去了分段收割的意義.

總之,機械收獲時,采用機械割曬或人工放鋪的可早一點,直收的要晚一些.把握大豆水分降到 14%~ 15% 時收獲脫粒.收獲大豆時,盡可能使用大豆專用收獲機械.專用大豆聯合收割機是采用撓性割臺,具備仿形功能,使大豆割臺在整個割幅范圍內切割器能很好地適應地形,割刀與地面距離可控制在 5cm 以下,這樣可有效降低漏割率,消除"馬耳茬"及切割底莢現象.

4 結束語

黃淮海地區大豆生產機械化發展,要充分考慮農村的經營體制、生產規模、種植制度,大力推廣良種繁育、足墑下種、化學除草、增磷補鉀、合理密植、松土保墑、防旱排澇,以及綜合防治病蟲為主的優質高產配套栽培技術,加大技術推廣力度,促進科技成果轉化.

對大豆生產全程機械化中的農業機械,重點解決精密播種機具上開溝器的壅土纏草難題; 科學規化,3~ 4 年用大型深松機械對土壤進行一次深松,大力推廣大豆機械化收獲.對現有聯合收割機收獲大豆,存在著損失大、耗能高的問題,展開攻關研究,重點研究低損失收割臺,研究能降低脫粒、分離、清選能耗等關鍵部件、關鍵技術; 以降低成本,提高可靠性為重點,努力提高大豆機械化生產的綜合技術水平,力爭讓黃淮海地區大豆全程機械化生產上升一個新臺階.

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