徐峰 孔凡磊 姜宜琛 趙璧 王韻弘



摘要:圍繞我國西南地區玉米增產潛力挖掘和機械化支撐能力,分析西南玉米生產潛力提升的制約因素、提升途徑以及機械化技術支撐保障措施。針對當前西南地區玉米種植面臨的種植條件和模式復雜、玉米種植面積穩中有降、玉米單產提升較快但仍偏低、機械化水平過低等問題,研究提出復耕撂荒地和低效林地園地、穩步有序擴大間套作、加快提升玉米單產等三種有效擴大西南地區玉米產能的渠道,改地適機和改機適地是西南地區玉米擴大生產提高產能的兩大關鍵措施。深入分析改善農機作業通行條件的主要內容、改造空間和可行性,分環節厘清當前西南玉米機械化發展現狀、存在問題,從破解西南地區玉米種植氣候復雜、土壤黏重、農藝多樣等問題明確改進方向。最后提出分解玉米擴大生產任務、改善農機作業通行條件、加快關鍵環節機具補短板、推進農機農藝融合、構建全程機械化生產模式、加快培育壯大規模經營主體等發展建議。研究表明,通過改善西南丘陵山區農機作業通行條件以及加快補齊玉米機種、機收短板,能有效推動復耕撂荒地和低效林地園地、有序擴大間套作以及提升玉米單產,西南玉米產量預計可增加超過8 000kt。
關鍵詞:西南地區;玉米;生產潛力;機械化水平;改地適機;改機適地
中圖分類號:S23
文獻標識碼:A
文章編號:20955553 (2023) 12022309
Study on maize yield increase potential and mechanized support capacity in Southwest China
Xu Feng1, Kong Fanlei2, Jiang Yichen1, Zhao Bi3, Wang Yunhong1
(1. China Agricultural Mechanization Center, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing, 100122, China;
2. Sichuan Agricultural University, Chengdu, 625014, China; 3. Agricultural Machinery Service Center of
Yuexi County Agricultural and Rural Bureau, Yuexi, 246600, China)
Abstract:
This paper focuses on the two main contents of exploiting the maize production potential in Southwest China and improving the mechanization supporting capacity, and makes an in-depth study on the constraints, main channels and technical support measures of mechanization for the expansion of production. Aiming at the problems of complex planting conditions and models, stable and declining corn planting area, rapid but still low increase in maize yield per unit area, and low level of mechanization, the research proposed three effective channels to expand maize production capacity in Southwest China, namely, restoring abandoned land and low-efficiency forest land, steadily and orderly expanding intercropping, and accelerating maize yield per unit area. The two key measures to expand maize production and increase maize production capacity in Southwest China were to change the land to accommodate machinery and adapt the machinery to the land. The main contents, transformation space and feasibility of improving the passage and working conditions of agricultural machinery were deeply analyzed, the current situation and existing problems of corn mechanization development in Southwest China were clarified by link, and the improvement direction was clarified from solving the problems of complicated corn planting climate, heavy soil viscosity and diverse agronomy in Southwest China. Finally, it put forward development suggestions such as decomposing corn to expand production tasks, improving the access and working conditions of agricultural machinery, speeding up the key link of machinery and tools to make up for shortcomings, promoting the integration of agricultural machinery and agriculture, building a full-process mechanized production mode, and accelerating the cultivation and expansion of large-scale management bodies. The study showed that by improving the operation and traffic conditions of agricultural machinery in the hilly and mountainous areas of Southwest China, speeding up the repair of corn machinery seed and the short board of machinery harvest, it could effectively promote the rehabilitation of abandoned land and low-efficiency forest land, orderly expansion of intercropping and increase the yield of corn per unit area, and the corn yield in Southwest China is expected to increase by more than 8 000kt.
Keywords:
Southwest China; maize; expansion potential; level of mechanization; improving land to accommodate machinery; adapting the machine to the soil
0 引言
2022年以來,西南地區玉米擴大生產受到前所未有的重視。全國玉米水稻生產工作推進電視電話會議強調,各地都要下大力氣抓好玉米生產,近幾年玉米面積下降較多的地方要加快恢復,西南、西北地區要多途徑擴大玉米生產。全國農業農村廳局長會議上強調,“鐮刀灣”南部地區要盡可能擴大玉米種植,為東北擴種大豆騰出空間。《國家發展改革委關于進一步做好糧食和大豆等重要農產品生產相關工作的通知》(發改農經〔2022〕361號)明確,西南地區要努力挖掘撂荒地潛力,著力擴大玉米種植面積。這些都為西南地區玉米種植擴大生產明確了方向。本文通過調研農機生產企業、科研機構、鑒定推廣部門以及西南地區農機合作社等種植主體,結合四川農業大學長期試驗示范點和調查數據,深入分析西南地區玉米種植的現狀、面臨的難題,有針對性地提出西南地區玉米擴大種植的途徑,估算出玉米產量提升的潛力。在機械化支撐玉米擴種方面,從改地適機和改機適地兩方面立足現狀、分析問題、提出對策,為提高西南地區玉米機械化水平尋找解決方案,并提出任務分解、作業條件、機具研制、機藝融合、模式凝練、生產服務等政策措施。
1 西南地區玉米種植基本情況
西南玉米區包括四川、重慶、云南、貴州全部、廣西大部,陜西南部,湖南、湖北的西部丘陵地區以及甘肅南部一小部分,共涉及9個省,玉米種植面積超過600khm2,播種面積約占全國的15%左右,是我國玉米的第三大產區。同時也是玉米消費大區,生豬養殖及醫藥制造、釀酒生產對優質玉米的需求量巨大,粒用玉米缺口20000kt余,青貯飼料缺口10000kt,玉米自給率不足60%,供需矛盾突出,提升該地區玉米供給能力對于保障國家糧食安全具有重要意義[12]。
其中,四川、重慶、云南、貴州、廣西是西南地區玉米種植面積最大的五個省,2020年五個省的玉米種植面積為518.12khm2,產量27477.9kt,占西南地區85%以上。下面主要結合這五個省玉米種植情況分析。
1.1 種植條件和模式復雜
西南地區玉米種植的氣候、地形和生態條件十分復雜,垂直分布非常明顯,農業立體性較強,80%以上玉米種植在丘陵山地,從海拔250m的河谷平壩到3200m的高山,不同地區的溫度與積溫差別明顯,整體呈現從西北到東南逐步增高的趨勢。種植模式復雜多樣,既有傳統間套作也有凈作,一年兩熟三熟交織,以春播和夏播為主。玉米種植地塊零碎、土壤瘠薄,季節性干旱、高溫多濕、陰雨寡照交替,病蟲害的種類多,嚴重影響玉米產量和品質[3]。
1.2 玉米種植面積穩中有降
如表1所示,2011—2020年,西南五省玉米種植面積基本穩定在5000khm2以上,2016年種植面積最大,達到5749.59khm2,2011年和2020年基本相當,為5100khm2左右,比最高峰下降了566.67khm2。從全國占比來看,西南五省占全國玉米面積比例從2011年13.84%降到2020年12.56%。
可見,不論是與最高峰值相比還是從全國占比看,近年來西南五省玉米種植面積總體是下降的,下一步擴種有較大潛力。
從省份來看,其中四川、云南呈現逐步增長勢頭,2020年均超過1800khm2,較2011年分別增加了265.11khm2和243.12khm2;廣西穩中有增,為600khm2左右;重慶基本穩定在440khm2左右;貴州下降明顯,2020年501.46khm2,僅為2016年1041.64khm2的一半。可見,西南地區玉米種植下降主要來自貴州。如果恢復到玉米種植面積峰值以及占全國比重最高比例,西南五省擴種潛力至少有566.67khm2,如果進一步挖掘潛力,擴種面積非常可觀[4]。
1.3 玉米單產提升較快但仍偏低
從玉米產量看(表2),2011—2020年,西南五省從21826.1kt增加到27477.9kt,增加了5651.8kt,占全國玉米產量比重保持在10.5%左右,比最高峰的11.37%略有下降,主要原因是種植面積沒有跟上全國玉米種植面積增長的步伐。
從玉米單產看(表3),2011—2020年,西南五省從4290.6kg/hm2增加到了5303.4kg/hm2,單產提升迅速,但是與全國6316.95kg/hm2相比,仍低1013.55kg/hm2,從占全國平均水平的74.65%提高到了83.95%,單產提高快于全國平均水平,這主要是由于玉米單產基數低。但是從2019年開始,單產增速低于全國平均增速,呈現疲態。可見,目前西南地區玉米單產與全國水平仍有較大差距,提升潛力仍較大。
1.4 機械化水平過低
如表4所示,2020年西南五省玉米機耕率、機播率、機收率和綜合機械化率分別為86.67%、7.32%、6.46%,38.66%。除廣西外,其他四省玉米機播率和機收率均在10%以下,貴州、重慶玉米機播率接近為0,遠低于全國平均機播率89.52%和機收率78.67%,也遠落后于該地區水稻、小麥等作物。總體而言,玉米機播機收主要以種植大戶和新型經營主體為主,平壩區機械化水平高于丘陵山地區,機耕機械化水平遠高于機播和機收,青貯玉米機械化水平高于籽粒玉米和鮮食玉米[5]。
可見,西南地區玉米機播機收處于起步階段,玉米生產仍然處于人工作業的傳統農業狀態,西南地區玉米機播和機收是我國三大主糧機械化水平最低的區域和環節,嚴重影響我國農業農村現代化進程。近年來西南地區玉米機種、機收率提升緩慢,機械化水平沒有快速提升跡象,必須下大力氣解決。
2 西南地區玉米擴大生產的主要途徑
《中國農業展望報告(2021—2030)》中預測未來10年全國玉米種植面積將年均增長256.93khm2左右,玉米單產年均增長1.8%,產量年均增長2.4%。如果采取有效措施,西南地區玉米擴大生產遠高于全國平均水平,主要包括以下幾種途徑[6]。
2.1 復耕撂荒地和低效林地園地
如表5所示,西南五省國土“三調”比“二調”時期耕地減少了5122.81khm2,園地增加了1767.60khm2,林地增加了10962.73khm2,草地減少了6852.47khm2。過去10年的地類轉換中,耕地主要流向林地、園地以及商業用地,還有一部分是撂荒地。以廣西為例,耕地凈流向林地645.4khm2,凈流向園地447.6khm2。廣西“三調”對按恢復耕種的難易程度進行了標注,全區標注耕地恢復屬性的地類面積總計1364.91khm2,其中:即可恢復為耕地的農用地753.50khm2,可以通過工程措施恢復為耕地的農用地611.4khm2。根據廣西玉米種植占耕地18%的比例,全部恢復耕地可增加玉米246.67khm2,耕地恢復潛力可見一斑。
耕地減少的主要原因:一是農村的勞動力加速轉移,農業生產有效勞動力嚴重不足,田地無人耕種,一部分直接撂荒,一部分改種經濟效益高、易于養護的林木。二是由于種植糧食的經濟效益低,農民種糧積極性不高,近年來各地在推動農業經濟發展和脫貧攻堅中,農民占用了部分耕地種植特色農產品。三是西南地區玉米種植地塊零碎,不適合機械化作業,經營主體流轉承包意愿不強。四是玉米種植機械化水平低,勞動強度大、種植效率低,很多活人工不愿意干,機械又頂不上,造成撂荒。
提升潛力:主要包括兩部分,一部分是撂荒地復耕,主要集中在不適宜機械化的小地塊、陡坡高地和山壟地,長期無人耕種,通過復耕預計能增加玉米種植面積333.33~400khm2。另一部分是低效林地、園地(果園、茶園等)復耕,特別當前有些果園已經無人管理,將符合條件的低效園地、灌木林恢復為耕地,能增加玉米種植面積333.33~400khm2。兩部分共預計增加666.67~800khm2。
解決措施:一是通過宜機化改造,達到機械化作業和排灌要求,加快土地流轉,促進規模經營;二是提高玉米生產機械化水平和農民種植效益。
2.2 穩步有序擴大間套作
提升潛力:一是玉米與其他農作物間套作。擴大大豆玉米帶狀復合種植模式,2022年西南五省大豆玉米帶狀復合種植面積為360khm2,2025年要達到1000khm2。完善間套作種植模式,因地制宜擴大玉米與大豆、馬鈴薯、花生等作物帶狀間套作。目前西南地區馬鈴薯種植面積2233.35khm2,花生面積433.34khm2,按照25%用于玉米間套作計算,約有666.67khm2,除去已有的間套作面積,按30%折算可新增玉米面積200khm2。二是玉米與幼齡果樹間作。2021年,西南五省果園面積約為3600khm2,按照30%的幼齡果園計算,約有1066.67khm2可間套作,每公頃果園的玉米有效種植面積按照25%計算,可新增玉米凈作面積約266.67khm2。可見,通過擴大間套作,共預計可新增玉米面積466.67khm2[78]。
解決措施:一是加快適宜間套作玉米、大豆、馬鈴薯、花生品種的培育和鑒選。二是推進間套作種植模式標準化規范化和宜機化,加快間套作播種、植保、收獲專用機械研制和推廣。
2.3 加快提升玉米單產
通過復耕復種和間套作增加玉米種植面積需要長期推進,當前西南五省玉米單產比全國平均水平低了近70kg,提高玉米單產更容易實現。
單產低的主要原因:一是玉米生產生態條件差,丘陵山地旱地土壤瘠薄,生產方式粗放,無灌排設施設備,還處于靠天吃飯的階段。二是機械化水平較低,人工播種密度過低,平均不足45000株/hm2,施肥量少且不均勻,玉米種植密度和出苗質量難以保證[9]。
提升潛力:通過增加玉米種植密度提高單產,可增加7500~15000株/hm2,株數52500~60000株/hm2,玉米產量可增加10%以上,提高到6000kg/hm2以上,達到全國平均水平的95%左右。四川農業大學試驗示范表明,機播密度67500~75000株/hm2,噴灌下出苗率90%以上,保苗60000~67500株,產量7500~9000kg/hm2,單產提高40%以上。
解決措施:一是提高玉米生產機械化水平,通過機械化實現單粒精播,提高機播密度、播種均勻性25%以上,播后根據墑情噴灌保證苗數和出苗質量,構建高產群體。二是重視宜機、耐密、綜合抗性強的品種的選育與推廣。三是推進玉米規模化生產經營,提高精細化作業水平。
總的來看,通過復耕撂荒地和低效林果地,可增加玉米種植面積666.67~800khm2;通過擴大間套作種植,可增加玉米種植面積466.67khm2,由于這兩部分新增玉米種植地力條件較差,單產按4500kg/hm2計算;通過提升玉米單產措施,現有玉米畝產可增加40kg左右。通過三種途徑,西南玉米種植預計可增加8200~8800kt,相當于東北約1200khm2玉米的產量(東北玉米平均單產按7000kg/hm2計),完全能彌補2022年東北調減666.67khm2玉米改種大豆的面積缺口。
3 提升機械化水平促進西南地區玉米擴大種植和增產
從上述分析可以得出,提高玉米機械化水平是加快西南玉米擴大種植的重要措施,而丘陵山區農田不改造無法實現機械化,很多地就沒人種,不僅玉米擴大生產實現不了,產量可能不升反降。綜合分析,提高機械化水平促進西南地區玉米擴大種植和增產可以從以下兩個方面入手。
3.1 改地適機
地形條件影響農機進地、土地流轉,進而影響撂荒地和低效果園復耕;地形條件還影響農機化水平提升,進而影響玉米單產提高。可見,地形條件是影響丘陵山區玉米產量提升和農業機械化發展的最重要因素,是當前大部分問題的源頭。當前,首要任務是改變玉米耕地條件,改善丘陵山區農機作業通行條件。
3.1.1 改造內容
農田宜機化改造通過工程等措施推動耕地達到適宜機械化作業為目標。包括三方面內容:一是土地并整,通過小并大、短并長、彎變直、坡改梯等方式,將零散、細碎的坡地進行重新規劃整理,形成相對大塊、方正、平整、集中的土地,以利于農業機械在田間作業。二是加強配套道路、溝渠等基礎設施建設,改善基礎設施條件,以利于農業機械在田間的行走。三是大力推進軟體集雨窖等“五小”水利建設,通過就地蓄集降水,解決旱季缺水和季節性干旱問題。
3.1.2 改造空間
據表6統計,西南五省6°以上不適宜機械作業的耕地面積合計有12737.7khm2,約占全國的41.8%,占西南五省耕地面積的66%。6°~25°的耕地面積也高達10572.6khm2,約占全國的42.5%,占西南五省耕地面積的55%以上。可見,全國改善農機作業通行條件任務主要集中在西南。如果將丘陵山區6°~25°的耕地進行宜機化改造,需要改造面積約為10572.6khm2,西南地區一半以上的耕地需要改善農機作業通行條件,按照玉米種植面積占比26.89%計算,玉米需要宜機化的耕地面積約為2843khm2,任務不可謂不重。
3.1.3 改造資金
丘陵山區農田宜機化改造實際成本在30000~45000元/hm2。西南五省6°~25°的耕地全部宜機化改造需要資金3172~4758億元,如果僅改造種植玉米地塊也需要853~1279億元,這是一項浩大工程,僅靠地方財政很難推動。近年來,重慶、四川積極推進宜機化改造,重慶按照“業主自建、先建后補、差額補助” 方式,財政每年投入2億資金, 2014年以來實施了近66.67khm2農田宜機化改造面積。四川省級財政資金投入1.1億元,在18個市24個縣開展宜機化改造6.67khm2,建成34個集中連片面積在66.67hm2以上項目區,推進撂荒地復耕復種412.07hm2,農機化率提高20個百分點。我國高標準農田建設項目投入標準為22500元/hm2,比丘陵山區旱田宜機化改造實際成本低7500~22500元/hm2,這就使得丘陵山區大部分高標準農田建設并不能完全達到標準要求。
3.1.4 改造效益
土地宜機化改造發揮了三方面作用:一是促進撂荒地復耕,尤其是因零星散亂、缺乏勞動力、田間道路而不便耕作的撂荒地,經過改造之后,現代化生產方式得以施展,農業比較效益相應提高,增強了大戶發展農業的信心,激發了社會資本投資農業的熱情,帶動一批產業主體。二是增加耕地面積,消除了一些原有不規則、不需要保留的田埂、廂溝和耕作死角,可以增加有效耕地面積3%以上。三是降低了作業成本,農田宜機化改造后玉米機械化生產平均節本5850元/hm2以上(其中:機耕900元、機播1800元、植保450元、機收2700元),提高了勞動、物資、裝備等農業全要素效率,經濟效益顯著。
3.2 改機適地
宜機化改造雖然至關重要,但也不是西南玉米擴種以及提升機械化水平的萬能鑰匙,要根據西南地區獨特的地理、生態條件,加快適宜西南地區農機裝備研制推廣同樣不可或缺。另外,宜機化改造是一項長期工程,不能一蹴而就,在宜機化改造未到位的情況下,也迫切需要提高農機裝備的適應性,通過改機適地解決玉米生產機械化的問題。除了丘陵山區地形地貌不宜機外,還要著重解決以下問題。
1) 氣候復雜。干旱多雨并重,部分地區春播、夏播往往伴隨著季節性干旱或連續陰雨,導致機播出苗質量差;收獲時多綿雨,土壤水分蒸發緩慢,機收作業難;空氣濕度大導致收獲后玉米不及時烘干容易霉變。
2) 土壤黏重。土壤以黏重土為主,濕了黏、干了硬,機械作業時不僅動力消耗大,而且播種時地輪容易打滑,影響播種質量。
3) 農藝問題。種植制度多樣,標準化生產水平低,機耕機播時受前作的影響,機收時受后作的限制。復種程度高、茬口銜接緊,也影響機械化作業的質量,這也是以多熟種植為主的南方地區共性問題。
目前,在西南地區推廣使用的玉米種植機械,經過當地農機推廣、科研機構配合相關生產企業進行技術改造、適應性改進試驗后,“無機可用”的局面有所改觀。四川農業大學玉米栽培團隊結合丘陵玉米生產生態特點,引進3行玉米精量播種施肥機和3行玉米籽粒收獲機,通過開展機播機收技術攻關,顯著提高了玉米播種和收獲質量。試驗表明,四川寡日條件下適度增密(60000株/hm2)搭配60cm行距,改善光分布和群體結構,促進穗分化,減少敗育,實現增穗數、穩粒數和穩粒重,產量較傳統種植提高19.5%,實現了玉米增密增產和田間配置的宜機械化作業。
3.2.1 機耕環節
耕整地以微耕機為主,特別是丘陵山區,在條件稍好的壩區旋耕機應用較多。存在以下問題:(1)耕層淺,微耕機耕深只有10cm左右,旋耕機耕深也只有15cm左右;(2)破壞土壤,旋耕對土壤和土體自然結構破壞較大;(3)整地效果差,微耕機作業速度慢,勞動強度大,整地大土塊多。土壤耕層的“淺、實、少”問題限制玉米根系的生長發育,不僅嚴重影響水分養分的高效吸收,也使作物抗倒伏能力下降。
丘陵山地耕整地機械應具有整機質量輕、轉彎半徑小等特點,適應有坡度的小地塊作業。近年來,丘陵山區的三角履帶拖拉機、自走式旋耕機發展很快,重慶鑫源等公司研發了73.5kW三角履帶拖拉機,左右自適應調整角度各15°,能在17°坡地上穩定作業,研制了22kW的履帶旋耕機,雖然沒有調平功能,但是整機比較小巧,在10°坡度的地塊也比較適用。下一步,逐步推廣山地履帶拖拉機或履帶自走式旋耕機,研制推廣適應15°以上坡地、制動性好、自動調平的山地專用拖拉機,以及轉彎半徑更小的半履帶折腰拖拉機。加快深松機、秸稈還田機等機具推廣應用,2~3年深松(翻)一次,提高秸稈還田覆蓋率,解決耕層變淺的問題,促進玉米根系生長,提高玉米單產。
3.2.2 機播環節
西南玉米機播以中小型播種機具為主,目前以微耕機作為動力的小型播種機具為主,市場售賣的專用播種機具非常有限。小機器容易走偏,播種不均勻,漏播率和重播率較高,加之播深、覆土和土壤水分等不一致常引起出苗不齊、大小苗。近年來,西南地區逐漸引進北方玉米專用播種機,強化適應性改造,播種機作業性有較大提高[1011]。
西南地區不同地力條件、不同地塊適用的播種機具、技術要求差別較大,目前各播種機研發推廣應用情況也不盡相同[12]。
1) 對于雨水多的地塊,一般采用先旋耕,然后使用精量播種機播種,播種質量有大幅提高。四川農業大學在中江縣通過設置密度和田間比對試驗(表7),開展機具適應性研究。結果表明,旋耕后采用勺輪式播種機播種顯著降低了重播率和漏播率,提高了播深整齊度和株高整齊度。但是由于土壤高含水率,播種時開溝器沾土嚴重的問題,目前還沒有研制出防沾土的開溝器,需從改進材料和結構原理等方面解決。目前,河北農哈哈等公司采用圓盤開溝,降低開溝器翻土量,減少壓土及脫泥。
2) 對于干旱地塊,由于播種后澆蒙頭水,一般選擇播前不整地,播種時使用旋耕播種一體機只在苗帶進行條耕播種,減少動土率提高保墑能力,也便于后期噴灌時將水集中于苗帶,提高水資源利用率,也減少土壤板結問題。目前引進河北農哈哈公司的勺輪式條帶旋耕精播機比較成熟。
3) 針對土壤黏重造成的地輪打滑問題,通過增加地輪直徑或采用紋齒地輪來減少打滑,并配備作業監測報警系統,在出現種子、肥料堵塞時報警提示,基本能滿足作業要求。但是最有效的方案是使用電控排種器,通過北斗定位實現精量播種,這種技術還需進一步研發改進,市場上成熟機型還不多。
4) 對于云貴高原和四川“三州”等有玉米鋪膜種植習慣的地區,選擇小型鴨嘴式覆膜播種一體機,實現膜上點播。目前引進的新疆天誠公司小型鋪膜播種機使用效果良好。
5) 針對播種干旱問題,四川農業大學研發了座水播種機,在播種機上攜帶500L水罐,播種時同步灑水施肥,每穴下50mL水。目前推廣應用面積較小,主要是攜帶水罐增加了機器重心,在丘陵山區行走不穩,作業效率偏低,且每穴水量有限對提高出苗率效果不明顯。
6) 對于玉米與大豆、花生等間套作播種,需使用適宜的專用播種機。目前逐步引進北方企業生產的一體化播種機。
下一步,要進一步持續加強現有播種機適用性改進和機播技術攻關,加快防黏土開溝器、電控播種機以及不同作物間套作播種機等短板機具研制攻關。
3.2.3 田管環節
與其他環節相比,西南玉米機械化田間管理更薄弱,可以說還沒有起步。由于丘陵山地水源不足、缺少農田灌水設施,嚴重干旱時只有極少數地塊采用小型電動機或柴油機抽水灌溉。打藥主要靠手動噴霧器或人工撒(點)藥,據全國農業機械化統計年報顯示,2020年,全國植保無人機保有量為70344臺,西南五省為3803臺,僅占全國的5.4%,總量不到江蘇、山東、安徽等省的一半。追肥大多是人工干撒(丟),不僅費工費時效率低而且利用率不高。
目前,適宜西南丘陵山區玉米灌溉的小型卷盤噴灌機產品很成熟,需要逐步建設小蓄水池,加快小型卷盤式噴灌機推廣應用。植保無人機不受地形地貌條件的限制,非常適宜西南丘陵山區噴藥和施肥,目前無人植保飛機技術比較成熟,要大力推廣植保無人機,加強飛手培訓,提高施藥規范化水平。對于施肥環節,在機械播種時施夠底肥,后期可不再追肥或采用無人機進行葉片追肥,減少作業次數,提高作業效率,降低生產成本。
3.2.4 機收環節
同機播類似,近年來,西南玉米機收一方面采用水稻收割機改裝,一方面引進北方玉米專用收獲機,機收短板逐步解決。
1) 四川、重慶、貴州玉米收獲季雨水多,存在下地難的問題,應選擇履帶式玉米收獲機。對于種植脫水快的玉米品種并配套有烘干設施的經營主體,目前主要采用機械粒收方式,利用現有水稻收割機改裝更換玉米專用割臺或者選擇水稻收割機底盤的玉米籽粒專用收獲機等收獲,四川農業大學團隊在試驗示范地塊,采用久保田水稻收獲機加裝玉米割臺,艾禾4LZT-4.0ZB型玉米籽粒收獲機和豪豐4YZP-3型履帶自走式玉米籽粒收獲機等三種機械,雖然損失率、破損率高于北方地區,但也滿足標準要求。其他沒有烘干設施的經營主體或小農戶,一般選用果穗收獲方式,但是由于空氣濕度大,必須有足夠大的貯藏場地,否則長時間堆放易霉變,北方小型玉米果穗收獲機在西南地區應用比較成熟[13]。
玉米籽粒直收是西南玉米機械化收獲發展的主要方向,試驗示范地塊玉米籽粒機收質量基本能滿足標準要求,但是整體上還存在部分在用粒收機型不成熟、割臺改裝不到位、收獲方式粗放等問題,玉米籽粒機收質量有待提升。四川農業大學在玉米收獲季節采用跟蹤測試的方法,測試對象包括專用玉米籽粒收獲機、谷物收割機配套玉米割臺和谷物聯合收獲機兼收等不同收獲方式,共收集了西南地區玉米籽粒機收890個樣本,分析表明(表8):收獲時玉米籽粒含水率分布范圍14.40 %~57.54%,平均為26.66%,變異系數為22.09%;籽粒雜質率分布范圍0.13%~13.61%,均值為2.18%;破碎率分布范圍0.10%~36.52%,均值為7.41%,高于標準要求;機收總損失率分布范圍0.12%~40.88%,均值為5.84%,高于標準要求,其中落粒、落穗損失分別占總損失率的 26.80%和 73.20%。總體來看,玉米機械粒收質量指標的變異系數均較高,其中籽粒破碎率和落穗損失高是玉米機械粒收質量面臨的主要問題,需要加快玉米籽粒收獲機的升級換代,提高專用玉米割臺或專用玉米收割機的配置比例。
2) 云南玉米收獲時干旱少雨,不存在晾曬難問題,玉米果穗和籽粒收獲均可,但由于籽粒收獲需配套烘干設施,所以使用玉米果穗收獲方式較多。
3) 間作套種模式,需采用小2行履帶式玉米收獲機,輪距窄、轉彎半徑小,機動靈活。目前引進北方的履帶式玉米機使用基本滿足。
由于果穗個頭小、籽粒含水率高,相對于北方地區,西南玉米機收的籽粒破碎率和損失率偏高,機器的可靠性略差、故障率較高,現有機具存在底盤重、重心高、易傾翻的問題,下一步還需從輕量化、靈活性等方面提升機具質量,從農機農藝匹配性方面提高作業質量,同時要加快提升烘干能力。
4 建議
堅持“改地適機”“改機適地”兩端發力,加大丘陵山區機械化技術與裝備研發推廣應用力度,提出全程機械化解決方案,補齊丘陵山區機械化短板,充分挖掘玉米擴大生產潛力。
4.1 分解玉米擴大生產任務
督促西南各省嚴格落實糧食安全責任,抓緊開展玉米擴大生產潛力評估,從撂荒地復耕、低效林地園地復耕、有序擴大玉米與幼齡果園、其他作物間套作等方式積極擴種,督促各地種足種滿、嚴禁撂荒;從種子選育、機械化水平提升、栽培方式優化等方面提高單產。堅持長短結合,因地制宜制定玉米擴大種植實施方案,層層分解玉米擴種面積和單產提升任務,明確路線圖、時間表,多管齊下、多措并舉擴大玉米生產。
4.2 因地制宜推進改善農機作業通行條件
西南丘陵山區農田改造急迫但目前推進緩慢,應及時把高標準農田建設中心轉移到丘陵山區,整合項目資金高標準、高起點地推進。同時鼓勵宜機化改造與高標準農田建設錯位發展,支持西南各省推進地方政府債券和有關資金開展丘陵山區農田宜機化改造,發揮政府和市場、中央和地方、國有資本和社會資本多方面作用,多渠道、多元化加快改變丘陵山區耕地面貌。制定完善宜機化改造技術規范和評價規范,提高改造質量,遴選發布一批典型案例,強化示范引領。
4.3 加快關鍵環節機具補短板
當前西南玉米生產農機裝備已取得階段性突破,需要趁勢而上加快補齊機具短板,實現“有機可用”到“有好機用”。由于西南地區農機工業基礎相對薄弱,應堅持“北機南用”發展路線,加大北方成熟農機引進和改進力度,加強產學研推用結合,突出適用性改造,持續改善農機作業性能。發揮本地農機企業熟悉當地農情、地情優勢,研發出更多適合丘陵地區的輕簡型農機具。將更多適宜丘陵山區農機產品納入補貼范圍、加大補貼力度,增加適用機具供給,加快提高玉米專用播種機、專用收獲機、烘干機等保有量[14]。
4.4 加強科技支撐,推進農機農藝融合
以提升玉米單產為核心,加強玉米科技攻關和農機農藝融合研究。開展宜機化玉米密植品種鑒選、種植模式優化、玉米密植高產配套機械化技術研究。針對丘陵玉米種植模式多樣,通過改無序多熟種植為宜機種植模式,規范間套作種植,統一玉米行距株距,形成標準化有序生產,實現農機與農藝相互適應、相互協調。針對已經成熟的北方農機直接應用到西南地區水土不服的現象,積極探索北方農機和南方農藝的配套技術[15]。
4.5 構建全程機械化生產模式
加快機械化耕整地、精量密植播種、高效收獲、節水減肥、秸稈還田培肥、病蟲草害綠色防控等關鍵環節技術集成,構建以提升玉米產能和生產效益為目標的全程機械化技術模式。開展適用機具遴選,分區域、分地塊篩選適宜西南玉米種植的裝備,構建不同種植規模的農機配置體系。堅持因地制宜、逐步推進原則,地形條件好的地塊先行推廣全程機械化技術,以丘陵平壩、高原平地、丘陵梯臺地及緩坡耕地作為機械化重點推廣區域,針對不同地域特點集成不同技術模式[16]。
4.6 加快培育壯大規模經營主體
西南地區人均耕地面積小,小農戶即使土地宜機化后也不可能購置播種機收割機,規模經營是西南玉米機械化發展的必由之路。建立由政府和村集體牽頭、經營主體主導的土地流轉機制,多渠道、多形式有效引導小農戶加快土地流轉,重點推進撂荒地、低效園地土地流轉,讓土地適度連片。針對規模經營主體偏少偏弱的問題,加大政策扶持力度,支持各地成立全程機械化+綜合農事服務中心,從每個縣有示范合作社到每個村都有示范社,培育壯大經營主體。針對地塊零碎、分散特點,創新丘陵玉米機械化生產經營模式,構建靈活多元的農業生產托管方式,提高社會化服務水平。
5 結論
1) 西南地區玉米擴大生產的潛力較大,是我國玉米產能提升的主要區域。通過復耕撂荒地和低效林地園地、有序擴大間套作以及提升玉米單產等方式,西南玉米產量預計可增加超過8000kt,能有效彌補東北其他地區調減玉米改種大豆造成的缺口。
2) 因地制宜推進丘陵山區農機作業通行條件改善和加快提升機械化水平是促進西南地區玉米擴大生產提高產能的兩大關鍵措施,目前,西南丘陵山區改善農機作業與通行條件有序推進、玉米機播機收適用機具短板逐步補齊,西南地區玉米擴大生產的條件基本成熟。
3) 加強適合玉米全程機械化農機農藝融合技術研究為西南地區玉米擴大生產提供技術支撐。重點在抗旱機播保苗、機械化植保與管理、機械化收獲等方面開展技術攻關,切實解決玉米全程機械化生產的技術難題。
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