广东玉米大豆带状复合种植机械化生产发展现状与对策建议

谭 琼，沈林晨

（1.广东省农业农村厅，广东 广州 510500；
2.广东省现代农业装备研究所，广东 广州 510630）

广东省是我国重要的玉米产销区，玉米年消耗超过2 000 万t[1]。广东省也是我国最大的大豆加工省份，发酵豆制品加工产业全国领先，酱油年产量达到360 万t，约占全国酱油年产量的1/3，全国酱油三强品牌海天、李锦记、味极鲜均在广东，据估计广东大豆加工纯利润高达200 亿元/年[2]。广东省不仅玉米、大豆加工制造业需求量大，而且鲜食玉米、鲜食大豆也颇受消费者欢迎。为支撑新一轮千亿斤粮食产能提升行动，农业农村部开展全国粮油等主要农作物大面积单产提升行动，玉米、大豆种植是未来全国保障粮食安全新的工作重点和方向。广东玉米和大豆种植规模大、加工制造业发达，但是种植水平较低，严重影响整体经济效益，并且玉米、大豆的种植时间相近，易产生争地矛盾，通过发展玉米大豆带状复合种植模式可以改善这2 种作物的市场供应，可增加经济效益，对广东省玉米和大豆相关种植业、加工制造业的进一步发展具有重要意义。2012 年，农业农村部将“西南华南间套作食用大豆生产区”列为我国大豆三大优势产区之一，这对广东发展玉米大豆带状复合种植模式有重要意义。

适宜的间作套作种植模式具有提高单位地块的总体产量、优化资源配置、获得更好的经济效益等优点[3]，广泛应用于农业生产中。由于大豆、玉米各自的株高差异和根系特点，通过合理的空间布局，可以提高单位面积的光合作用以及养分吸收，在提高玉米产量的同时还可以增收一季大豆。研究表明，与单作玉米相比，大豆玉米带状复合种植的玉米产量不变或略有减少，而大豆产量则会增加[4]，可有效提高大豆总产量，缓解大豆、玉米争地矛盾。我国在2022 年开始大面积推广该种植模式，在倍增生产效益的基础上，经济收益和社会效益也随之提高，有效促进了大豆和玉米种植的机械化、高产出、低风险和可持续性。

1.1 广东玉米种植现状

广东是我国鲜食甜玉米种植面积最大的省份，鲜玉米产量占全国90%以上。玉米在广东可实现周年种植，粤东、粤北丘陵山区夏季气候冷凉，适合种植夏种玉米；
粤西、珠三角平原冬季气候温暖，适合种植秋种玉米。随着广东省玉米种植规模的不断扩大，2016 年玉米播种面积达到了12.380 万hm2。近几年，为满足产业和市场需求，广东省主动进行结构调整，一方面减少非优势产区玉米种植面积，另一方面减少高产普通玉米品种种植规模，增加鲜食玉米和青储玉米种植规模。因此，2017 年玉米播种面积下降至12.095 万hm2，近几年播种面积总体趋于稳定，其中2022 年玉米种植面积为13.19 万hm2、产量达到63.41 万t。

1.2 广东大豆种植现状

广东一年四季均可种植大豆，大豆熟期比较灵活，早熟品种仅75 d 左右。广东省种植的大豆籽粒饱满、性状优良，是广东豆制品加工优势产业的基础。因此，本地大豆的收购单价高于外地，总体供不应求。2022 年广东大豆面积达到3.47 万hm2，但多以小农户种植为主，机械化程度低，平均产量为2.6 t/hm2，高于全国平均水平。2016—2022 年广东玉米、大豆种植面积及产量如表1 所示。但广东大豆种植整体机械化作业率偏低，多靠人工作业，劳动强度大、成本高，严重制约了广东大豆种植的规模化发展。

表1 2016—2022年广东玉米、大豆种植面积及产量

2.1 充分利用土地、光热等自然资源

广东省属于东亚季风区，从北向南分别为中亚热带、南亚热带和热带气候，是中国光、热和水资源最丰富的地区之一，日照时间长、气温适宜、降雨量大、土壤肥沃，适合种植玉米、大豆等作物。在广东各地，不同熟期组的玉米和大豆都能正常成熟，且能做到一年三熟甚至一年四熟。广东省常见的间作套作组合有玉米/大豆、玉米/甘薯、甘蔗/大豆、香蕉/大豆等，适宜的间作套作模式能使2 种作物和谐共生，最终实现一季双收。其中，在大豆玉米间作套作组合中，玉米与大豆的生长特性呈互补状，玉米植株占据的地上部和大豆植株占据的地下部发生自然错位，使得不同作物所需的光热、营养物质等资源在时间上前后错开、在空间上互补扩大。合理规划好作物的种植模式可以保障玉米、大豆所需的生长空间，发挥作物生长过程中的边际作用，增加单位田地内作物个体产量，提高自然资源利用率，进而增加耕地单位面积的总产量。广东省生态环境优越但农业用地紧张，玉米大豆间套作具有提高土地利用率、减少成本投入、提高单位耕地面积产出的优势，李志贤等[4]对比了4 种间作模式的产量效益，表明2∶4 种植模式的增产优势最大，种植模式如图1 所示。

图1 玉米大豆带状复合种植2∶4 模式

2.2 充分利用种间促进效应

大豆的根系可以通过寄生的根瘤菌从土壤中吸收大量的氮气，然后将其转化为自身生长所需的氮素养分。在玉米的生育期内，根系会释放出大量的酸性物质，将土壤中的矿物质溶解，为自身和大豆提供矿质养分[5-6]。在玉米大豆带状复合种植条件下，一方面，大豆与玉米在不同时期的生长习性互补，可以提高良种农作物的产量[7]。另一方面，大豆和玉米占据不同的空间生态位，能够提高复合群体的光能利用率，提高作物的产量。研究表明，玉米大豆带状复合种植能够产生不同作物的种间促进效应，促进作物对氮、磷、钾元素的吸收利用，提高单位田地内养分利用效率，最终提高作物亩产量[8-10]。如玉米大豆带状复合种植模式中大豆根系的固氮作用能为玉米根系提供更多的氮，增加玉米氮素的积累，同时玉米根系对氮素的竞争吸收会造成大豆根系中氮素的缺乏，进一步刺激大豆将根系空气中的氮气更多的转化为可供根系吸收的氮素，使得单位作物获得更多的氮素，提高单位产量[11-14]；
唐艺玲等[15]的研究表明，所有间作套作处理玉米的总产量均高于单作，大豆和玉米根系的相互作用改善了土壤的微生物环境和土壤理化特性，显著提高了土壤pH 值，缓解了长期大量施氮导致的土壤酸化对地力的影响，作物的株高、叶片面积和叶绿素含量都有所增加，能产生更多的光合产物，试验表明2∶3 和2∶4 间作种植模式的平均地力贡献率分别为75.07%和74.27%，比单种玉米、大豆分别提高30.29%和29.47%。

2.3 有利于机械化作业

在玉米大豆带状复合种植模式中，采用较大行数比（如广东常用的2∶4 模式）能够显著加大玉米高植株带隙宽度，也能够减少地面杂草的生长空间，可有效提高丘陵地区农业机械的通过率，实现农机、农艺的高度融合。在农事作业中，可采取协同耕、种、管、收等措施，减少单一作物的农事作业环节，有利于全程机械化的实现，提高了种植的机械化水平，其常见的机械化工艺路线如图2 所示。

图2 玉米大豆带状复合种植机械化工艺路线[14]

玉米大豆带状复合种植模式虽然种植优势显著，但目前仍存在技术环节多、劳动力消耗大、机械化水平低等问题，导致其效益不明显。因此在发展和推广过程中，重点是机械化、标准化，以提高大豆玉米带状复合种植机械化生产技术水平[16]。玉米、大豆机耕在农业生产基本环节中具有较高的机械化水平，其中2022 年全国玉米、大豆耕种收综合机械化率分别为90.6%、87.95%，在耕整地和播种环节基本实现了机械化。但由于广东丘陵地区种植田块小而散，分布不规则，导致机械化生产较难大规模应用，广东玉米、大豆耕种收综合机械化率仅为40%左右，与全国平均水平相比差距较大[17]。发展玉米大豆带状复合种植模式存在以下问题。

3.1 机耕方面

广东北部多为丘陵，南部多为平原和台地，整体地形特点制约了农业生产机械化的发展，尤其是北部的丘陵地区地块小而分散、高差大，田间道路状况差，大中型农业机械在田块之间转移、运输十分困难，大部分农户使用小型/微型旋耕机进行作业。小型/微型旋耕机作业劳动强度大，作业效率低，社会化服务效益差。长期的旋耕作业容易使耕作层变浅，土壤蓄水能力降低，不利于作物根系的生长，导致作物长势弱、抗倒伏能力差，影响了作物的产量与质量。

3.2 机播方面

机播是全程机械化生产最重要、最基本的一环，机播质量直接影响作物出苗质量，直接关系作物单产水平。在我国北方玉米、大豆产区，其地块大、土壤松散，播种机应用效果较好，而在广东不仅地块小，而且土壤粘质、雨水多、杂草多，很多北方播种机在广东地区都不适用。广东本地的玉米、大豆机播设备研发较为滞后，主要以小微型为主[18]。仅有播种功能的小型两行播种机应用范围较广，但效率低，难以实现社会化服务的需求。

排种器是播种机的关键部件，玉米大豆播种机应用较多、较成熟的排种器主要有窝眼轮式和勺轮式精量排种器。窝眼轮式排种器构造简单，精度差，落种不稳定，易出现多播、漏播的情况，作物出苗整齐度较差。勺轮式精量排种器则较为稳定、播种的距离和深度也较为精确，但结构复杂，设备较大，实际作业中对拖拽动力机械要求较大，多用中小型轮式拖拉机，整体机身较长，一般在4 m 以上，在作业过程中田块头尾都要留有较大的掉头空间，对地块条件要求较高[19]。播种机械作业顺序如图3 所示。

图3 播种机械作业顺序示意图

我国北方地区多用播种、施肥一体机，作业效率高。现市场上成熟的多功能作业机械，如旋耕、播种施肥一体机以及施肥、铺膜、播种一体机均难以应用于广东省复杂的地块和黏性土壤，缺少针对地形及土壤特点制造的机具。而广东常用的小型两行播种机作业精度较差，且不能同时进行施肥操作，使得作业效率大打折扣。

3.3 机收方面

广东地区多山多丘陵，且种植的玉米以鲜食玉米为主，机收鲜食玉米损伤大，品质较差。因此在机耕、机播、机收3 个基础环节中，机收环节的效率最低。且不同于收获单一作物，大豆玉米带状复合种植暂没有可一次性收获2 种作物的机械，一般根据作物成熟期利用现有玉米、大豆2 种收获机械采用同期或分期收获。

目前，自走式玉米收获机依然是市场主要成熟产品，同时具有其他功能的玉米收获机具也正在不断地研发、试验和推广，如籽粒收获、茎穗兼收、玉米收获打捆一体机、鲜食玉米收获机等。而大豆主要是在水稻/小麦联合收割机的基础上，改变滚筒转速、调整滚筒等来实现大豆机械化收获。

玉米大豆带状复合种植生产需要农机与农艺高度融合，尤其是广东地区地形、土壤均不利于机械化作业，且当地种植多以菜用大豆和鲜食玉米为主，因此广东大豆玉米带状复合种植机械化作业尤其复杂，播种、植保、收获等主要环节仍以人工为主，现有农业机械机具的适应性、作业性能仍需进一步提升。

4.1 加速适用机具的研发

从广东实际情况出发，鼓励各类高校、科研单位及企业在现有的研发基础上，结合广东省的生态条件以及种植条件，加强适应丘陵地区黏重土壤、小地块作业的轻简型播种、收获机具装备研发，及早解决“无机可用”难题。分环节看，在机耕方面应结合耕地宜机化改造，研发不同类型的旋耕/深耕机；
在机播方面小型播种机可研究应用半精量窝眼轮式排种器，其成本较小、构造简便，作业效率高；
在机收方面推荐应用收获效率高、工艺简单的板式摘穗装置，其不易损伤玉米穗，有利于保持鲜食玉米的外观品质。

4.2 加强农机社会化服务主体和专业机手队伍建设

在主产区构建玉米大豆生产机械化作业服务体系，推行标准化作业、规范化服务，倡导高质量机播、机收作业实行“优服优价”。依托有实力的农机社会化服务组织，布局打造区域性农机社会化服务中心，提升大豆、玉米生产全程机械化专业作业能力，开展关键环节机械化作业服务，发展代耕代种全程托管、跨区作业、“全程机械化+综合农事”等服务模式满足当地大豆玉米生产高质量作业服务需求。引导通过信息化加强专业农机手技能培训，将大豆、玉米机械化作业技能、参数调整、农艺栽培措施等作为培训的重要内容，做到装备精良、人员到位，加强机具维修保养条件建设，辐射带动提升整体作业服务能力水平[20]。

4.3 加快“农机农艺融合”技术模式集成应用

联合农技推广、品种选育等方面专家，分区域筛选适宜机械化播种收获的品种，集成配套高性能作业机具，总结凝炼全程机械化技术模式，形成整体解决方案。组织当地农机推广部门紧抓大豆、玉米生产带头人和农机使用一线“土专家”边实践边完善，扩大技术模式应用面积，持续提升技术到位率，确保良种良法以良机为载体落地实施，充分发挥增产潜力。

4.4 加大政策扶持力度

可在全国范围内开展粮油等作物高性能播种机优机优补工作中主动作为，对高性能播种机、玉米籽粒收获机、大豆挠性割台及专用联合收割机推进实施优机优补；
鉴定部门要加快试验鉴定步伐，为高性能播种机鉴定开辟绿色通道，对大豆播种、收获等专用机具及大豆专用割台、大豆收获机等实行优先鉴定，即时公布鉴定结果，加快取得补贴资质；
对暂不具备鉴定条件的机具探索通过新产品试点予以支持，将相关机具尽快部署到生产一线，降低农户购机成本，促进规模经营的实现[21]。此外，可推动土地流转以及集中生产，为种植大户规模化生产及发展提供支持。

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