玉米全程机械化生产技术探讨

王洪涛，邢璐露，杨金砖

(黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081)

0 引言

玉米是我国主要粮食作物之一，富含多种维生素与氨基酸，营养价值较高，也可以加工成各种食品、优质饲料，是重要的粮食作物与工业原料[1-3]，具有高产、稳产、抗逆性强及适应性广的特点，在我国不同地区都有种植，且玉米可以与麦类、豆类及薯类进行间作或套作，增加不同作物之间的复种指数，玉米生产在我国粮食生产中占举足轻重的地位，玉米产量对于保障我国粮食安全具有重要意义[4-5]。

玉米全程机械化发展是实现玉米增产的保障措施之一，是减轻农户劳动强度，提高农业生产效率及实现玉米规模化、集约化生产的有效措施。在基本实现小麦、水稻全程机械化生产后，发展玉米全程机械化生产，尤其是玉米机械化收获技术，对于推动我国现代农业发展，保证我国粮食安全，增加经济效益、生态效益、社会效益，促进农业增产具有重要的战略发展意义。近年来，我国玉米机械化生产的进步与发展明显，在玉米整地、精密播种、田间管理等环节已经基本实现机械化[6]，但是玉米机械化收获效率较低，2020年统计分析，我国玉米精密播种率达到85%左右，但是玉米机械化收获效率较低，仅为62%，主要以玉米穗收获为主，直接进行玉米粒收比例≤6%，因此，玉米机械化收获是限制玉米全程机械化生产的瓶颈及制约因素[7]。

针对以上问题，系统论述了玉米全程机械化生产技术在我国农业生产中的重要性及战略发展意义，回顾了我国玉米机械化发展的主要历程，从中探索限制玉米机械化生产技术提升的瓶颈及限制因素，并提出未来我国玉米机械化发展的主要趋势，探讨结果以期为提升我国玉米机械化生产提供技术参考与理论基础。

1 玉米机械化生产的发展意义与作用

玉米机械化生产主要是指利用机械化生产技术实现玉米生产农艺过程，主要包括玉米播种、田间管理(如排灌、追肥、深松、植保)、收获(穗收、脱粒收及秸秆处理等)技术。玉米机械化生产直接关系到我国粮食安全与饲料安全，大力发展玉米全程机械化生产技术，一方面可以提高农业生产效率，减轻农户劳动强度，另一方面可以实现作物的节本增收，提高农业生产经济效益。

1.1 是提高玉米产量的重要措施

玉米机械化生产是提高玉米科学种植及生产的重要措施，与传统人工种植相比，可以提高玉米产量5%～12%左右，在进行玉米机械化收获时，还可以减少玉米籽粒损失3%～6%，机械化田间管理可以改善玉米生长环境，为玉米生长提供良好的土壤环境。

1.2 提高农业生产效率，增加农业生产效益

玉米全程机械化生产不仅可以提高玉米生产收益，还可以提高农业生产效率，减轻农业劳动强度，实现争抢农时。如玉米精密播种技术与传统人工播种相比，可以提高生产效率50倍，大幅度提高工效，机械化玉米收获技术与传统人工收获相比可节约人工成本约245元·hm-2左右，因此，通过对不同玉米生产方式的生产投入、产出和效益进行了统计分析，结果如表1所示[8]，应用玉米机械化生产技术，玉米产量有不同幅度的提高，玉米机械化生产具有节省人工投入、操作简单等优点，因此，在成本投入和劳动力支出方面都有所降低，采用玉米全程机械化生产对于提高收入具有显著作用。

表1 玉米生产产值、投入和净收益对比结果 单位：元·(667 m2)-1

1.3 是我国农业机械化水平发展的重要标志

玉米是我国三大主要粮食作物之一，因此，玉米综合机械化水平的高低直接影响我国农业机械化生产整体水平，但是与其他农作物相比，玉米机械化生产水平相对较低，直接限制了我国农业机械化生产整体水平的提升。因此，大力发展玉米全程机械化生产技术，是加快玉米生产技术水平，支持农村劳动力转移及改善农户生产条件的重要措施，也是我国农业机械化整体水平发展的重要标志。

2 玉米全程机械化发展历程概况

2.1 玉米精密播种技术

在农业发展初期，主要依靠人工进行玉米播种；在20世纪中期，我国开始从苏联引进小麦播种机，改进后应用于玉米机械化播种，并逐步在我国东北地区开始应用与发展，后期，我国新疆建设兵团引进玉米精密播种并在东北地区及华北地区应用与推广；20世纪末期，开始逐渐推进玉米直播技术；21世纪，随着保护性耕作技术的逐渐发展，玉米免耕播种机也得到了广泛应用与发展。

2.2 玉米田间管理技术

田间管理是实现玉米高产、稳产的重要辅助条件，是实现玉米动态生长管理的重要保障措施之一。农业发展初期，我国农业机械化生产手段较为落后，如田间排灌机械，主要依靠人力进行，逐步发展到水泵灌溉等，后期逐渐形成了完善的田间智能化水肥管理措施。

2.3 玉米收获技术

我国从20世纪中期开始玉米机械化收获技术的研究，我国玉米机械化收获技术的研究分为两次重大历程。在1960年，我国相关企业及中科院高校引进国外玉米收获机，到21世纪初期，随着小麦基本实现机械化收获后，逐步带动了玉米机械化收获，目前玉米收获机主要生产企业集中在山东省及江苏省，截至2021年，我国玉米收获机研制企业已经超过75家，玉米收获机型主要为3行、4行自走式玉米收获机为主，并且通过更换收获割台实现不同作物的收获。

3 玉米全程机械化关键技术难题

3.1 玉米种植模式不一致

由于玉米在我国不同地区都有种植，其气候条件、土壤环境及种植模式存在一定的差异性，因此，玉米生产模式也出现了多样化发展，如玉米垄作、间作、套作及平作等，为了实现玉米标准化生产，需要基于不同地区的农艺生产技术，将农技与农艺技术相互结合，进而制定玉米机械化生产关键技术规范要点，提出适用于不同地区玉米生产的主要机械化栽培模式。

3.2 玉米播种质量较低

在我国中部平原地区，一般是在小麦收获后，将小麦秸秆粉碎还田，对于后续玉米播种难度较大，会导致玉米播种质量下降，因此，需要解决该技术模式下玉米播种技术；针对东北地区一垄一熟的玉米种植模式，应提升玉米精密播种技术相关研究，提高玉米播种质量与播种效率，为后续玉米高产、稳产打下良好地基础条件。

3.3 玉米生长田间管理技术

由于目前农业拖拉机地隙低等问题，在玉米生长后期无法进入田间进行相关病虫害防治及中耕施肥等问题，因此，加快研发适用于玉米生产的高地隙自走式中耕施肥打药机械，对于提高玉米田间管理效率，加快玉米全程机械化进程具有重要意义。

4 玉米全程机械化发展趋势

随着玉米全程机械化水平的整体提升，我国玉米机械化生产已经到达了一个新的发展阶段，未来玉米机械化生产也将呈现出新的发展趋势。

4.1 发展多元化、功能集成化玉米机械

玉米抗逆性较强，适应性较广，在我国种植区域广泛，但是由于我国不同地区生产条件及经济水平差异较大，导致玉米种植模式也存在较大的差异，随着农业现代化发展及保护性耕作技术的大力推进，玉米播种技术应逐渐向免耕播种及精密播种技术发展。另一方面，随着农业生产规模化、集约化方向发展，2行小型玉米联合收获机将逐渐退出市场，传统悬挂式及牵引式玉米收获机将不再适用于玉米生产，未来应该加强适用于多种行距的自走式玉米联合收获机的研发。

玉米生产机械也将逐渐趋于多样化发展，如播种施肥一体化机械或者能实现小麦、玉米多功能播种机、玉米机械化收获+秸秆粉碎、穗茎兼收等联合收获机的研发，实现一机多用，提高农业机械化的功能集成化，提高农业生产效率，未来将会受到广泛的关注，占据市场较大的份额。

4.2 发展大型化、区域化及社会化农业机械

目前，多种农业生产机械均朝着动力大型化及集约化方向发展，随着农村劳动力的大量转移、土地流转及社会主义新农村建设，今后农业机械田间生产动力均≥100 kW，农业生产向复式作业发展。另一方面，由于玉米种植存在严重的区域分化问题，应针对不同区域研制适合的玉米生产机械，如适合东北高、大、壮型玉米品种的收获割台等；在相同的生产区域内，重点突破技术瓶颈，逐步形成具有地域生产特色的玉米机械化生产模式，相关农业机械生产企业应加强农业机械的社会服务化、市场化及产业化方向发展。

4.3 发展多元化玉米种植模式

玉米种植区域较为广泛，因此，应结合不同地区实际生产情况选择适宜的玉米生产模式，如在一年两熟制地区，大力发展玉米摘穗收获，并将玉米秸秆粉碎后还田，或者实现秸秆过腹还田。

在玉米一年一熟制地区，玉米收获含水率较低，应发展玉米摘穗、剥皮及脱粒收获，玉米主要生产模式如下：

1)玉米机械化直播+机械化田间管理+玉米机械化摘穗收获+秸秆粉碎还田；

2)玉米机械化直播+机械化田间管理+玉米机械化摘穗收获+玉米秸秆青贮；

3)玉米机械化直播+机械化田间管理+玉米摘穗剥皮+玉米秸秆粉碎还田；

4)玉米机械化直播+机械化田间管理+带穗机收割+玉米秸秆粉碎青贮；

5)玉米机械化直播+机械化田间管理+玉米机械化脱粒收获+秸秆粉碎还田。

5 结论

玉米全程机械化生产技术是提高玉米科学种植及生产的重要措施。但是我国玉米机械化生产中存在种植模式不一、玉米播种及收获质量较低等问题。针对以上问题，系统论述了玉米全程机械化生产技术在我国农业生产中的重要性及战略发展意义，阐述我国玉米机械化发展的主要历程，提出限制玉米机械化生产效率提升的限制因素，并给予我国玉米机械化发展的主要趋势，探讨结果对于实现玉米作物的节本增收，提高农业生产经济效益具有重要意义。

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