如何在金黄田野里打磨黄金利器？
日期： 2022-07-26 来源：农民日报·中国农网 作者：颜旭
玉米收获现场。资料图
玉米作为我国第一大粮食作物，2021年种植面积6.5亿亩，总产超过2.7亿吨，但市场供需矛盾依然突出，进口量连年攀升。在农业劳动力紧缺、人工成本逐年提高的今天，如何通过优质高效机械化生产技术来提升玉米产量和效益，实现玉米的有效供给，对保障国家粮食安全具有重要的战略意义。
2020年全国玉米耕、种、收及综合机械化率分别达到98.27％、89.52％、78.67％、89.76％，但机械化水平与国际先进技术相比还存在较大差距。在高机械化率的背后，依然存在播种保苗率需要提升、籽粒直收破碎率高亟待攻克、烘干技术装备需要加快发展等难题。这些问题该如何解决？在稳粮扩油的大背景下，又该如何助推大豆玉米带状复合种植的发展？针对这些问题，记者采访了农业农村部玉米生产全程机械化专家组组长、中国农业大学工学院教授张东兴，农业农村部土壤—机器—植物系统技术重点实验室主任、中国农业大学工学院教授杨丽。
在效率和质量上发力
“虽然目前我国玉米生产机械化率很高，但是从作业效率、作业质量和机具可靠性上看，跟国外先进水平相比还有很大差距，因此这也是未来研究的核心领域。”张东兴告诉记者，单看国内的玉米播种机，作业速度一般不超过每小时8公里，作业行数大多为4至8行。而欧美等国的播种机作业速度普遍在每小时10公里以上，作业行数大多为16至32行。此外，国外机具能够做到在整个作业期内基本无故障，而目前我们还做不到，虽然“大故障不多见”，但“小毛病时常见”，而机具一旦在关键农时出现问题，就会耽误农时、影响产量，进而影响农户收益。
“解决这些问题的出路，在于我们学习国外先进技术的同时，要结合我国的实际生产条件和区域特点，通过技术创新来破解。”杨丽认为，好的机具一定要适应当地作物的种植模式和土壤特点。而且我国幅员辽阔，各地的自然环境有非常大的差异，因此一定要因地制宜，在消化吸收国外先进技术的基础上，不断创新适宜我国特定生产条件的技术与装备，而不能简单地“照猫画虎”。
“而且我们分环节来看，各环节机械化率是不均衡的。其中玉米收获，尤其是籽粒直收率相对较低。”张东兴指出，我国玉米机收以果穗收获为主，而国外大多为籽粒直收。果穗收获会增加很多中间环节，比如摘穗后的晾晒、脱粒、烘干等，从而增加了生产成本。
杨丽介绍，我国籽粒直收机械化率低的原因，既有品种问题，亦有机械因素。当前玉米品种收获时籽粒含水率普遍在30％左右，达不到25％以下。含水率高则导致破碎率高，籽粒收获时平均破碎率在9％左右，不能满足小于等于5％的收获作业质量要求。
“籽粒直收因其省工省力等优点，是未来的发展方向和攻关重点。”张东兴说，但是该技术的推进受多种因素的制约。在我国现有品种还无法完全满足各地收获时籽粒含水率低于25％要求的前提下，即使籽粒破碎率略微偏高，但如果能及时烘干，也能够解决部分生产者籽粒直收的需求。因此，国家在大力支持宜粒收玉米新品种研发的同时，需要大力支持和发展与玉米籽粒直收相配套的低成本、多种热源可选的产地烘干技术与装备。
玉米生产机械化领域大有可为
当前，减损就是增产的理念已深入人心。“在三大粮食作物中，玉米机收减损的效益最大。”张东兴说，近几年我国玉米产量稳定在2.5亿吨以上，在收获时如果能把损失降低1个百分点，相当于增加260万吨左右的玉米产量。该如何尽可能地减少机收损失呢？张东兴认为，要将《玉米机械收获减损指导意见》中规定的技术细节实施到位，而要保证这一点，机手的培训至关重要。比如收获时，收获机的脱粒滚筒转速及凹板间隙，需要根据籽粒含水率进行相应的调适，作业质量与工作参数调整是否恰当有很大关系。种种细微的差别都需要机手灵活且熟练地掌握，这需要对机手加强技术培训，并在实践过程中逐步积累经验。
“此外，种植过程中的各个环节都得跟上。”张东兴提醒道，由于在实际收获中，损失最大的不是落粒损失，而是落穗损失，其占比在60％至80％左右，那么在品种选育上，就要考虑果穗的结实性。病虫害防控也要跟上，防止病虫害导致的落穗损失等等。
为大力实施大豆和油料产能提升工程，加快提高供给保障水平，我国正在大力推广大豆玉米带状复合种植技术。今年新增面积1500万亩，对相关作业机具提出了很大的挑战。“就目前的情况和条件来说，对现有的玉米机具进行适当的改造改装与调整，是满足当前复合种植生产急需、技术上可行、经济上合理的有效办法与途径。”张东兴表示，玉米播种机的选配与改造相对比较容易，有多种可选机型，费用也较低，一般千元以内便可完成改造。但收获机的选配与改造难度相对较大，要根据两种作物的成熟期来选择先后收获顺序，玉米收获机还要根据其成熟度选择摘穗或直接脱粒收获，收获机行数和行距要尽量与种植模式相匹配，最好在机具厂家技术人员的指导下来改造。当然，经济条件允许的规模化经营主体，可以购买专用机型。
此外，张东兴还建议，农艺农机应通力协作，高度融合，加大宣传和示范推广力度，同时进一步强化国家扶持政策，各地可累加补贴。还应设立农机创新专项资金，加大专用机具的研发力度。最后，各地尽快形成全程机械化生产田间作业机器系统，为大豆玉米带状复合种植大面积推广应用提供装备支撑。
向智能化迈进
近年来，我国玉米机械播种技术发展迅速，但在实际生产中，播种机存在播种粒距不均匀、播种深度不一致、播种质量不稳定等技术难题。目前，多数农户的播种出苗率不足85％，播种后“保苗率低、出苗整齐度差”的问题依然突出，距单粒精量播种需求和“密植、高产、增效”目标还有一定的差距。记者了解到，张东兴、杨丽教授团队研发的玉米高速单粒精量播种机，在实际作业中，玉米种子会一粒一粒随着排种盘的转动落到种沟里，实现了单粒精量播种，农民可不再下地间苗，减少了生产成本和劳动强度，提高了出苗整齐度，推动了我国玉米播种的技术进步和播种机具的升级换代。
但团队并不满足止步于此。“这几年，我们在深入研究新一代高速精量排种技术的同时，还创新了播种粒距和播种深度的精准调控、基于土壤信息的智能变量播种、基于不规则田块和行进路径的智能区段控制等核心技术。”杨丽告诉记者，比如我们研发的电驱式玉米精量播种机，解决了在高速作业条件下地轮打滑，造成的播种粒距不均匀的问题，使作业速度提升到每小时13公里以上，播种合格率达98％以上。同时搭载的智能控制系统的播种机，还能根据土壤肥力、水分、有机质含量等实现变量播种，从而最大限度地挖掘产量潜力。目前，该技术成果已达到国际领先水平。在机收方面，团队正在研发基于作物产量和籽粒含水率的收获机作业速度、滚筒转速、凹板间隙等多目标智能调控技术，以期提高作业质量和效率，并尽可能降低收获损失。
“总之，未来我们会紧紧围绕我国玉米产业发展需求，加快推进玉米机械化生产技术的创新研究，在努力解决好我国玉米机械化生产实际问题的同时，使我们的技术水平位居世界前列。”张东兴说。
玉米收获现场。资料图
玉米作为我国第一大粮食作物，2021年种植面积6.5亿亩，总产超过2.7亿吨，但市场供需矛盾依然突出，进口量连年攀升。在农业劳动力紧缺、人工成本逐年提高的今天，如何通过优质高效机械化生产技术来提升玉米产量和效益，实现玉米的有效供给，对保障国家粮食安全具有重要的战略意义。
2020年全国玉米耕、种、收及综合机械化率分别达到98.27％、89.52％、78.67％、89.76％，但机械化水平与国际先进技术相比还存在较大差距。在高机械化率的背后，依然存在播种保苗率需要提升、籽粒直收破碎率高亟待攻克、烘干技术装备需要加快发展等难题。这些问题该如何解决？在稳粮扩油的大背景下，又该如何助推大豆玉米带状复合种植的发展？针对这些问题，记者采访了农业农村部玉米生产全程机械化专家组组长、中国农业大学工学院教授张东兴，农业农村部土壤—机器—植物系统技术重点实验室主任、中国农业大学工学院教授杨丽。
在效率和质量上发力
“虽然目前我国玉米生产机械化率很高，但是从作业效率、作业质量和机具可靠性上看，跟国外先进水平相比还有很大差距，因此这也是未来研究的核心领域。”张东兴告诉记者，单看国内的玉米播种机，作业速度一般不超过每小时8公里，作业行数大多为4至8行。而欧美等国的播种机作业速度普遍在每小时10公里以上，作业行数大多为16至32行。此外，国外机具能够做到在整个作业期内基本无故障，而目前我们还做不到，虽然“大故障不多见”，但“小毛病时常见”，而机具一旦在关键农时出现问题，就会耽误农时、影响产量，进而影响农户收益。
“解决这些问题的出路，在于我们学习国外先进技术的同时，要结合我国的实际生产条件和区域特点，通过技术创新来破解。”杨丽认为，好的机具一定要适应当地作物的种植模式和土壤特点。而且我国幅员辽阔，各地的自然环境有非常大的差异，因此一定要因地制宜，在消化吸收国外先进技术的基础上，不断创新适宜我国特定生产条件的技术与装备，而不能简单地“照猫画虎”。
“而且我们分环节来看，各环节机械化率是不均衡的。其中玉米收获，尤其是籽粒直收率相对较低。”张东兴指出，我国玉米机收以果穗收获为主，而国外大多为籽粒直收。果穗收获会增加很多中间环节，比如摘穗后的晾晒、脱粒、烘干等，从而增加了生产成本。
杨丽介绍，我国籽粒直收机械化率低的原因，既有品种问题，亦有机械因素。当前玉米品种收获时籽粒含水率普遍在30％左右，达不到25％以下。含水率高则导致破碎率高，籽粒收获时平均破碎率在9％左右，不能满足小于等于5％的收获作业质量要求。
“籽粒直收因其省工省力等优点，是未来的发展方向和攻关重点。”张东兴说，但是该技术的推进受多种因素的制约。在我国现有品种还无法完全满足各地收获时籽粒含水率低于25％要求的前提下，即使籽粒破碎率略微偏高，但如果能及时烘干，也能够解决部分生产者籽粒直收的需求。因此，国家在大力支持宜粒收玉米新品种研发的同时，需要大力支持和发展与玉米籽粒直收相配套的低成本、多种热源可选的产地烘干技术与装备。
玉米生产机械化领域大有可为
当前，减损就是增产的理念已深入人心。“在三大粮食作物中，玉米机收减损的效益最大。”张东兴说，近几年我国玉米产量稳定在2.5亿吨以上，在收获时如果能把损失降低1个百分点，相当于增加260万吨左右的玉米产量。该如何尽可能地减少机收损失呢？张东兴认为，要将《玉米机械收获减损指导意见》中规定的技术细节实施到位，而要保证这一点，机手的培训至关重要。比如收获时，收获机的脱粒滚筒转速及凹板间隙，需要根据籽粒含水率进行相应的调适，作业质量与工作参数调整是否恰当有很大关系。种种细微的差别都需要机手灵活且熟练地掌握，这需要对机手加强技术培训，并在实践过程中逐步积累经验。
“此外，种植过程中的各个环节都得跟上。”张东兴提醒道，由于在实际收获中，损失最大的不是落粒损失，而是落穗损失，其占比在60％至80％左右，那么在品种选育上，就要考虑果穗的结实性。病虫害防控也要跟上，防止病虫害导致的落穗损失等等。
为大力实施大豆和油料产能提升工程，加快提高供给保障水平，我国正在大力推广大豆玉米带状复合种植技术。今年新增面积1500万亩，对相关作业机具提出了很大的挑战。“就目前的情况和条件来说，对现有的玉米机具进行适当的改造改装与调整，是满足当前复合种植生产急需、技术上可行、经济上合理的有效办法与途径。”张东兴表示，玉米播种机的选配与改造相对比较容易，有多种可选机型，费用也较低，一般千元以内便可完成改造。但收获机的选配与改造难度相对较大，要根据两种作物的成熟期来选择先后收获顺序，玉米收获机还要根据其成熟度选择摘穗或直接脱粒收获，收获机行数和行距要尽量与种植模式相匹配，最好在机具厂家技术人员的指导下来改造。当然，经济条件允许的规模化经营主体，可以购买专用机型。
此外，张东兴还建议，农艺农机应通力协作，高度融合，加大宣传和示范推广力度，同时进一步强化国家扶持政策，各地可累加补贴。还应设立农机创新专项资金，加大专用机具的研发力度。最后，各地尽快形成全程机械化生产田间作业机器系统，为大豆玉米带状复合种植大面积推广应用提供装备支撑。
向智能化迈进
近年来，我国玉米机械播种技术发展迅速，但在实际生产中，播种机存在播种粒距不均匀、播种深度不一致、播种质量不稳定等技术难题。目前，多数农户的播种出苗率不足85％，播种后“保苗率低、出苗整齐度差”的问题依然突出，距单粒精量播种需求和“密植、高产、增效”目标还有一定的差距。记者了解到，张东兴、杨丽教授团队研发的玉米高速单粒精量播种机，在实际作业中，玉米种子会一粒一粒随着排种盘的转动落到种沟里，实现了单粒精量播种，农民可不再下地间苗，减少了生产成本和劳动强度，提高了出苗整齐度，推动了我国玉米播种的技术进步和播种机具的升级换代。
但团队并不满足止步于此。“这几年，我们在深入研究新一代高速精量排种技术的同时，还创新了播种粒距和播种深度的精准调控、基于土壤信息的智能变量播种、基于不规则田块和行进路径的智能区段控制等核心技术。”杨丽告诉记者，比如我们研发的电驱式玉米精量播种机，解决了在高速作业条件下地轮打滑，造成的播种粒距不均匀的问题，使作业速度提升到每小时13公里以上，播种合格率达98％以上。同时搭载的智能控制系统的播种机，还能根据土壤肥力、水分、有机质含量等实现变量播种，从而最大限度地挖掘产量潜力。目前，该技术成果已达到国际领先水平。在机收方面，团队正在研发基于作物产量和籽粒含水率的收获机作业速度、滚筒转速、凹板间隙等多目标智能调控技术，以期提高作业质量和效率，并尽可能降低收获损失。
“总之，未来我们会紧紧围绕我国玉米产业发展需求，加快推进玉米机械化生产技术的创新研究，在努力解决好我国玉米机械化生产实际问题的同时，使我们的技术水平位居世界前列。”张东兴说。
