新型技術在玉米農業(yè)機械中的應用研究

顏成英

（費縣農業(yè)農村局，山東 臨沂 273400）

在我國農業(yè)產業(yè)發(fā)展體系中，農業(yè)機械是重要的技術影響因素，是推動農業(yè)經濟效益不斷提升的重要驅動力量。在玉米種植過程中，新型技術在各類機械設備中得到廣泛應用，極大地提升了耕作質量和作業(yè)效率。但是，相比歐美農業(yè)發(fā)達國家而言，我國玉米產業(yè)機械化水平依然較為低下。強化新型技術推廣應用，明確技術應用方向，是玉米機械化發(fā)展需要關注的重點問題。

1 農業(yè)機械化的概念和推進意義

1.1 農業(yè)機械化的概念

在我國相關法律法規(guī)體系中，將農業(yè)機械化界定為利用先進、適用的農業(yè)機械裝備，改善農業(yè)生產經營條件，推動農業(yè)生產技術水平和經濟、生態(tài)效益的發(fā)展過程。農業(yè)機械是農業(yè)機械化實現的基礎條件，是指在農業(yè)生產各種活動中能夠有效替代勞動力、減輕農業(yè)勞動者勞動強度的機械和設備，屬于農業(yè)生產活動的基本要素之一[1]。農業(yè)機械化是實現農業(yè)現代化的前提條件，也是我國農業(yè)生產體系中較為薄弱的環(huán)節(jié)。受到多方面因素的影響，當前我國玉米產業(yè)機械化水平整體還較為低下，與玉米產業(yè)在農業(yè)經濟結構和國民經濟發(fā)展中的地位明顯不符，玉米產業(yè)機械化的推進，是地方農業(yè)管理部門需要關注的重點問題。

1.2 我國玉米產業(yè)機械化發(fā)展現狀

在國家和地區(qū)農業(yè)機械購置補貼政策不斷完善、補貼力度不斷加大的背景下，我國農業(yè)機械保有量不斷增加。在玉米產業(yè)發(fā)展中，部分地區(qū)已經實現從耕地、播種、植保到收獲環(huán)節(jié)的全程機械化作業(yè)。但是由于玉米生產中，地形較為復雜，成熟階段莖粗葉茂，所以機械化作業(yè)難度較大。多數中小型玉米機械結構簡單、工藝落后，在作業(yè)中仍難以滿足精細化耕作要求。從農業(yè)機械行業(yè)發(fā)展來看，大型農業(yè)機械還是以進口為主，自主品牌占有率較低，自動化和智能化技術應用仍有較大提升空間。全程機械化作業(yè)模式能夠較好地提升玉米生產作業(yè)效率，有效提升產業(yè)效益水平，在未來將會成為玉米機械化發(fā)展的主要方向[2]。

1.3 農業(yè)機械化的推進意義

從農業(yè)機械化的效能方面來看，農業(yè)機械的高水平應用，能夠將耕作人員從繁重的體力勞動中剝離出來，以機械設備代替?zhèn)鹘y耕作模式，不僅能夠有效提升農業(yè)生產效率，而且能夠較好地解決我國農業(yè)人口數量不斷減少、結構不斷變化的問題，確保農業(yè)生產的基礎地位。從農業(yè)機械化在我國農業(yè)現代化體系中的重要性來看，作為傳統農業(yè)向現代化方向轉型的基本驅動要素，必然要適應體系發(fā)展要求，推動農業(yè)機械化朝創(chuàng)新方向發(fā)展。同時，農業(yè)機械化的高水平應用，能夠有效提升農業(yè)生產資源利用水平，推動農業(yè)經濟效益不斷提升，在農業(yè)產業(yè)與二三產業(yè)融合中起到積極的促進作用。因此，農業(yè)生產管理部門必須要強化對農業(yè)機械化推廣的重視程度，全面提升我國農業(yè)機械化水平，為農業(yè)現代化建設發(fā)展奠定堅實基礎。

2 玉米產業(yè)機械化中新型技術應用

2.1 整地階段的機械化

耕地整地階段的機械化是玉米種植中機械化應用較早、技術較為成熟的環(huán)節(jié)，玉米生長過程中，對生長環(huán)境的要求較高，要求土層能夠滿足厚度、結構和透氣性要求，確保土壤具有良好的保水保肥能力。當前玉米翻地處理中，主要是利用懸掛犁和牽引犁等鏵式犁設備，在耕作精度控制方面有所不足。為更好地控制翻地深度，確保在翻耕工作完成后土壤保持良好的平整度，應當強化雙向翻轉犁的推廣。在耕作過程中，為避免土壤犁底層出現透氣性不足的問題，還需要間隔1～2年進行一次機械化的深松作業(yè)，或者采用聯合整地機進行一次性的深松、旋耕和耙平作業(yè)，確保土壤質量能夠常年保持良好狀態(tài)[3]。

2.2 播種階段的機械化

播種階段的機械化技術發(fā)展應用，不僅對玉米生長質量具有直接性影響，還對玉米種植經濟效益的實現具有直接性影響。當前播種技術主要有精量播種和精少量播種兩種形式。精量播種是利用壟上精量機械進行精量等距的點播作業(yè)，在播種完成后，采用隨時鎮(zhèn)壓的方式完成覆土處理。在播種作業(yè)中，相關控制數據如下：株距（35 cm～40 cm）、深度（5 cm左右）、行距（40 cm～60cm）、株數（2 800～4 300株/畝）、施肥深度（10 cm～12 cm）、種子用量（20 kg/km2）[4]。精少量播種技術主要是針對旱作玉米中出現發(fā)芽率低、純度低或病蟲害較為嚴重等情形，進行間苗作業(yè)處理，以確保玉米后期生長質量。通過對種子進行拌種及包衣處理，有效降低后期病蟲害發(fā)生概率。在部分地區(qū)玉米播種環(huán)節(jié)，還采用免耕精量復式播種技術，減少了傳統作業(yè)方式中旋耕、整地、開溝等工序，取得了良好的應用效果。

2.3 植保階段的機械化

植保階段的機械化作業(yè)，主要是利用機械設備進行病蟲害防治，有效提升玉米生長質量。當前玉米植保作業(yè)中，較為常見的機械有背負式噴霧機、噴桿式噴霧機、風送式噴霧機等，其中以噴桿式噴霧機的作業(yè)效果最佳。在部分農戶植保作業(yè)中，還在生長前期利用拖拉機配套寬幅噴藥機進行噴施作業(yè)，也達到了較好的效果。在當前無人機技術不斷發(fā)展的背景下，大面積的玉米植保作業(yè)中，也開始采用植保無人機設備進行藥物噴施，有效提升了作業(yè)效率。部分企業(yè)設計研發(fā)出自動可視除草機器人設備，基于傳感器采集苗圃雜草分布圖像，在精準識別的基礎上，發(fā)出作業(yè)指令完成除草任務，以此能夠避免單純采用除草劑對人體和環(huán)境造成的影響。但是相對于玉米種植較為發(fā)達的國家而言，我國玉米植保機械的自動化和智能化水平還有待提升，大型機械利用效率較低，在植保作業(yè)中的應用水平還有待提升。

2.4 收獲階段的機械化

近年來，玉米收獲階段的機械設備得以快速發(fā)展，出現自走式聯合收獲機和背負式收割機等多種類型的機械。自走式聯合收獲機能夠在作業(yè)中實現植株的割斷、喂入、摘穗、輸送、剝皮、收集等多種功能，作業(yè)效率大幅提升，主要應用于大型農場作業(yè)環(huán)境。而背負式收割機則是屬于拖拉機驅動的中小型機械，在小面積種植和地形較差的玉米收獲作業(yè)場景中，具有較為明顯的應用優(yōu)勢[5]。但是其技術含量較低、功能較為單一，作業(yè)質量也受到影響。整體而言，當前玉米收獲機械逐漸從小型向中大型方向發(fā)展，從單一功能向復合式方向發(fā)展，產品質量也有待進一步提升。

3 玉米產業(yè)機械化的效益分析

3.1 經濟效益分析

經濟效益是玉米產業(yè)發(fā)展的基本訴求，是玉米種植戶和種植企業(yè)所關注的核心點。在玉米產業(yè)朝全程機械化方向發(fā)展過程中，生產作業(yè)成本得以有效控制縮減，經濟效益水平明顯提升。以一公頃作業(yè)面積為例，以新型技術應用為基礎的全程機械化耕作模式的經濟效益主要體現在如下幾方面：1）耕作時間縮短帶來的經濟效益，在耕地階段傳統方式需要10～15天，機械化作業(yè)僅需5～7天，有效提升玉米播種效率。2）改進作業(yè)流程，機械化作業(yè)免去滅茬等傳統耕作流程，每公頃可節(jié)約費用300元左右。3）節(jié)約肥料，采用機械化作業(yè)，無需進行割茬和秸稈還田處理，每公頃可節(jié)約肥料費用70元左右。4）節(jié)約人工費用，由于不同地區(qū)勞動力成本不同，每公頃勞動力費用可節(jié)約50～100元之間不等[6]。同時，采用機械化作業(yè)方式，每公頃玉米產量可增加10%以上，增加效益1 000元左右，在部分畜牧業(yè)較為發(fā)達、對秸稈等需求量較大的情形下，增收效益更加顯著。

3.2 生態(tài)效益分析

在新型技術驅動下，玉米農業(yè)機械化推廣應用不僅能夠取得良好經濟效益，同時還具有較為顯著的生態(tài)效益。通過深層耕作技術應用，能夠有效改善土壤水分和養(yǎng)分，增加土壤有機質含量，有效提升土壤肥力，減少肥料使用量。以某地區(qū)玉米全程機械化耕作方式為例，在玉米耕作、植保和收獲階段，能夠減少可耕地表層土壤流失率40%～80%，減少農田揚塵量50%左右，有效控制空氣中浮塵含量[7]。在機械化作業(yè)持續(xù)推進過程中，還能夠優(yōu)化玉米生產作業(yè)模式，節(jié)約生產管理能源，減少污染物排放，推動農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在丘陵和半山區(qū)的玉米生產中，機械化作業(yè)方式還能夠有效提升耕地保護水平，為區(qū)域環(huán)境保護奠定良好基礎。

3.3 社會效益分析

在玉米農業(yè)機械化發(fā)展中，優(yōu)化新型技術推廣應用模式，具有多方面的社會效益。首先，機械化作業(yè)模式能夠有效改變傳統玉米種植方式，推動玉米產業(yè)朝標準化方向發(fā)展，為提升玉米產量、滿足國內市場需求奠定良好基礎，改變我國玉米進口依賴性不斷提升的現狀，保障農業(yè)產業(yè)在國民經濟發(fā)展中的基礎支撐地位。其次，機械化技術的推廣應用，能夠逐漸轉變農民傳統作業(yè)理念，提高玉米產業(yè)發(fā)展中勞動力水平，推動玉米產業(yè)朝科技化方向發(fā)展，有效解決農村勞動力短缺帶來的現實問題[8]。再次，新型技術在玉米產業(yè)中的高水平應用，能夠推動玉米產業(yè)朝大規(guī)模、專業(yè)化、規(guī)范化方向發(fā)展，為實現農業(yè)現代化奠定良好基礎，有效提升農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平。最后，農業(yè)機械化中新型技術的推廣應用，能夠通過集成化作業(yè)方式，減少小型機械作業(yè)頻率，減少玉米種植收獲過程中的能源損耗，減少污染物排放和農藥殘留，更好地提升生態(tài)環(huán)境保護水平。

4 玉米產業(yè)機械化新型技術應用方向

4.1 自動化方向

自動化技術是農業(yè)機械發(fā)展的主要方向，也是提升生產效率的重要基礎。傳統玉米種植以人工操作為主，多數地區(qū)只是在耕地、播種等環(huán)節(jié)采用機械作業(yè)方式，在植保和收獲階段的機械化程度相對較低，使得新型技術在玉米機械化生產中的作用無法充分發(fā)揮出來。當前，部分農機生產企業(yè)在自動化機械方面的研究已經較為深入，開發(fā)適應不同地區(qū)玉米產業(yè)發(fā)展需求的品類，但是受到生產成本和推廣力度的影響，自動化機械的實際應用依然處于較低水平，在玉米耕作效率方面的促進作用沒能完全體現出來。

4.2 智能化方向

智能化技術的應用，是在自動化技術基礎上發(fā)展而來的，并結合玉米生長特征進行的。當前，玉米機械智能化發(fā)展主要是基于傳感技術、圖像采集技術、智能化分析技術等，實現對玉米種粒的智能篩選、智能除草及智能化分離莖穗等。但是由于人工智能技術本身處于起步階段，產品設計和生產成本相對較高，使得智能化技術僅是限定于某些玉米科研機構及企業(yè)試驗中，無法進行規(guī)?；茝V應用[9]。但是在未來發(fā)展中，隨著相關技術的不斷成熟，智能化技術將會成為玉米機械發(fā)展的主要方向，為提升玉米生長精細化管理起到良好促進作用。

4.3 全程化方向

雖然玉米機械化推廣具有多方面優(yōu)勢，對玉米產業(yè)發(fā)展具有明顯的促進作用，但是在相關研究中也顯示，機械參與率并不等于參與質量。機械化的應用，要從粗放式向精細化方向發(fā)展，要從單一式的推廣向綜合化方向發(fā)展，進而實現玉米的全程機械化作業(yè)。對于地方農業(yè)管理部門而言，必須要適應玉米產業(yè)發(fā)展變革，因地制宜制定推廣政策，優(yōu)化新型技術發(fā)展體系，全面提升玉米機械化發(fā)展水平[10]。對于玉米種植戶和農場而言，要結合自身情況，選擇合適的新型機械，不斷強化技術學習和應用，在不斷提升機械化發(fā)展的基礎上，有效提升玉米產業(yè)發(fā)展的經濟效益、生態(tài)效益和社會效益。

5 結束語

我國玉米機械化整體水平還較為低下，對玉米產業(yè)發(fā)展所能夠起到的促進作用還較為有限，但這也為新型技術開發(fā)應用提供了更為廣闊的空間。因此，對相關企業(yè)和管理部門而言，必須強化新型技術在機械設備研發(fā)中的應用，加大技術開發(fā)資金和人才方面的投入力度，切實提升機械自動化和智能化水平，為玉米產業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎。