湖南省丘陵山區水稻全程機械化生產現狀、問題與發展對策

李健 胡池 王建華 龍凡平 張海東 劉家穩 文偉平 鄭嘉鑫

摘 要： 加快推進丘陵山區水稻全程機械化發展，提高水稻生產能力，對促進丘陵山區水稻穩產增產、農民增收，助力鄉村振興具有重要意義。介紹了湖南省丘陵山區水稻全程機械化現狀，對耕整、種植、田間管理和收獲環節農機具進行分析，明確丘陵山區水稻機械化發展的薄弱環節，分析了丘陵山區水稻全程機械化生產、農機設備關鍵技術、農機農藝融合及裝備產業發展等方面存在的問題，為促進我國丘陵山區水稻產業機械化設備技術進步、轉型升級和水稻全程機械化水平提升提供參考。

關鍵詞：水稻；全程機械化；丘陵山區；插秧機；湖南省

中圖分類號：S224.3文獻標識碼：A文章編號：2095-1795（2023）11-0013-07

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.11.002

0 引言

農業農村部2021 年印發的《“十四五”全國農業機械化發展規劃》中指出，要補齊糧食生產全程機械化短板。水稻是最主要的糧食作物之一，但區域發展不平衡，特別是丘陵山區，耕種收綜合機械化水平遠低于全國平均水平。加快推進丘陵山區水稻生產全程機械化發展，提高水稻生產能力，對促進丘陵山區水稻穩產增產和農民增收，助力鄉村振興具有重要意義。

我國西南和中南7 省市（云南省、貴州省、四川省、重慶市、湖南省、湖北省、江西省）均為丘陵山區水稻種植主產區。其中，湖南省湘中、湘東水稻高產區水稻種植全程機械化發展較快。因此，本研究以湖南省丘陵山區水稻種植全程機械化為研究對象，以水稻耕種管收各環節為重點，分析湖南省水稻全程機械化存在的問題，探索水稻全程機械化發展途徑，為丘陵山區水稻全程機械化種植模式提供參考[1]。

1 基本情況

我國山地、丘陵面積約占全國總面積的2/3，糧食產量占全國糧食總產量的1/3，丘陵山區農業在我國有舉足輕重的地位。隨著我國現代化進程的加快，大量的適齡勞動力向城市轉移，丘陵山區勞動力短缺情況日益增大，勞動力成本急劇增加。湖南省處于云貴高原向江南丘陵和南嶺山地向江漢平原的過渡地區，地勢變化較大，地貌形態復雜多樣。根據湖南省地貌形態特征和區域性差異，將地貌形態劃分為山地、丘陵、臺地和平原4 種類型，所占面積比例分別為57.85%、16.78%、14.97% 和8.64%，洞庭湖占1.76%[2]。根據湖南省的地域和水稻生產特點，將湖南省水稻種植劃分為4 個區域，分別為湘北平湖區、湘南丘崗區、湘中與湘東高產區及湘西山區，其中湘北平湖區、湘南丘崗區、湘中與湘東高產區為雙季稻種植區，湘西山區則為一季稻種植區。

統計數據顯示，2016—2020 年湖南省水稻種植面積有升有降，但水稻產量呈上升趨勢[3]。2020 年，糧食種植面積475.48 萬hm2， 早稻面積122.57 萬hm2，比2019 年增加13.11 萬hm2，增長12.0%；中稻及一季晚稻面積147.61 萬hm2，比2019 年減少12.6 萬hm2，下降7.9%；雙季晚稻面積129.2 萬hm2，比2019 年增加13.35 萬hm2，增長11.5%。2020 年，糧食產量3 015.1萬t，比2019 年增產40.3 萬t，增產1.4%。其中，夏糧產量43.1 萬t，增收1.8 萬t，增產4.3%；早稻產量718.7 萬t，增收57.3 萬t，增產8.7%；秋糧產量2 253.3萬t，減少18.8 萬t，減產0.8%[4]。2020 年，湖南省水稻總產量1 732.2 萬t，增長15.9%。湖南省是我國水稻產量大省，因此，全程機械化更有利于水稻大規模種植，減少種植勞動強度，提升水稻產量。湖南省氣候四季分明、雨量充沛、氣候終年溫暖濕潤、日照充足及地貌豐富。湖南水稻種植面積如表1 所示，水稻產量如表2 所示[3-5]。

2 存在問題

湖南省自然條件良好，種植方式多為水稻與油菜等蔬菜輪作或水稻與水稻輪作，水稻種植制度分為早稻、中稻及一季晚稻、雙季晚稻及稻魚共生等。湖南省2021 年農機總動力6 687 萬kW，保有量930 萬臺（套），糧食產量全國占比12.6%，水稻機耕、機收率較高，而機插（拋）率相對較低。最近5 年，盡管湖南省糧食總體機械化水平顯著提升，機具保有量明顯提升，但是由于丘陵山區地貌、地塊較為復雜，水稻全程機械化在機插、機拋環節作業效率等方面還存在著明顯的不足。因此，研究湖南省水稻全程機械化種植生產現狀、問題與發展對策，對推進全國水稻生產的全程機械化有重大意義。

2.1 全過程機械化發展不平衡關鍵環節機具緊缺

湖南省處于長江中游地區，位于我國水稻3 大產區之一，2020 年水稻種植面積399.39 萬hm2。受丘陵山區地塊小的因素限制，水稻機械化生產仍然存在短板環節，水稻機械插秧是水稻生產環節至關重要的一環，小地塊機插、機拋仍然是制約丘陵山區水稻全程機械化的難點，如湖南省丘陵區醴陵市水稻機械化率已突破85%，而山區炎陵縣、茶陵縣等不足80%[6]。

根據統計，全省各地方農機保有量差距較大（表3），而插秧方式全省多地仍然采用人工插秧[7-9]。目前湖南省使用的插秧機械多為久保田和星月神品牌。久保田2ZGQ-8H（NSPV-8KZ）型高速插秧機，工作行數8 行，生產率0.20～0.45 hm2/h，能實現100、120、140、160、180、210 和240 mm 7 種穴距可調節，插秧精度高，機器使用壽命長，但是價格較高[10]。最近幾年，隨著政府的扶持及“智能制造2035”的提出，國產品牌開始嶄露頭角，國產品牌星月神2ZG-8Q2/8S2 型高速乘坐式插秧機，工作行數8 行，生產率0.4～0.6 hm2/h，能實現110、130、150、160、180 和210 mm 6 種穴距可調節，缺點是使用壽命短，插秧時倒秧、堵秧和漏秧等誤差較高，盡管相比國外品牌仍然存在差距，但是價格相對較低，性價比較高[11]。

2.2 全過程機械化服務體系有待提高

湖南省2020 年擁有注冊農機合作社6 103 家、現代農事服務中心3 263 家、示范農事服務中心634 家、綜合農事服務中心75 家及農機制造規模企業152 家[4]。根據調查， 2000—2020 年湖南省農業機械保有量如表4 所示，最近幾年特別是2019 年前后，全省農機擁有量大幅度增長，隨之出現了農機維修檢測、信息服務體系建設環節等嚴重滯后，主要原因為年輕人不愿意學習維修，年長者對于學習新的機具維修知識有心無力，全程機械化部分環節通過率低，農機經營效益不高，阻礙了農機服務體系的建立。

3 解決方案

3.1 水稻-油菜輪作

水稻?油菜輪作包括水稻機械化育秧、水稻機械化種植、田間管理、水稻機械化收獲、水田機械化耕整、油菜種植、油菜收割、機械化耕整和水稻種植等工序。水稻?油菜輪作能有效提高土地利用率，增加農民收入，同時，能明顯改善土壤肥力，與傳統連作相比能有效減少農民搶收搶種的現狀。

3.1.1 育秧

采用工廠化育秧形式培育水稻秧苗。如中聯重科2BP-780B 型缽式育秧播種機（圖1），使用精量播種機具與高強度軟穴盤進行配合，秧盤輸送、底土覆蓋、播種、頂土覆土和秧盤淋水等工藝均可進行全自動精準作業[11]。運行方式采用調速電機調速，根據需要自由調整運行速度，根據農藝要求調節播量，滿足雜交、

常規各水稻品種不同用種量。可實現每穴精確播種2～7 粒的多種播種要求，實現育秧工廠化、集中化。具有秧苗質量好、幼苗發芽整齊、出苗率高、秧苗根系發達且根系獨立完整、搭配拋秧機使用緩苗快、節省工人、操作成本較低及能夠有效節省種子（節省種子30%～50%）等特點。以缽體限制秧苗生長，可培育出整齊、均勻、粗壯的根系盤結好的標準化壯秧。實現秧苗根系帶土移栽，傷秧和傷根率低，秧苗返青快，對氣候具有補償作用。促進早生快發、秧苗低位分蘗增多，整體上可以促進水稻秧苗提早成熟，有利于穩產和高產。

3.1.2 水田耕整

湖南省屬于長江中流地區，水稻種植面積集中，除部分地區外，總體地塊較大，但泥土較為松軟，耕整方面對于機具作業要求較高。對于田塊集中地區在耕整環節可采用集中耕整?筑埂整理模式。如采用雷沃M704-2S 型拖拉機（圖2）牽引廣西陽宇機械1GKN-250 型旋耕機（圖3）進行耕整。雷沃M704-2S 型拖拉機廣泛應用于大田耕整作業，可選擇多種輪距范圍，滿足多種作業需求，標配8+8 擋變速箱，選擇動力范圍廣泛，可滿足深耕、深翻、旋耕、開溝和打捆等多種工況速度[12]。耕整完后可使用圓通筑埂機對農田進行整理[13-14]。

3.1.3 機械插秧

機插前應把殘茬、秸稈清理干凈，盡可能做到無殘茬或少殘茬，否則，將影響插秧機秧爪深入泥土，導致倒秧、堵秧和漏秧等情況的發生，同時要求旋耕后對水田進行靜置沉淀，有效提高土壤的力學性能，更適合高速機械化插秧。如星月神2ZG-8Q2/8S2 型高速乘坐式插秧機（圖4），應用于集中整地區域插秧作業，功率14.5 kW，可進行8 行插秧，工作效率0.4～0.6 hm2/h。根據種植情況， 按種植面積進行種苗育秧[15]。如分散小地塊可選擇6 行或4 行插秧機。

3.1.4 田間管理

機械插秧完成后，田間干濕明顯，以濕潤為主，應及時進行晾曬。

稻田田間管理機具建議采用植保無人機作業，如大疆T40 型植保無人機（圖5）。大田作業，靈活、精準的植保機具能夠有效提高作業質量。

大疆T40 型無人機配備一個40 kg 的噴霧箱，提供12 L/min 的超大流速；采用雙霧化離心噴嘴和雙旋盤，保證液滴均勻性；有效噴霧振幅可達11 m，實測田間效率可達21.3 hm2/h，最大負載可達50 kg；采用折疊式設計，整體體積減少70%，方便轉移運輸；增加3 層結構設計、線路板灌封等處理，整機防護等級達到整車表級IPX6K，不怕藥液、灰塵、水和肥料侵入，防塵耐腐蝕。

3.1.5 機械化收獲

早稻成熟為7 月初或中旬，氣候干燥，籽粒含水率較低，對水稻收獲機沒有特殊要求，適合大喂入量收獲，可選全喂入或半喂入收獲機。湖南省丘陵山區地塊與地塊之間存在高度差，因此選擇全喂入收獲機對地形適應性強。如沃得4 LZK-5.0FQ/5.0Q 型收獲打捆一體機（圖6），喂入量6.0 kg/s、功率92 kW、割幅2 360 mm；可進行后置橫向方捆式打捆作業，草捆截面440 mm×350 mm，草捆長度305～1 200 mm；喂入量大，性價比高，但收獲時籽粒損失率較高。對于地塊較大且相對平整地區，可選擇半喂入收獲機，秸稈可收集，避免大量秸稈還田，秸稈可再利用。半喂入收獲機可選用久保田4 LBZ-172 型自走履帶式聯合收獲機（圖7），作業行數5 行、功率66 kW，整機制造精度高，收獲時損失小，使用壽命長。

3.1.6 秸稈處理

水稻完成收獲處理通常與油菜進行輪作。油菜種植多以機械化條播為主，對水稻秸稈處理要求相對較高。保證留茬高度<180 mm，如果超過標準應使用滅茬旋耕機進行旋耕，對于秸稈殘余量大、拋撒不均勻的地塊，需要多次旋耕滅茬。如河北百信農業機械有限公司1GKN-230 型滅茬旋耕機。如果收獲作業使用半喂入水稻收獲機，可采用秸稈打捆機將秸稈打捆再利用；如采用將秸稈旋耕填埋到泥土下，同時施加腐熟劑的做法，對土壤有不利影響，建議將秸稈收集處理。收獲作業建議采用收獲打捆一體機，如洋馬半喂入收獲打捆一體機，可一次完成脫粒，秸稈扎捆功能；沃得全喂入收獲打捆一體機，可一次完成脫粒、秸稈打方捆功能。

3.1.7 機械烘干

采用橫流方式集中干燥，如沃得5H-10 型橫流式烘干機（圖8），采用橫向多槽和縱向多槽式干燥部，谷物縱橫交錯循環，換熱蒸發均勻充分；谷物穩定控制，防止谷物變質；機身低，安裝方便；安全可靠、易清洗；有多種燃料可供選擇；有防止過度烘干的全自動水分檢測停機裝置，能夠有效減少過度烘干；防止腰爆的定速烘干控制方式，降水率和熱風溫度由電腦控制，不需人工設定。

3.2 早稻和一季晚稻輪作

3.2.1 育秧

早稻一般2 月中下旬育秧，3 月上旬到中旬插秧，7 月中旬至下旬收獲；一季晚稻一般5 月下旬—6 月上旬育秧，7 月上旬—中旬插秧，8 月下旬齊穗，9 月灌漿結實，10 月中旬成熟收獲。符合工廠化育秧的要求，如中聯重科2BP-780B 型缽式育秧播種機。

3.2.2 水田耕整

采用拖拉機或履帶式拖拉機牽引旋耕機，或采用小型旋耕機的方式。要求早稻使用鏵式犁翻耕，耕層深度150～ 180 mm。一季晚稻采用淺旋耕， 如豪豐1GKNH-230 型旋耕機（圖9），耕層深度80～100 mm，耕整同時施用基肥；耕整后，水田土壤高度整體誤差<30 mm，平整后進行靜置沉淀。

3.2.3 機械插秧

插秧機可采用乘坐式8 行高速插秧機，如久保田2ZGQ-8H（NSPV-8KZ）型高速插秧機（圖10），作業效率0.2～0.6 hm2/h[16-17]。

3.2.4 田間管理

植保施肥機可采用植保無人機，如大疆T40 型植保無人機。

病蟲害防治標準參照國家標準中農藥田間藥效試驗準則（一）和農藥田間藥效試驗準則（二）進行。

3.2.5 機械收獲

早稻和一季晚稻輪作種植模式，早稻需要搶時收獲。早稻收獲時間在7 月中下旬，夏天雨水充足，水稻容易出現倒伏現象，可使用半喂入式水稻聯合收獲機，有效改善倒伏、難收獲的問題。對于秸稈含水率高的情況，可使用全喂入水稻聯合收獲機，有效解決脫粒不凈的難題[18]。如久保田4LZ-2.5（PRO688Q）型全喂入式聯合收獲機（圖11），喂入量2.5 kg/s、功率49.2 kW。

晚稻多為搶晴天進行收獲，收獲時間大約在10 月中旬。農田中土壤和水稻秸稈中的水含量較高，通過曬地來減少含水量，有利于機械化收獲。如沃得4LZK-5.0FQ/5.0Q 型履帶自走全喂入式谷物聯合收獲機（圖6）；久保田4LBZ-172 型半喂入自走履帶式聯合收獲機（圖7）[19]。

3.2.6 秸稈處理

早稻收獲在7 月，雨水較多，需要搶晴天收獲。同時，搶收搶種期間，沒有足夠的時間和條件對水稻秸稈進行腐熟，一般早稻秸稈被收獲機的粉碎裝置粉碎后還田，使用旋耕機將殘茬犁入土中[20]。如使用雷沃9YF-1.9 型撿拾打捆機，撿拾幅寬1 960 mm，草捆截面360 mm×460 mm，草捆長度300～1 320 mm 可調，能夠滿足不同草捆尺寸需求；廣泛適用于水稻、玉米秸稈的打捆作業[15-21]。晚稻秸稈含水率低，可以通過打捆機撿拾后，加工成北方蔬菜大棚使用的草簾等。

3.2.7 機械烘干

采用低溫循環方式集中干燥，如沃得5H-10 型橫流式烘干機。

4 發展對策與結論

4.1 完善基礎設施

湖南省因地貌特征復雜，山地、丘陵、臺地和平原所占面積比例分別為57.85%、16.78%、14.97% 和8.64%，所以農機作業困難。應加快機耕道建設，提高農機使用壽命；完善農機服務體系建設與零部件供應，解決農機檢測維修難、慢、貴等問題；對水田進行高標準農田改造，為農機高效作業掃清障礙[2]。

4.2 提高機手素質，提升農機作業效率

據湖南省農機年鑒統計，湖南省第一產業從業人數2020 年836 萬人、2021 年801 萬人，減少35 萬人，減少 4.19%。農業從業者逐年減少，同時，從業者整體年齡較大，文化程度較低[4]。現在農村種糧主體平均年齡越來越大，而務工青年多數去城市工作，“誰來種地”問題日益嚴重，發展農機合作社和“機器換人”是大勢所趨。

農機購置補貼政策極大地改善了農機購買資金困難問題。當前農村勞動力嚴重不足而且價格偏高，農資價格快速上升，如果把自己勞動力成本計算在內，農戶甚至存在虧損。唯有機械化生產、規模化經營，提高機手的綜合素質，提升農機作業效率，才能創造并提高農業生產經濟效益。

4.3 加快土地流轉，實現適度規模經營

據湖南省農機年鑒統計，湖南省糧食作物耕種面積2020 年475.48 萬hm2、2021 年475.84 萬hm2， 增長0.36 萬hm2。但地塊小、效益較低，機械化作業生產價值低，因此加快土地流轉，實現適度規模經營是較好的發展路徑[4]。

更好的做法是確權不確地塊，由村統一負責流轉，然后采取招拍掛的方式，由農機大戶負責統一經營；可以成立農機合作社統一經營流轉土地，實行全程機械化生產，農民土地入股有分紅。

4.4 實施優惠政策，追求農業良好效益

針對農業生產的耕、種、管、收環節機具，以及種子、化肥、農藥等農資，有針對性地制定相應的政策，促進全程機械化的進程，提升農機購置補貼目錄機具性能，降低農機具投入。農業是弱勢產業，買好農業保險，選擇良種良技，種出高產高效；加大財政投入，實施工業反哺農業、城市支持農村。

湖南省水稻種植整體規模小、效益低、競爭力差；水稻機械化率部分地區不足80%，機械化生產規模差異較大，人力耕種收益較低[6]。因此，提高機械化效率、擴大規模化種植、加快健全基礎性建設及增強信息化管理等是農業現代化發展的不二選擇。

針對湖南省水稻全程機械化種植存在問題，厘清發展思路，更好地推廣水稻全程機械化種植模式，要加大對短板機具的研發與改進，切實解決農民生產中的難題，將有機可用、有好機用、有機好用和把機用好貫徹到水稻生產的各個環節，湖南省水稻全程機械化配置可為丘陵山區全程機械化發展提供參考。

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