丘陵區輕簡型玉米播種機發展探討

劉國海

摘要：丘陵山區玉米種植面積占遼寧省玉米種植總面積的43%左右，是玉米集中種植區，但種植地塊普遍較小且分散，平整度差，地況復雜多變，種植模式多樣，形成半機械化為主的耕種方式。結合遼寧丘陵山區特點，分析輕簡型玉米播種機的技術要求和應用前景，為提升丘陵山區玉米播種機械化水平提供思路。

關鍵詞：玉米播種機；輕簡化；丘陵區；技術要求；應用前景

中圖分類號：S223.2 ? ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1674-1161（2023）03-0033-03

目前，丘陵山區機械化得到國家及各省高度重視，并出臺了一些利好政策。2018年國務院印發了《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》，要求推動農機裝備產業向高質量發展轉型，推動農業機械化向全程全面高質高效升級。2022年《遼寧省“十四五”農業機械化發展規劃》明確農機裝備產業高質量發展的重點在于圍繞全省農業農村現代化產業急需、農民急用，梳理農機裝備短板弱項，組織開展短板弱項機具研發與推廣，充分發揮省級農機化協調推進機制作用，引導科研院所和農機生產企業等向短板弱項機具研發聚焦用力，積極推進新機具推廣應用。播種是農業中非常重要的一個環節[1]，由于地域氣候、土壤等條件的不同，各地對玉米播種機的要求差異較大。鑒于遼寧丘陵山區面積占比較大，玉米生產具有很大潛力的實際，有必要研發推廣適合省情、農民需要、先進適用的玉米播種機，補齊丘陵山區機械化短板。

1 遼寧丘陵山區玉米生產機械化現狀

遼寧地貌為“六山一水三分田”，耕地面積近410萬hm2，占全省土地總面積的28.1%，人均耕地面積約0.1 hm2，低于全國平均水平。丘陵山區面積偏大，遼東丘陵是我國三大丘陵之一，總面積約335萬hm2，是全省林業基地和生態屏障，也是糧經類作物的重要產區，其中玉米種植面積約16萬hm2。遼西低山丘陵區包括朝陽市全部和阜新市細河區、清河門區、阜新縣，錦州市義縣，總面積34.3萬hm2，為全省糧食主產區，玉米種植面積在24.7萬hm2左右。從全省來看，丘陵山區玉米種植面積占全省玉米種植總面積的43%左右。從耕地狀況看，丘陵山區玉米種植地塊普遍較小且分散，平整度差，地況復雜多變，種植模式多樣，形成半機械化為主的耕種方式。與平原地區相比，丘陵山區適用中小型農機具少，生產效率和種植效益極低，播種機械化發展明顯落后，區域發展不平衡問題突出。

從機械化作業角度，6 °及以下坡緩地與平耕地相似，已基本實現機械化；6 °～15 °坡耕地使用大型農機具受限，通常使用中小型農機具和手推式播種施肥機；超過15 °的坡耕地機械化播種作業會出現機身側移而出現漏播或淺播深播現象，農作物種植較少，部分玉米種植戶通常采用手推式播種施肥機或人工作業。目前，耕地坡度6 °～15 °玉米種植面積比重較大，機械化運用潛力和豐產增效潛力很大，但大多采用人工作業或半機械化方式，尚無適宜的中小型玉米播種裝備，導致生產成本大大壓縮種植戶效益空間。針對遼寧丘陵山地實際，有必要從技術層面加大丘陵山區輕簡化玉米播種機研發，補齊丘陵山區玉米全程機械化明顯短板，改變靠天吃飯的耕作方式，充分發揮并挖掘丘陵山地生產潛力，增強農業綜合生產能力、農戶節本增效增收能力和糧食安全保障能力。

2 丘陵山區玉米播種機發展現狀

發達國家農業機械化與自動化、智能化程度融合度較高，玉米播種機主已向大型化、多功能、智能化方向發展。大型玉米播種機應用廣泛，行數可達24行，幅寬達 18.6 m，作業速度10～12 km/h，最高生產率達18 hm2/h。一些現代高新技術如衛星定位系統、地理信息系統、專家智能系統、遙感技術等得到應用。美國將激光制導和電子監測系統用于動力機械以實現位置與方向的精準控制，將計量裝置用于收獲機械以確定產量等信息，將電子地圖內疊存數據庫用于施肥系統以實現肥料施用量的調整。ACCU-PLANT播種機可通過系統來調控播種機播種量計量裝置，實現不同地塊施肥量與播種量的同步調整。日本推出的農業服務支援系統可實現播種量、施肥量的自動控制。這些高效裝備的研究與應用目標是實現作業規模化、機具大型化和控制智能化，所針對的作業區域多數為平原地區。鑒于丘陵山區的復雜地理環境和零散的地塊條件，國外對丘陵山區中小型輕簡化玉米播種技術裝備鮮有研究。即使日本和韓國的農業機械化發展水平很高，且丘陵山區較多，但其播種機研究往往偏重于蔬菜、中藥材等經濟價值較高的作物，而對丘陵山區專用玉米播種機的研究沒有引起關注和重視。

我國農機智能化水平與發達國家相比還有很大差距，山東省農機院、福田雷沃重工等自主研發了種子檢測與自動補種系統、專用控制器與觸控軟件系統，具有已播數、重播數、漏播數計量功能，缺種、堵塞故障報警功能，以及自動補種功能，并實現株距與施肥量的電動無級調節。基于GPS和北斗導航系統研發的智能變量播種、施肥、旋耕復合作業機具，可通過后臺調控機具作業參數。國內以大數據、物聯網、5G通訊等技術為支撐，集成物聯網、5G通信、大數據、云計算、衛星遙感等技術，已研發出農業機器人、無人駕駛、計算機視覺檢測系統等智能裝備，推動我國耕種收機械化向大型化高效化智能化方向邁進。但在丘陵山區，這些先進裝備難有施展空間，導致丘陵山區機械化水平成為我國農業生產全程機械化的短板。

3 丘陵山區精簡型玉米播種機研發路徑分析

3.1 排種器的選擇

玉米精密播種具有省種、省時和高產等優點[2]，玉米精密播種機械與傳統播種機械相比具有更好的科學性與先進性[3]。以玉米播種機為例，其主要工作部件排種器可分為機械式和氣力式兩種。氣力式排種器包括氣吸式排種器、氣吹式排種器、氣壓式排種器等，一般由風機產生真空吸力或工作壓力致使種子貼附在型孔上，進而完成充種或清種作業。這種排種器對種子形狀和尺寸要求不嚴且種子破碎率低，故大多用于高速作業和大中型播種機。但其結構相對復雜且制造精度較高，故在丘陵山區玉米播種機難以采用氣力式排種方式。丘陵山區玉米播種機主要采用機械式排種器，包括窩眼輪式排種器、外槽輪式排種器、轉盤式排種器、勺輪式排種器等，其共同特點是結構簡單、成本低廉，缺點是對種子大小要求嚴格，種子破碎率偏高，通用性偏低。

3.2 行走方式的選擇

目前，我國玉米播種機生產企業數量在500家左右，其中與小型動力配套的播種機和畜力播種機產量占比較大。這些小型玉米播種機一般以微耕機為動力，或以人、畜為動力。尤其在坡度較大、動力難以使用的地塊，通常使用扎槍式播種器、滾動式播種器，也可使用手推式單行、雙行玉米點播機。小型機械式播種機按行走方式分為輪式播種機和鏈軌式播種機。輪式播種機能通過更換不同排種輪來播種玉米、大豆、花生，還可更換不同配件用以完成施肥、松土、除草、開溝、扶壟、培土等作業，進而達到一機多用的效果。這種施肥播種機的行距、株距可調，作業效率在0.2 hm2/h左右，其特點是對地附著性能好，可在土壤潮濕及松軟地帶通行作業。

3.3 擬解決的關鍵技術問題

丘陵山區玉米播種機械化水平低的主因在于適宜平原地區的高性能播種機難以在條條塊塊、溝溝坎坎、起伏不平的地塊應用，而實用型小型化播種機研發生產普遍不受重視，產業發展動力不足。這就需要農機相關部門在關注平原地區玉米播種機械向大型化智能化發展的同時，也要注重丘陵山區玉米播種裝備研發和實用化生產。遼寧丘陵山區玉米種植面積40多萬hm2，但播種機械化水平僅在50%左右，成為全省玉米全程機械化的明顯短板，亟待以問題為導向，以輕簡化實用化為目標，著力解決技術問題，推動全省農機化向全程全面發展。重點解決以下技術問題：一是地形地貌復雜導致玉米播深一致性差、漏播率較高、大小苗現象普遍等問題，需在仿型設計上創新改進。二是丘陵山區田塊小、不規則、坡地多，平原使用的大型動力在此難以施展，微耕機等小型動力略顯不足，手扶拖拉機多用于旋耕、起壟、鎮壓而很少用于播種作業，導致輕簡化播種施肥機具奇缺，這就需要解決動力與配套機具匹配不合理問題。三是復雜地形容易導致地輪打滑，出現漏播等播種均勻性不佳問題，需用技術手段提高播種均勻度和減少漏播率。

4 提升丘陵山區玉米機械化水平的技術路徑

4.1 加強“宜機化”改造

為保障國家糧食安全，國家層面強調要“加強高標準農田、農田水利、農業機械化等現代農業基礎設施建設，提升農業科技創新水平并加快推廣使用，增強糧食生產能力和防災減災能力”。遼寧省在農業機械化“十四五”發展規劃中也強調要推進機械化生產與農田建設相適應，明確高標準農田建設、農村土地綜合整治田間道路、田塊長度寬度與平整度等“宜機化”要求，推動農田地塊小并大、短并長、陡變平、彎變直和互聯互通，重點支持丘陵山區開展“宜機化”。“宜機化”改造就是為機械化高效作業創造良好的道路條件，使其能爬坡、進山、入地。由于丘陵山區地理地貌的特殊性和復雜性，“宜機化”改造難度很大，且需要政府部門承擔土地整治任務。這就需要統籌政府資源，加快補齊丘陵山區農業機械化薄弱短板，為增強丘陵山區農業綜合生產能力創造條件。

4.2 加大資金支持力度

基于農業機械化發展和農業生產能力提升的需要，進一步拓展財政支持農機化發展領域與范圍，突破丘陵山區播種施肥機械化薄弱環節，加大丘陵山區農林機械及高端農機裝備研發支持力度。支持農機化科技創新，鼓勵和引導高校院所和企業開展技術攻關，構建以企業為主體、科技為支撐、市場為導向的農機裝備創新體系，以充分挖掘丘陵山區農業生產潛力，推動農業增效、農民增收和鄉村振興。

4.3 優化農機裝備產業布局

支持企業向“專、精、特、新”方向發展，加快推廣適合省情、農民需要、先進適用的農機裝備，注重發展適應小農生產、丘陵山區作業的高效專用農業機械，建立適宜區域發展的全程機械化技術路線和發展模式，促進農機均衡化協調發展。

參考文獻

[1] 羅欣，張唐娟，姚金岑.玉米播種機研究現狀及發展趨勢[J].農業開發與裝備，2019（8）：25.

[2] 劉慧敏.探討玉米精密播種機械發展現狀[J].北京農業：2013（6）：141.

[3] 李海福.探討玉米精密播種機械發展現狀[J].科技經濟市場，2015（4）：78-79.

Discussion on the Development of Light and Simple Corn Planter in Hilly Area

LIU Guohai

（Agricultural Technology Extension Service Center， Shuiyuan Town， Dashiqiao City， Yingkou Liaoning 115116 ，China）

Abstract： The planting area of corn in hilly and mountainous areas accounts for about 43% of the total planting area of corn in Liaoning Province， which is a concentrated planting area of corn. However， the planting plots are generally small and scattered， with poor flatness， complex and changeable land conditions， and diverse planting patterns， forming a semi-mechanized farming method. Combined with the characteristics of hilly and mountainous areas in Liaoning province， the technical requirements and application prospects of light and simplified corn planter are analyzed， so as to provide ideas for improving the mechanization level of corn sowing in hilly and mountainous areas.

Key words： corn planter; light simplification; hilly area; technical requirements; application prospect