玉米全程機械化生產技術探討

王洪濤，邢璐露，楊金磚

(黑龍江省農業機械工程科學研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

玉米是我國主要糧食作物之一，富含多種維生素與氨基酸，營養價值較高，也可以加工成各種食品、優質飼料，是重要的糧食作物與工業原料[1-3]，具有高產、穩產、抗逆性強及適應性廣的特點，在我國不同地區都有種植，且玉米可以與麥類、豆類及薯類進行間作或套作，增加不同作物之間的復種指數，玉米生產在我國糧食生產中占舉足輕重的地位，玉米產量對于保障我國糧食安全具有重要意義[4-5]。

玉米全程機械化發展是實現玉米增產的保障措施之一，是減輕農戶勞動強度，提高農業生產效率及實現玉米規模化、集約化生產的有效措施。在基本實現小麥、水稻全程機械化生產后，發展玉米全程機械化生產，尤其是玉米機械化收獲技術，對于推動我國現代農業發展，保證我國糧食安全，增加經濟效益、生態效益、社會效益，促進農業增產具有重要的戰略發展意義。近年來，我國玉米機械化生產的進步與發展明顯，在玉米整地、精密播種、田間管理等環節已經基本實現機械化[6]，但是玉米機械化收獲效率較低，2020年統計分析，我國玉米精密播種率達到85%左右，但是玉米機械化收獲效率較低，僅為62%，主要以玉米穗收獲為主，直接進行玉米粒收比例≤6%，因此，玉米機械化收獲是限制玉米全程機械化生產的瓶頸及制約因素[7]。

針對以上問題，系統論述了玉米全程機械化生產技術在我國農業生產中的重要性及戰略發展意義，回顧了我國玉米機械化發展的主要歷程，從中探索限制玉米機械化生產技術提升的瓶頸及限制因素，并提出未來我國玉米機械化發展的主要趨勢，探討結果以期為提升我國玉米機械化生產提供技術參考與理論基礎。

1 玉米機械化生產的發展意義與作用

玉米機械化生產主要是指利用機械化生產技術實現玉米生產農藝過程，主要包括玉米播種、田間管理(如排灌、追肥、深松、植保)、收獲(穗收、脫粒收及秸稈處理等)技術。玉米機械化生產直接關系到我國糧食安全與飼料安全，大力發展玉米全程機械化生產技術，一方面可以提高農業生產效率，減輕農戶勞動強度，另一方面可以實現作物的節本增收，提高農業生產經濟效益。

1.1 是提高玉米產量的重要措施

玉米機械化生產是提高玉米科學種植及生產的重要措施，與傳統人工種植相比，可以提高玉米產量5%～12%左右，在進行玉米機械化收獲時，還可以減少玉米籽粒損失3%～6%，機械化田間管理可以改善玉米生長環境，為玉米生長提供良好的土壤環境。

1.2 提高農業生產效率，增加農業生產效益

玉米全程機械化生產不僅可以提高玉米生產收益，還可以提高農業生產效率，減輕農業勞動強度，實現爭搶農時。如玉米精密播種技術與傳統人工播種相比，可以提高生產效率50倍，大幅度提高工效，機械化玉米收獲技術與傳統人工收獲相比可節約人工成本約245元·hm-2左右，因此，通過對不同玉米生產方式的生產投入、產出和效益進行了統計分析，結果如表1所示[8]，應用玉米機械化生產技術，玉米產量有不同幅度的提高，玉米機械化生產具有節省人工投入、操作簡單等優點，因此，在成本投入和勞動力支出方面都有所降低，采用玉米全程機械化生產對于提高收入具有顯著作用。

表1 玉米生產產值、投入和凈收益對比結果 單位：元·(667 m2)-1

1.3 是我國農業機械化水平發展的重要標志

玉米是我國三大主要糧食作物之一，因此，玉米綜合機械化水平的高低直接影響我國農業機械化生產整體水平，但是與其他農作物相比，玉米機械化生產水平相對較低，直接限制了我國農業機械化生產整體水平的提升。因此，大力發展玉米全程機械化生產技術，是加快玉米生產技術水平，支持農村勞動力轉移及改善農戶生產條件的重要措施，也是我國農業機械化整體水平發展的重要標志。

2 玉米全程機械化發展歷程概況

2.1 玉米精密播種技術

在農業發展初期，主要依靠人工進行玉米播種；在20世紀中期，我國開始從蘇聯引進小麥播種機，改進后應用于玉米機械化播種，并逐步在我國東北地區開始應用與發展，后期，我國新疆建設兵團引進玉米精密播種并在東北地區及華北地區應用與推廣；20世紀末期，開始逐漸推進玉米直播技術；21世紀，隨著保護性耕作技術的逐漸發展，玉米免耕播種機也得到了廣泛應用與發展。

2.2 玉米田間管理技術

田間管理是實現玉米高產、穩產的重要輔助條件，是實現玉米動態生長管理的重要保障措施之一。農業發展初期，我國農業機械化生產手段較為落后，如田間排灌機械，主要依靠人力進行，逐步發展到水泵灌溉等，后期逐漸形成了完善的田間智能化水肥管理措施。

2.3 玉米收獲技術

我國從20世紀中期開始玉米機械化收獲技術的研究，我國玉米機械化收獲技術的研究分為兩次重大歷程。在1960年，我國相關企業及中科院高校引進國外玉米收獲機，到21世紀初期，隨著小麥基本實現機械化收獲后，逐步帶動了玉米機械化收獲，目前玉米收獲機主要生產企業集中在山東省及江蘇省，截至2021年，我國玉米收獲機研制企業已經超過75家，玉米收獲機型主要為3行、4行自走式玉米收獲機為主，并且通過更換收獲割臺實現不同作物的收獲。

3 玉米全程機械化關鍵技術難題

3.1 玉米種植模式不一致

由于玉米在我國不同地區都有種植，其氣候條件、土壤環境及種植模式存在一定的差異性，因此，玉米生產模式也出現了多樣化發展，如玉米壟作、間作、套作及平作等，為了實現玉米標準化生產，需要基于不同地區的農藝生產技術，將農技與農藝技術相互結合，進而制定玉米機械化生產關鍵技術規范要點，提出適用于不同地區玉米生產的主要機械化栽培模式。

3.2 玉米播種質量較低

在我國中部平原地區，一般是在小麥收獲后，將小麥秸稈粉碎還田，對于后續玉米播種難度較大，會導致玉米播種質量下降，因此，需要解決該技術模式下玉米播種技術；針對東北地區一壟一熟的玉米種植模式，應提升玉米精密播種技術相關研究，提高玉米播種質量與播種效率，為后續玉米高產、穩產打下良好地基礎條件。

3.3 玉米生長田間管理技術

由于目前農業拖拉機地隙低等問題，在玉米生長后期無法進入田間進行相關病蟲害防治及中耕施肥等問題，因此，加快研發適用于玉米生產的高地隙自走式中耕施肥打藥機械，對于提高玉米田間管理效率，加快玉米全程機械化進程具有重要意義。

4 玉米全程機械化發展趨勢

隨著玉米全程機械化水平的整體提升，我國玉米機械化生產已經到達了一個新的發展階段，未來玉米機械化生產也將呈現出新的發展趨勢。

4.1 發展多元化、功能集成化玉米機械

玉米抗逆性較強，適應性較廣，在我國種植區域廣泛，但是由于我國不同地區生產條件及經濟水平差異較大，導致玉米種植模式也存在較大的差異，隨著農業現代化發展及保護性耕作技術的大力推進，玉米播種技術應逐漸向免耕播種及精密播種技術發展。另一方面，隨著農業生產規模化、集約化方向發展，2行小型玉米聯合收獲機將逐漸退出市場，傳統懸掛式及牽引式玉米收獲機將不再適用于玉米生產，未來應該加強適用于多種行距的自走式玉米聯合收獲機的研發。

玉米生產機械也將逐漸趨于多樣化發展，如播種施肥一體化機械或者能實現小麥、玉米多功能播種機、玉米機械化收獲+秸稈粉碎、穗莖兼收等聯合收獲機的研發，實現一機多用，提高農業機械化的功能集成化，提高農業生產效率，未來將會受到廣泛的關注，占據市場較大的份額。

4.2 發展大型化、區域化及社會化農業機械

目前，多種農業生產機械均朝著動力大型化及集約化方向發展，隨著農村勞動力的大量轉移、土地流轉及社會主義新農村建設，今后農業機械田間生產動力均≥100 kW，農業生產向復式作業發展。另一方面，由于玉米種植存在嚴重的區域分化問題，應針對不同區域研制適合的玉米生產機械，如適合東北高、大、壯型玉米品種的收獲割臺等；在相同的生產區域內，重點突破技術瓶頸，逐步形成具有地域生產特色的玉米機械化生產模式，相關農業機械生產企業應加強農業機械的社會服務化、市場化及產業化方向發展。

4.3 發展多元化玉米種植模式

玉米種植區域較為廣泛，因此，應結合不同地區實際生產情況選擇適宜的玉米生產模式，如在一年兩熟制地區，大力發展玉米摘穗收獲，并將玉米秸稈粉碎后還田，或者實現秸稈過腹還田。

在玉米一年一熟制地區，玉米收獲含水率較低，應發展玉米摘穗、剝皮及脫粒收獲，玉米主要生產模式如下：

1)玉米機械化直播+機械化田間管理+玉米機械化摘穗收獲+秸稈粉碎還田；

2)玉米機械化直播+機械化田間管理+玉米機械化摘穗收獲+玉米秸稈青貯；

3)玉米機械化直播+機械化田間管理+玉米摘穗剝皮+玉米秸稈粉碎還田；

4)玉米機械化直播+機械化田間管理+帶穗機收割+玉米秸稈粉碎青貯；

5)玉米機械化直播+機械化田間管理+玉米機械化脫粒收獲+秸稈粉碎還田。

5 結論

玉米全程機械化生產技術是提高玉米科學種植及生產的重要措施。但是我國玉米機械化生產中存在種植模式不一、玉米播種及收獲質量較低等問題。針對以上問題，系統論述了玉米全程機械化生產技術在我國農業生產中的重要性及戰略發展意義，闡述我國玉米機械化發展的主要歷程，提出限制玉米機械化生產效率提升的限制因素，并給予我國玉米機械化發展的主要趨勢，探討結果對于實現玉米作物的節本增收，提高農業生產經濟效益具有重要意義。

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