我国是全球最大的大豆消费国,据国家统计局2022年数据显示,去年我国消耗1.12亿吨大豆,其中1640万吨为我国自行生产,约占去年年消耗总量的14.6%,其余依赖于进口的9566万吨,约占去年年消耗总量的85.4%。两者比例趋于1:4(如图1所示)。我国之所以大豆需求量大,主要是因为我国独特的饮食结构。同时,大豆加工后形成的豆粕是一种高蛋白物质,其内含的多种氨基酸适合于家禽和猪对营养的需求,将其作为优质饲料,可以提高动物对饲料蛋白和能量的利用率,所以畜牧业所需的的饲料也离不开大豆。其实不仅是大豆,有着“黄金作物”之称的玉米在我国近两年的价格也在不断上涨。由此可见,我国大豆、玉米等粮食对外依存度高,因大豆的大量进口使得老百姓的餐桌用油无法保证,同时国际局势千变万化,为满足我国粮食需求,以应对突发状况。
我国针对此问题,下发支持政策补贴,包括耕地地力保护补贴、种粮一次性补贴、农机购置与应用补贴、玉米大豆生产者补贴、稻谷补贴、玉米、大豆带状复合种植补贴、粮食种植保险保费补贴等,以及“十四五”规划中国家为提高农业质量效益和竞争适应确保国计民生的要求,将保障国家粮食安全作为底线。深入实施藏粮于地、藏粮于技的战略,强化农业科技和装备支撑。通过丰富农业装备的品种和作业性能,提升并保障我国农业单产和降低病虫害发生的概率。

图1 我国粮食和进口数量(单位:万吨)
本课题为了改善目前我国农业种植结构,在保证玉米产量不变的情况下,大幅提升大豆的种植面积,降低我国油料作物对外依存度,减小国外对我国的经济封锁,保障老百姓餐桌的用油、蛋白供应安全,本项目基于上述因素,采用玉米-大豆间作的种植技术。
玉米和大豆种在一起,在种植结构上体现了优势互补。玉米与大豆高度不同,采用玉米间作大豆种植方式,合理利用空间,提高土地的利用率和光能的利用率。由于大豆属于短日照性作物,所以在玉米行间种植大豆,可以很好地起到遮挡阳光却又通风透气的作用。从而减少了玉米霉病的发生,一定程度上增加了玉米产量。大豆根上有根瘤菌寄生,能吸收空气中的氮气,制造成氮肥,这些氮肥一部分被大豆吸收,另外一部分可以供给玉米的需要,因此,这两种作物种在一起都能长得茂盛,比单独种一种作物的产量要高得多。(如图2所示)



图2 玉米-大豆间作图样
目前,应用于玉米-大豆带状间作栽培模式的配套播种机具,大多数是由玉米、大豆单作播种机改装而成。针对玉米-大豆带状间作高精量播种机具的研发还很少而且功能不全面,比较突出的问题有:
1、垄沟的清理。当机器在前进的过程中,常常因为小麦秸秆的积累使能量消耗增加而且难以前进,最终不得不停下清理,从降低了作业的效率。
2、玉米、大豆密植程度的不同,使得传统机器无法同时控制两种作物的播种间距,同时传统播种缺种漏种的现象频发,需二次补苗,进而使效率大大降低。
3、大多数还是停留在单一的仿形镇压,易出现土壤压不实,从而使种子发芽受影响,不得已进行二次播种,大大提高了劳动成本。
4、传统施肥,肥料用量大、无法达到精确施肥而且同样也加大了劳动成本,使得整体成本大大提高。