江苏省稻茬麦机械化播种概况与发展*

张会娟，顾峰玮，吴峰，徐弘博，高学梅，胡志超

(农业农村部南京农业机械化研究所，南京市，210014)

0 引言

小麦和水稻作为最主要的粮食作物，其生产关乎我国粮食安全，而稻麦轮作则是我国最主要的耕作制度之一[1]。江苏是经济大省，也是农业大省，稻茬麦占全省小麦总面积70%以上，其中淮南地区稻茬麦占比高达82%。江苏省又是我国粮食主产区之一，其气候适宜、热量充分、雨水丰沛，多平原、丘陵，地势条件排在全国前列，配套机具数量明显高于全国水平，而当地的农业机械化发展水平并不突出，水旱轮作模式的特殊性决定其机械化发展的复杂性[2-4]。

江苏省水稻秸秆量大、含水率高、稻田土壤湿黏，对水旱耕作、播种、移栽及收获等环节需求多样。在稻茬麦耕种季节，江苏省机械化播种存在全量还田秸秆量大、移出综合利用代价大、湿烂田播种难度大、播种不均匀等问题，制约了稻麦轮作生产全程机械化的发展，而要实现江苏省稻茬麦机械化播种作物的丰收，首先须保证有足够的基本苗、有效分蘖和穗数，这在很大程度上取决于播种质量优劣[5-10]。因此，实现稻茬麦机播全苗、苗匀、苗壮等是目前小麦生产中要解决的现实问题，而如何实现“全量稻秸硬茬地”高质顺畅小麦机械化播种一直是江苏省推进农业机械化转型升级、真正实现粮食作物全程全面机械化环节中的重点和难点。

本文在介绍我国现有稻茬麦播种方式的基础上，阐述了目前国内市场上现有7种新型的稻茬麦机械化播种机具的类型、工作原理、特点等，并针对江苏省稻茬麦机械化播种存在的问题，提出了相关发展措施与建议。

1 江苏省稻茬麦播种方式

小麦在北方一般为玉米—小麦的轮作，机械化播种方式主要有免耕播种、常规机播，而在江苏、安徽等地水稻—小麦轮作区，水稻秸秆量多、种植密度远高于玉米、土壤湿粘，小麦免耕播种无法适用，只有在小麦播种期天气干旱且土壤也干燥的情况下才可以用常规机播模式。江苏省稻茬麦地区经过多年的发展，现已形成多种作业模式，主要分为以下4种。

1.1 人工或机械撒播

对水稻秸秆粉碎后，先进行撒肥后旋耕整地，再用人工或机械撒种，最后浅旋耕给种子覆土。撒播虽然省工、省事，但严重影响稻茬麦种植的质量，种子、化肥浪费严重，且播种深度、出苗均匀性都难以保证，难以形成壮苗，生长后期抗逆性差，对小麦高产稳产造成严重隐患[11-13]。

1.2 常规机播

在天气干燥条件下可采用传统机械播种方式，先对水稻秸秆进行粉碎，撒肥后深翻，再对田块进行旋耕处理，利用常规条播机进行播种，最后利用开沟机开沟。这种作业方式具有出苗整齐，整体播种质量较好等优点，但机具进地次数多，效率低，生产成本高[11-14]。

1.3 旋耕播种

旋耕播种是稻茬麦播种用的最多的一种机具，先对水稻秸秆进行粉碎或水稻收获机带秸秆粉碎功能并低留茬收获，再在处理过秸秆的田块上进行播种，播种时把肥料同时施于土壤，排种器的驱动形式和开沟器根据不同土壤条件有多种样式，播种后再进行开沟。这种作业方式播种深度、出苗均匀性都较常规机播效果差，但机具进地次数少，生产成本低。

1.4 复式作业

复式作业可以一次性完成秸秆粉碎、开沟、施肥、播种、镇压全部或几种工序，具有广泛的技术适应性，其在复杂作业条件下通过性良好，对高留茬田块有较好的技术适应性。这种作业方式机具成本高，但作业质量和效率高，具有良好的市场前景[11,15]。

如果弹体未完全销蚀，销蚀碎片形成的圆管与残余弹体之间有相互作用，那么碎片圆管对总侵彻深度的影响可以忽略；如果弹体完全销蚀，销蚀碎片直接对混凝土靶板产生二次侵彻，那么就需要考虑其对总侵彻深度的贡献[25]。因此总侵彻深度可以写为

2 江苏省现有稻茬麦机械化播种技术概况

江苏省是长江中下游粮食主要产区之一，粮食生产以稻麦两熟轮作为主，茬口衔接愈来愈紧张，对稻茬麦机械化播种设备的性能要求亦水涨船高。目前，在江苏省已形成的稻茬麦播种作业模式中，人工或机械撒播应用较少；常规机播因稻茬麦土壤湿粘的原因，应用也很少；旋耕播种应用最多，也最常见；复式作业设备适应性好，作业质量好，效率高，是江苏省乃至全国今后机械化播种发展的方向之一。因此，有关江苏省现有稻茬麦机械化播种技术概况主要针对应用较广的旋耕播种和复式作业技术，前两种稻茬麦播种作业模式不再展开赘述。

采用复式作业技术既能起到保温保墒，提高肥效，保证出苗率，又能很好地遏制秸秆焚烧带来的环境污染及危害，亦可有效改善土壤的可耕作性，增加土壤有机质，实现农业的增产增收。目前江苏、河南等地的研究院所、企业已开展了新型稻茬麦机械化播种复式作业技术及设备的相关研究与试制工作，并在江苏省稻茬麦地区开展了示范应用。

针对旋耕播种和复式作业技术，按照秸秆处理方式，稻茬麦播种技术分为秸秆需粉碎和秸秆无需前处理，其中秸秆需粉碎又分为普通旋播、秸秆重新整理以及其他特有技术；秸秆无需前处理又分为秸秆铺放地表和秸秆铺放行间，具体分类情况如图1所示。

图1 稻茬麦机械化播种技术分类Fig.1 Classification of mechanized seeding technology on wheat after rice

2.1 普通旋播技术

普通旋播机在稻茬麦播种中是最常见的播种装备，其主要完成整地、施肥、播种作业。以扬阳2BFG-(14)(8)230A旋耕施肥播种机为典型代表机型，整机如图2所示。播种作业时，拖拉机动力输出轴连接机具动力输入轴，带动旋耕刀轴转动完成整地工作，排种器和排肥器的动力来自地轮，肥料在地轮的带动下经过肥管撒在机具的前方，伴随整地作业混入土中，种子经过种管和开沟器播入土中。该种机具作业时需要在无秸秆或秸秆粉碎的田块进行作业，当秸秆长而多时会严重影响播种机具作业质量。

图2 2BFG-(14)(8)230A旋耕施肥播种机Fig.2 2BFG-(14)(8)230A fertilizing and sowing machine with rotary tillage1.旋耕刀轴 2.肥管 3.种管 4.地轮

2.2 秸秆重新整理技术

秸秆重新整理技术是机具作业在已经秸秆粉碎的田块上，粉碎后的秸秆随机具作业重新整理摆放位置，达到较好的播种效果，代表机型有2BFG-6/12 (260)稻麦条带智能施肥播种机和2BMQF-8/16全还田防缠绕免耕施肥播种机。

2BFG-6/12 (260)稻麦条带智能施肥播种机如图3所示，其主要包括机具前方的绞龙洁茬装置、间隔旋耕装置、镇压装置、开沟装置、传动装置以及播种施肥装置。播种作业时，绞龙洁茬装置将机具前方需要耕种位置的秸秆利用绞龙推送到不需要耕种的宽行中，随后将肥料撒施到已清除秸秆的区域，再由旋耕装置将土壤进行疏松同时与肥料进行混合，然后将种子排下随旋耕的土壤埋在土壤里，最后再由镇压装置将种植区域镇压一下，机具在播种的同时还可以利用开沟装置完成田间开沟作业。该机具适宜于已完成秸秆还田的田块，其特点是利用绞龙洁茬装置将地表秸秆集中到不旋耕的宽行中，起到提高地温、保湿的作用，从而使旋耕播种的条带里，小麦籽粒与土壤充分接触，以此提高小麦出苗率，同时解决稻茬麦播种架种、晾种的问题。

图3 2BFG-6/12 (260)稻麦条带智能施肥播种机Fig.3 2BFG-6/12 (260)belt intelligent fertilizing and sowing machine of rice and wheat1.绞龙洁茬装置

2BMQF-8/16全还田防缠绕免耕施肥播种机如图4所示，其主要包括带铡切开沟刀的旋耕装置、镇压装置、排种装置、施肥装置以及传动装置。

图4 2BMQF-8/16全还田防缠绕免耕施肥播种机Fig.4 2BMQF-8/16 fertilizing and sowing machine of anti-twining and no-tillage under full retention1.带铡切开沟刀

2.3 其他特有技术

在普通旋耕播发展过程中，稻茬麦播种技术因土壤粘重作业效果差、农艺要求等，在原有旋播机的基础上进行了改进，因土壤粘重一次旋耕效果差而使用双旋耕轴的双轴旋耕，地轮因土壤粘湿固定刮土板无法长久作业而改为动力清土装置，并根据农艺开沟要求增加了开沟装置，已达到减少下地次数，代表机型有2BFGK-14(260)双轴旋耕施肥播种机和2BFGK-14(260)双轴旋耕开沟施肥播种机。

2BFGK-14(260)双轴旋耕施肥播种机如图5所示，其主要包括前旋耕装置、后旋耕装置、施肥播种装置、镇压装置、镇压清理装置、活动开沟装置、传动装置等。播种作业时，先将肥料施于地表，前旋耕装置先将肥料和土壤混合下，随后比旋耕装置稍高的后旋耕装置再一次耕整土壤，播种装置也将种子排出，随第二次耕整地播入土壤，最后由镇压装置完成镇压，镇压装置后侧配有带动力的清理装置可清除镇压轮上的黏土，机具配有的活动犁铲式开沟装置，可根据需求选择此次作业是否开沟。该机具可以在秸秆粉碎的田地进行作业，其特点是两次旋耕可形成更好的土床，有利于种子发芽和成长，还配有带动力的镇压清理装置，可将镇压轮上粘粘的土壤及秸秆清理干净，清理效果很好，防止镇压轮粘土以保证机具顺畅作业。

图5 2BFGK-14(260)双轴旋耕施肥播种机Fig.5 2BFGK-14(260)fertilizing and sowing machine with biaxial rotary tillage and furrower1.镇压清理装置 2.犁式开沟装置

2BFGK-14(260)双轴旋耕开沟施肥播种机如图6所示，其主要包括前旋耕装置、后旋耕装置、施肥播种装置、镇压装置、活动开沟装置、传动装置等。播种作业时，先将肥料施于地表，再由前旋耕装置将肥料和土壤混合下，随后比旋耕装置稍高的后旋耕装置再一次耕整土壤，播种装置也将种子排出，随第二次耕整地播入土壤，最后由镇压装置完成镇压，机具配有的活动的圆盘式旋转开沟装置，活动开沟装置可根据需求选择此次作业是否开沟，需要开沟时由液压装置控制开沟装置放下完成开沟作业，不需要开沟时由液压装置控制开沟装置抬起。该机具可在秸秆粉碎的田块进行作业，其特点是两次旋耕可形成更好的土床，有利于种子发芽和成长，配有活动开沟装置，可按需选择是否开沟。

(a)播种机田间作业情况

2.4 秸秆铺放地表技术

秸秆铺放地表技术是水稻秸秆无需处理，在作业过程中机具先把秸秆进行粉碎，随后经过特有装置把秸秆平铺到地表，达到良好的作业效果，代表机型有2BQYJGT-220全量秸秆硬茬地覆还调控小麦洁区播种机。

2BQYJGT-220全量秸秆硬茬地覆还调控小麦洁区播种机如图7所示，其主要包括秸秆粉碎装置、碎秸分流装置、旋耕装置、施肥播种装置、镇压装置以及动力传动装置等组成。

(a)碎秸覆还调控原理图

播种作业时，在机具前方的秸秆粉碎装置先将秸秆进行粉碎，随后的碎秸分流装置将粉碎的秸秆按照分流比例部分秸秆直接放在地表，部分向上向后沿种行跨越播种施肥组件整体抛撒覆盖至播后地表，施肥装置将肥料撒施在未旋耕的地面，随后的旋耕装置将部分粉碎的秸秆、肥料及土壤混合起来，后面的播种装置将种子播下，最后地轮完成镇压。该机具可以在秸秆不做任何处理的田块进行作业，其特点是可一次完成“秸秆粉碎、碎秸分流、施肥播种、均匀覆秸”，实现碎秸部分入土，还田部分覆盖播后地表，既避免了秸秆全量入土还田当茬耗氮又能避免全量覆盖引起的黄苗、弱苗，保证了苗齐、苗壮[19-23]。

2.5 秸秆铺放行间技术

秸秆铺放行间技术是水稻秸秆无需处理，在作业过程中机具先把秸秆进行粉碎，随后经过特有装置把秸秆铺放到种行间，达到较好的作业效果，代表机型有2BQYJGH-240全量秸秆硬茬地行间集覆小麦洁区播种机。2BQYJGH-240全量秸秆硬茬地行间集覆小麦洁区播种机如图8所示。

(a)碎秸行间集覆原理图

其主要包括秸秆粉碎装置、碎秸导流装置、间隔旋耕装置、施肥播种装置、镇压装置以及动力传动装置等组成。播种作业时，在机具前方的秸秆粉碎装置先把秸秆进行粉碎，随后的碎秸导流装置将粉碎的秸秆成条铺放，位于机具后方的旋耕、施肥播种等装置继续完成其他作业，施肥装置先把肥料撒施在无秸秆的待旋耕的种带内，然后间隔旋耕装置把无秸秆的区域进行旋耕作业，紧随其后的播种装置把种子播种在无秸秆的土壤里，最后镇压装置完成镇压。该机具可在秸秆不做任何处理的田块进行作业，其特点是可一次完成“秸秆粉碎、种带清秸、行间集覆、宽幅播种”，实现碎秸有序规整铺放于种行间，保温保墒、提高肥效，保证出苗率[16-18]。综上，7种新型稻茬麦播种机具技术性能参数对比如表1所示。

表1 7种稻茬麦播种机具技术性能参数对比表Tab.1 Technical performance parameters of 7 kinds sowing machines on wheat after rice

3 江苏省稻茬麦机械化播种存在的问题

上述提到的江苏省现有的两大类型多种稻茬麦机械化播种技术及设备已在江苏等地进行田间开展播种作业及相关性能试验，并取得了一定成效，但其在稻茬麦秸秆全量还田、茬口衔接、种植模式和播种机具的选择等方面仍存在诸多问题。

3.1 全量还田秸秆量大，移出综合利用代价大，影响稻茬麦生产稳定性

水稻秸秆全量还田量大、秸秆韧性大导致后续播种环节难度增加，造成稻茬麦种植机械化率偏低和播种质量不高，制约江苏省稻茬麦种植机械化水平发展。水稻产量和秸秆量之间的比例之间大约为1∶1，江苏水稻平均产量7 500 kg以上，将其移出代价高且无有效综合利用途径，秸秆全量还田是其根本出路。目前机械化全量还田存在埋深不足、分布不均以及秸秆碎度不够等问题，从而影响了下一茬小麦的耕整和播种环节作业正常开展。江苏省稻茬麦以粗放式机械播种和撒播为主，存在播量过大、出苗率低、缺棵断垄、根系发育不良等诸多问题，严重影响稻茬麦生产的稳定性，亦制约了稻茬麦的生产效益。因此，如何处理好全量秸秆还田是解决小麦机械化播种环节的重点和难点。

3.2 注重水稻品质而轻视小麦产量，稻田放水晚，湿烂田播种小麦难度大

江苏省稻茬麦机械化种植存在季节矛盾、土壤水分含量高、茬口衔接等问题。稻麦两熟轮作前茬作物成熟期比较晚，整地时间相应变短，使小麦的播期推迟；稻茬麦播种季节若遇持续阴雨天气，稻田放水晚，土壤墒情差，以至田块湿烂，机械化耕整和播种难度加大；加之由于长期采用了单一的稻茬麦种植模式，种植户多数只注重了水稻品质，而轻视了小麦产量，错过了小麦的最佳播期，因此出现了农户用手随便撒播现象，导致小麦用种量大，生长受到影响，冬前分蘖少，越冬期不易形成壮苗，苗小苗弱，容易引起冻害，进而来年小麦产量、质量严重下降，甚至出现小麦收入不够支付收割费用。

3.3 机播生产成本高，新产品补贴难，影响了机播技术的大面积推广应用

稻茬麦机播的生产成本高、机械播种播量小的传统观念，在一定程度上影响了机播技术的推广。其中，撒播作业环节相对简单，作业费大约600元/hm2，仅需在撒播后旋耕一遍。常规播种作业费大约1 275元/hm2，大多需旋耕整地两遍以上才能进行机播。近年来，我国虽涌现了一批可实现旋耕灭茬播种镇压等功能的作业机具，其产品价格较普通播种机高很多，但农机补贴目录中为常规机械，其按照常规农机补贴额度很少，无法调动企业的积极性，未能大面积推广应用。

3.4 受传统观念影响，种植户对新机具、新技术的认识不到位

江苏省地区尤其是苏北地区受前茬水稻迟收影响，稻茬麦播种期不同程度被推迟。面对晚播、土壤耕整以及常规机具条播难以实施的问题，许多种植户深受“有钱买种，无钱买苗”传统观念的影响，认为撒播作业省工、省事、省钱，且播种量较大。近年来，针对稻田收获后机械化播种小麦的问题，各地开发了不少新式小麦精量播种机械，但秸秆还田方式、播种适宜条件及配套农艺技术存在较大差异。由于机具选择不当，作业水平达不到农艺要求，稻茬麦播种的质量有限，部分农户因而产生了“机播不如撒播”的错误认识，导致撒播方式有扩散趋势。

4 加快发展江苏省稻茬麦机械化播种的建议与措施

4.1 搞好农田基础设施，加强农机农艺融合，保障水稻小麦高产

搞好农田基础设施配套，合理安排机械排灌，做到三沟配套、六沟相连，能灌能排；加强水稻小麦轮作耕作农艺研究，加快培育高品质低生长周期的水稻品种，加快研发水稻大龄秧苗移栽技术，解决稻茬麦因水稻生长期长影响播种问题；水稻田提前适期放水，充分晾晒田块，一般在收获前10～15 d，根据收获时土壤情况选择合适的播种方式和作业机具，播后进行镇压，播后镇压不仅具有保墒、提高小麦出苗率的作用，还能显著增强小麦越冬期间抗干旱和低温冻害的能力，特别是稻茬小麦在秸秆还田条件下旋耕播种，开排水沟并根据土壤墒情适时补墒；从农机农艺等各个不同方面提高水稻和小麦的产量，增加农民收入。

4.2 加快稻茬麦播种新机具研发，以满足多种工况要求

目前尚没有形成一条成熟的基于秸秆全量还田条件下的稻茬麦机械化生产技术路线，旋耕灭茬播种镇压等功能于一体的一次作业机具拥有量小，还在示范推广阶段，对于秸秆粉碎还田的稻茬麦作业效果差。稻茬麦作业机具的技术难点在于稻茬麦稻秸粉碎均匀抛撒、埋茬还田深度和小麦播种的深浅一致及播籽均匀等。因此，在突破上述技术难点的基础上，江苏省应因地制宜加快研发适于烂湿地小麦播种、集成稻秸还田、可实现集秸秆还田→旋耕→播种一次完成效果较好的新型复式作业机具。

4.3 大力推进土地流转，适度发展规模化、集约化经营

江苏省稻茬麦常年种植面积约2 388.2 khm2，但一家一户的作业模式仍然占主导地位，土地的“碎片化”使大型复式作业机具入田困难，其作业效率和功能得不到有效发挥。因此，今后我省应给予政策支持，加快实施土地整理工程和中低产田改造，大力推进土地流转，适度发展规模化、集约化经营，扶持粮食种植大户、家庭农场和合作社等新型经营主体的快速发展，进一步加大对农机手的培训力度，切实提高收割、秸秆还田与耕播环节的机械化作业水平；将大型复式小麦作业机具的发展应用与农机社会化服务和土地流转有机结合起来，不仅有利于推行机械化播种，加快社会化服务进程，而且可有效提升大型作业机具的使用效率和作业效益。

4.4 加大政策扶持力度，加强培训宣传与示范推广

江苏省对农业机械的研发与推广方面投入的人力、物力不足，尤其在稻茬麦耕整地、播种等农业机械技术与装备方面的研究相对薄弱，化肥深施、复式播种等农业机械化新技术尚未大面积推广应用。因此，今后应加大政策扶持力度，加强产学研联合，实现优势互补；加大资金投入，支持和鼓励农机生产企业，设置专项资金用于小麦机播作业补贴；加大新产品的购机补贴力度，在条件成熟地区可采取按作业面积补贴方式，加快先进、实用小麦复式播种机具和技术的推广；同时，农业、农机部门也要密切配合，营造农机、农艺紧密融合的推广氛围，共同做好稻茬麦新型小麦机械化播种技术及装备的培训、宣传和示范推广。