基于農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合的玉米生產(chǎn)機(jī)械化系統(tǒng)研究

陳 飛

(杜爾伯特縣克爾臺鄉(xiāng)人民政府，黑龍江 杜爾伯特 166252)

0 引言

玉米是我國重要的糧食作物之一，與水稻和小麥相比，玉米在我國各個(gè)地區(qū)廣泛種植，具有耐寒性、抗旱性，對土壤要求較低，以及良好的環(huán)境適應(yīng)性，且營養(yǎng)價(jià)值較高，是我國畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等行業(yè)的重要飼料來源之一，也是我國食品行業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的輕工業(yè)原料之一，玉米中的核黃素、活性物及維生素等具有降低血糖、營養(yǎng)保健的作用。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相關(guān)研究表明，預(yù)計(jì)在2022年，我國玉米種植面積將突破0.43億hm2，2019—2022年度玉米供需平衡情況如表1所示。我國對玉米的需求量正在逐年上升，因此，提高玉米機(jī)械化收獲對于穩(wěn)定我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有重要意義[1]。

表1 2019—2022年玉米供需平衡表

玉米機(jī)械化收獲是指在玉米生產(chǎn)的作業(yè)環(huán)節(jié)中，使用農(nóng)業(yè)機(jī)械代替人工進(jìn)行田間作業(yè)，主要包括玉米精量播種、整地、中耕、病蟲害防治、聯(lián)合收獲及相關(guān)玉米加工設(shè)備等重要環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用的配套農(nóng)業(yè)機(jī)械有精量播種機(jī)、旋耕機(jī)、深松機(jī)械、航天植保機(jī)及聯(lián)合收獲機(jī)等。農(nóng)業(yè)機(jī)械的高效應(yīng)用可以減輕農(nóng)戶勞動(dòng)強(qiáng)度、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，但是我國玉米生產(chǎn)機(jī)械自主創(chuàng)新性較低，大部分機(jī)械依賴國外進(jìn)口，由于國外作物種類、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式及地理環(huán)境等與我國有很大的差異，導(dǎo)致相關(guān)機(jī)械在使用過程中存在一定的局限性。

農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)雖然都是農(nóng)學(xué)領(lǐng)域，但是屬于不同的學(xué)科，農(nóng)藝技術(shù)屬于農(nóng)業(yè)生物學(xué)領(lǐng)域，農(nóng)機(jī)技術(shù)屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程技術(shù)領(lǐng)域，農(nóng)藝技術(shù)是未來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相應(yīng)技術(shù)操作，農(nóng)機(jī)技術(shù)是為了提高田間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而研制的相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械，代替人工進(jìn)行高強(qiáng)度、繁重的田間勞動(dòng)[2]。農(nóng)藝技術(shù)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的手段，農(nóng)機(jī)是農(nóng)藝技術(shù)大面積田間應(yīng)用的主要?jiǎng)趧?dòng)力支撐，以遵循相關(guān)農(nóng)藝要求為生產(chǎn)目標(biāo)，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的共同目標(biāo)是為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型[3]。

因此，應(yīng)該基于我國農(nóng)藝生產(chǎn)條件研制配套的玉米相關(guān)生產(chǎn)機(jī)械，利用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)與工程手段，提高自主研發(fā)的創(chuàng)新性，研制出適合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的玉米機(jī)械。

1 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合與玉米生產(chǎn)機(jī)械化系統(tǒng)概述

1.1 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合概述

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藝技術(shù)為作物栽培及后續(xù)管理提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用與管理提供指導(dǎo)。因此，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要包含兩大內(nèi)容，農(nóng)藝技術(shù)和農(nóng)機(jī)技術(shù)[4]。農(nóng)藝技術(shù)主要包括作物栽培和管理，為農(nóng)機(jī)技術(shù)提供相應(yīng)的指導(dǎo)。農(nóng)藝技術(shù)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要保障，要想提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、滿足國民糧食需求及維護(hù)國家糧食安全，必須重視農(nóng)藝技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大力應(yīng)用。由于我國農(nóng)藝技術(shù)起步較晚、發(fā)展速度較為緩慢，與發(fā)達(dá)國家相比，我國農(nóng)藝技術(shù)很長一段時(shí)間都較為落后，極大地限制了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速提升。隨著我國關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重視與投入的快速增加，農(nóng)藝技術(shù)也得到了快速發(fā)展。在提高農(nóng)藝技術(shù)的同時(shí)，將農(nóng)藝技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行深度融合，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展[5]。

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合要遵循優(yōu)勢互補(bǔ)、因地制宜的原則，只有這樣才能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。例如，在玉米播種時(shí)，根據(jù)玉米品種、土壤質(zhì)地等合理制定玉米播種的技術(shù)參數(shù)，在提高播種效率的同時(shí)保證農(nóng)藝要求，提高生產(chǎn)效率與標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田的建設(shè)。

1.2 玉米生產(chǎn)機(jī)械化系統(tǒng)

玉米生產(chǎn)機(jī)械化系統(tǒng)主要包括硬件組成部分及控制管理部分。硬件組成部分包括各種機(jī)械零部件，主要決定玉米生產(chǎn)工作性能；控制管理部分包括自動(dòng)控制部分，實(shí)現(xiàn)田間智能化作業(yè)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)提高田間智能化。目前，我國玉米耕、種、收綜合機(jī)械化水平為64.3%，其中機(jī)耕水平為82.5%，精量播種水平達(dá)到78.2%，玉米機(jī)械化收獲水平僅42.1%，配套農(nóng)業(yè)機(jī)械如表2所示。目前，玉米收獲環(huán)節(jié)機(jī)械化水平較為薄弱，主要是由于農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)不協(xié)調(diào)造成的。玉米收獲后秸稈如何處理？玉米收獲方式如何？不同作業(yè)生產(chǎn)模式都制約著玉米機(jī)械化收獲發(fā)展，因此，未來應(yīng)重點(diǎn)針對玉米收獲環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，穩(wěn)步發(fā)展玉米機(jī)械化水平，加快玉米全程機(jī)械化。

表2 我國玉米生產(chǎn)機(jī)械情況概述(2021年)

2 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合下玉米機(jī)械化存在的問題

玉米機(jī)械化是先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝技術(shù)應(yīng)用的主要載體，農(nóng)藝技術(shù)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中相應(yīng)的技術(shù)操作[6]。但是，目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)相結(jié)合主要存在農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)不配套、農(nóng)機(jī)單一性與農(nóng)藝技術(shù)多樣化的矛盾、農(nóng)機(jī)生產(chǎn)不穩(wěn)定性與農(nóng)藝季節(jié)性之間的矛盾等。

2.1 機(jī)械播種與玉米種植農(nóng)藝不易結(jié)合

目前，我國機(jī)械播種無法滿足不同地區(qū)的農(nóng)藝生產(chǎn)要求，不同玉米生產(chǎn)地區(qū)由于作物種類、農(nóng)藝生產(chǎn)條件及地理環(huán)境不同，玉米種植呈現(xiàn)出多樣性特點(diǎn)，加之玉米播種機(jī)械通用性較差，難以適應(yīng)不同地區(qū)的玉米播種生產(chǎn)農(nóng)藝要求，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)發(fā)展矛盾。

2.2 玉米收獲行距的有限性和多樣性矛盾

由于我國不同地區(qū)玉米種類及地理環(huán)境不同，造成了玉米種植技術(shù)參數(shù)差異較大，在進(jìn)行玉米收獲時(shí)，難以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，玉米聯(lián)合收獲機(jī)難以發(fā)揮最優(yōu)功能，降低了玉米生產(chǎn)效率，不利于玉米機(jī)械化收獲。因此，玉米種植模式不同是限制玉米機(jī)械化生產(chǎn)的重要因素，一方面會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，另一方面還會(huì)造成農(nóng)業(yè)收獲損失率提高。未來應(yīng)規(guī)范化我國不同地區(qū)的玉米種植模式，為玉米機(jī)械的通用性提供基礎(chǔ)條件。

3 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合的玉米生產(chǎn)機(jī)械化策略

3.1 加快農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的統(tǒng)一與融合

為了強(qiáng)化農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的深度融合，積極發(fā)揮農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)優(yōu)勢，做好玉米生產(chǎn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)結(jié)合，應(yīng)在不同生產(chǎn)地區(qū)建立示范基地，規(guī)劃當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的協(xié)調(diào)工作，通過實(shí)際調(diào)研與定期研討、試驗(yàn)進(jìn)行整體統(tǒng)籌，根據(jù)不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，制定一系列農(nóng)業(yè)發(fā)展作業(yè)技術(shù)章程，加快農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的統(tǒng)一與融合，推動(dòng)玉米機(jī)械化進(jìn)程。

3.2 實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，改善農(nóng)田種植模式

我國耕地面積大，位居世界前十，但是人均耕地面積較小，達(dá)不到世界平均水平，再加上我國耕地較為分散、相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展不平衡，因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨一定的局限性。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的高效應(yīng)用，并在全國各個(gè)地區(qū)進(jìn)行均衡發(fā)展，首先應(yīng)該在各地區(qū)進(jìn)行區(qū)域示范基地的建設(shè)，構(gòu)建不同地區(qū)先進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，并逐步向四周進(jìn)行技術(shù)輻射，可以更好地帶動(dòng)周邊地理環(huán)境相同區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展。種植模式是指針對不同區(qū)域、不同作物、自然條件及社會(huì)條件下形成一種標(biāo)準(zhǔn)化種植模式，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括種成熟制度、種植結(jié)構(gòu)及基本類型(圖1)。另一方面，應(yīng)該加快農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)結(jié)合的相關(guān)理論研究，掌握內(nèi)部結(jié)合的規(guī)律，對農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)相互融合過程中存在的問題進(jìn)行深入研究，為農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合進(jìn)程及玉米機(jī)械化生產(chǎn)提供相應(yīng)的理論支持及技術(shù)指導(dǎo)。

圖1 常見的作物種植模式組成結(jié)構(gòu)

3.3 形成深刻的社會(huì)共識，積極進(jìn)行技術(shù)宣傳

要想實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)的高效融合，形成良好的社會(huì)意識，帶動(dòng)農(nóng)戶的積極性，首先應(yīng)該進(jìn)行農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)融合的思想宣傳，可以利用網(wǎng)絡(luò)媒體，如微信公眾號、抖音、快手等進(jìn)行技術(shù)宣傳，讓農(nóng)戶真正了解農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)融合的優(yōu)勢。另一方面可以組建技術(shù)人才隊(duì)伍下鄉(xiāng)指導(dǎo)，進(jìn)行技術(shù)宣傳與田間作業(yè)指導(dǎo)，提高農(nóng)戶生產(chǎn)水平與專業(yè)知識；做好技術(shù)跟蹤與指導(dǎo)，實(shí)行承包責(zé)任制度，技術(shù)人員負(fù)責(zé)對應(yīng)農(nóng)戶進(jìn)行全面技術(shù)支持與承包服務(wù)，深入當(dāng)?shù)剡M(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。

3.4 技術(shù)部門與社會(huì)協(xié)作機(jī)制的完善

在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)該鼓勵(lì)農(nóng)機(jī)部門與農(nóng)藝技術(shù)部門之間的相互結(jié)合與協(xié)同機(jī)制。在玉米機(jī)械化生產(chǎn)中，部門之間的相互配合是實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)的關(guān)鍵，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中共同參與，農(nóng)藝技術(shù)人員負(fù)責(zé)研究玉米相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)，農(nóng)機(jī)人員根據(jù)農(nóng)藝技術(shù)要求，運(yùn)用農(nóng)業(yè)工程技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械的研制，技術(shù)部門進(jìn)行責(zé)任劃分，有效推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)展。

3.5 培養(yǎng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)人才

任何行業(yè)的發(fā)展都離不開專業(yè)技術(shù)人員的支持，只有培養(yǎng)相應(yīng)的技術(shù)人才才可以創(chuàng)造更高效、更先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。應(yīng)該大力培養(yǎng)農(nóng)業(yè)綜合型技術(shù)人才與復(fù)合型技術(shù)人員。我國早在農(nóng)業(yè)發(fā)展初期，就先后選取30名相關(guān)技術(shù)人員出國進(jìn)修，由此可以看出，復(fù)合型人才對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。這就要求技術(shù)人員同時(shí)掌握農(nóng)藝知識與農(nóng)機(jī)知識，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以更好地運(yùn)用綜合知識解決實(shí)際問題。

4 結(jié)語

玉米是我國三大糧食作物之一，在我國種植面積較大，為了滿足市場對玉米的需求，在改善種植模式與技術(shù)參數(shù)的同時(shí)，加快玉米機(jī)械化生產(chǎn)是推動(dòng)我國玉米生產(chǎn)的重要技術(shù)保障，通過農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)玉米機(jī)械化生產(chǎn)效率的提升，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，同時(shí)積極發(fā)展種植技術(shù)與農(nóng)機(jī)技術(shù)，結(jié)合不同地區(qū)實(shí)際生產(chǎn)條件優(yōu)化種植模式，積極推動(dòng)玉米機(jī)械化進(jìn)程。本研究通過對目前玉米機(jī)械化生產(chǎn)中存在的主要矛盾與問題進(jìn)行分析，提出我國玉米機(jī)械化生產(chǎn)中農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)相互融合中存在的主要矛盾，提出未來我國應(yīng)該加強(qiáng)玉米標(biāo)準(zhǔn)化種植與農(nóng)機(jī)生產(chǎn)水平，研究結(jié)果對于我國玉米機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展提供理論參考。