山东省玉米生产机械化的现状及发展趋势

董相金，李景鹏，王新超

(浙江农林大学 工程学院，浙江 临安 311300)

2010年，山东省的玉米收获机械保有量55 000台以上，完成机收面积240万 hm2多，玉米机收率达到71.5%，基本上实现了玉米收获机械化，在全国率先实现了玉米生产全程机械化［1］。目前全国玉米机耕水平达到了83.5%，机播水平达到了72.5%，但机收水平仅为16.9%，成为了制约玉米生产全程机械化的“瓶颈”［2］。山东省的玉米生产机械化模式促进了全国农业机械化的发展。

1 现状

1.1 作物轮作耕种模式

1.1.1 玉米、小麦交替免耕播种模式

玉米免耕播种→施肥和除草管理→人工或机械收获→小麦免耕播种→施肥除草管理→小麦联合收割→秸秆处理。

1.1.2 玉米、小麦套播模式

早玉米套播于麦地→小麦联合收割→秸秆回收→玉米施肥和除草管理→人工或机械收获→秸秆处理。

1.2 收获模式

1.2.1 人工果穗收获+秸秆回收模式

人工果穗收获 +秸秆回收模式［3］流程为:人工摘穗→秸秆割倒捆绑回收。其技术路线是在玉米成熟期，采用人工将玉米穗摘下，然后等秸秆在地里晒干后将其进行回收处理用来饲养牲畜或用作燃料。这种技术路线较为原始，目前存在于偏远山区。

1.2.2 玉米割晒+人工摘穗+秸秆处理模式

玉米割晒+人工摘穗+秸秆处理模式流程为:带穗玉米机械割倒→人工摘穗→人工剥皮→秸秆处理。其技术路线是割晒机将玉米割倒、放铺和晾晒，籽粒湿度降到30%左右，人工摘穗和剥皮，然后运回晒干后脱粒，秸秆进行机械粉碎还田。该模式是玉米机械化发展的最初模式。

1.2.3 机械摘穗+秸秆粉碎还田联合收获模式

机械摘穗+秸秆粉碎还田联合收获模式流程为:联合收获机摘穗割倒→秸秆粉碎还田。其技术路线是果穗收获与秸秆粉碎还田联合作业，一次完成摘穗、果穗升运、集箱、秸秆粉碎还田作业工序。是目前大部分地区主要推广的技术模式，为玉米机械化发展的第2阶段。

1.2.4 果穗剥皮与秸秆兼收模式

果穗剥皮与秸秆兼收模式流程为:联合收割机摘穗剥皮→秸秆粉碎集箱回收。其技术路线是将玉米摘穗后便升运到破皮机构，剥皮后的玉米进入集箱。割倒的秸秆通过粉碎机构集箱回收，用作青贮饲料。该模式普遍应用于牛羊养殖区。为玉米机械化发展的第3阶段。

1.3 发展过程

1.3.1 玉米机械化技术成为发展重点

2001年，玉米种植面积在山东省3大农作物中排第3;2002年，超过小麦升至第2位;2007年，超过水稻升至第1位，成为第1大粮食作物。2008年全省的玉米种植面积已增至286.7万hm2。玉米生产机械化也受到高度重视。

山东省发展玉米生产机械化的过程体现在:发展决策迅速，在本世纪初小麦基本实现全程机械化之时，山东省就及时地把农机化发展的战略重点转移到玉米生产机械化上来，不失时机地启动和推进［4］;工作措施有效，10年来山东省各级农机部门坚持耕耘基层，面向农民，示范推广玉米收获机械化技术和机械产品，使广大农民群众从不认识到感兴趣、从个别使用到争相购买，形成了玉米机收的热潮;政策扶持的得体，山东省把玉米机收作为全省农机化扶持的重点，山东省玉米收获机械产量占全国的2/3，山东省规模以上的玉米收获机械生产企业年生产能力过万台，占全国的90%。

1.3.2 对玉米生产机械化水平的调查

2011年山东省安丘市玉米机械化水平调查结果(表1)，在玉米生产中，机收水平最低，且机收率低得比较明显。由此证明，玉米机收是三大机械化环节中最难实现和最薄弱的“瓶颈”环节。2000年前，全国还没有玉米机械化的统计资料。2000年全国玉米机收面积才38.7万hm2，机收水平1.7%。

表1 2011年山东省安丘市玉米机械化水平的调查

山东省为了加快收割机具的研发生产，需采取了产、学、研、推相结合的措施，协调农机科研机构、生产企业、推广组织和有关院校联合进行技术攻关，大力推进关键技术和机具的研制开发。目前，玉米联合收获机从单行向多行、从悬挂式向自走式、从单功能向多功能发展，形成了以悬挂式为主导，互换割台式和自走式玉米联合收获机全面推进的发展格局。

1.3.3 农机服务组织是推动玉米机械化的主导力量

2007年，潍坊市农机总值50万元以上农机大户及服务组织达78个，农机服务进农村社区比例达到60%;全市农机总值30万元以上的农机户达784户［5］。为适应全市农村经济社会的发展，农机土地规模经营和农机规模化作业快速发展，全市承包土地在13.3 hm2以上的农机专业组织和大户已发展到20多个，较大的承包户土地达到466.7 hm2。

农机服务业成为一项独立产业，农机服务效益好、增收快，是实现玉米收获机械化的主要推手。“十一五”末潍坊市农机从业人员达到72万人，承担了农业生产过程中80%以上的劳动量。全市农机服务总产值55亿元，人均实现收入800元，在农民收入中的贡献率达10%，5年替代转移农村劳动力70多万人。机械化使农民从农业中解脱出来，使农村剩余劳动力向城市转移。

2 问题

2.1 农机装备制约农机化发展

从农机装备结构看，小型拖拉机数量多，大中型拖拉机数量少;不仅适应不了玉米生产的各作业环节的要求，也不能满足大规模机械化生产的需要。主机多，农具少;不能满足各作业环节的具体要求。耕整地作业机械多，收获、加工作业机械少。这是制约玉米收获机械化的关键因素。

从市场供求情况来看，销售的玉米收获机价格较高，投资成本回收期较长，农机户购买欲不强。与雇工摘取玉米果穗相比，使用玉米收获机收获所花费的资金更高，而使用玉米收获机械的籽粒破损率和果穗损失率都比人工收获的高得多，从而导致农民对玉米收获机械的购买欲望不高。

2.2 农机与农艺不配套

农机与农艺不配套［6］主要表现在2个方面:一是玉米品种多，山东的玉米品种多达 110多个，各家各户地块小，相邻地块玉米的成熟期不一致，降低了农机连片作业的可能性;二是行距不一致，山东省玉米种植行距多为50～70 cm，加上山东省玉米秸秆高达 3 m多 、茎粗约达 5 cm、穗长达30 cm，给玉米机收增加了难度。不对行玉米收获机在使用中普遍存在着无法适应行距变化，出现收获损失率增大的现象。玉米不对行收获机成了技术攻关难点和热点［7］。

2.3 土地流转问题制约机械化发展

调查发现，近5年来生产成本上涨过快、资金压力大、转入土地使用权期限较短等，使农机种粮大户在租地经营中面临诸多难题。土地流转及租金是他们反映最多的问题，种粮大户想多承包些土地以扩大规模，但上涨的土地租金让他们很犯愁。最初包地是不花钱的，但随着惠农政策的不断增多，土地流转的价格一路看涨，现在的租金是7 500元·hm－2。当前种粮大户转入的土地期限普遍较短，51.21%为1～2年。租金方面一年一定的现象比较多，随意性也比较大［8］。这就降低了农机种粮大户长期投入的稳定性。

3 发展趋势

3.1 玉米专用机是玉米收获机发展的必然

世界上第1台玉米联合收获机是由澳大利亚昆士兰文巴的艾伦(George Hand)于1921年设计出来的，经过多次完善和改进，逐步在一些经济发达国家生产和使用［9］。

在我国农业现代化发展的初期，大部分农民消费能力有限，由于小麦玉米两用机具有良好的性价比，所以前几年受到了许多用户的青睐。随着国家各种惠农政策的实施，农村经济得到了快速发展，农民收入逐年提高，农民的购买能力也不断增强。加之在国家补贴政策的支持下，玉米专用机的实销价得到大幅降低，所以专用机销量上升将成为必然。另外从小麦、水稻收割机的发展历程来看，两类机型都经历了牵引式、背负式、兼收型等发展阶段，最终都实现了专业化。当前玉米机经历了牵引式、背负式、兼用型阶段，现在玉米收获专用机发展已经初具规模，必将最终替代背负式、兼收机而成为市场的主流产品，从而玉米机械化收获将进入专业化收获时代。

3.2 防旱保护性耕作将得到大力推广

干旱一直是影响北方地区农业生产的主要灾害。受传统农业耕作方式的影响，农民习惯用中小型机械旋耕或翻地作业，逐渐致使耕层变浅，板结严重，地力下降，抗旱排涝能力越来越差。

农机深松整地可增强土壤蓄水保墒和抗旱排涝能力。该方法相当于建设多个大型“土壤水库”，据监测，表土耕层每加深1 cm，就可以多存储3 mm降雨，深松达到30 cm，每公顷地块可多蓄水400 m3左右，类似建立了一个“土壤水库”。2010年山东省实施了66.7万hm2深松作业，并首次实施整地深松作业补贴政策，补贴额大约300元·hm－2左右［10］。

实行玉米免耕播种和保护性耕作之间的配合，是山东省防旱技术的又一成功实践。“小麦机械化收获→秸秆还田覆盖→玉米免耕施肥播种”的“一条龙”作业模式，大力推进了小麦机收和玉米保护性耕种的联合作业。实践证明，推广玉米免耕播种能有效蓄水保墒，在玉米免耕播种的基础上，实施保护性耕作可以有效地促进玉米机收的发展。把玉米机收与保护性耕作机械有机地结合起来，可以取得事半功倍的效果，可以促进玉米收获机械化和保护性耕作机械化的共同发展。

3.3 玉米收获技术的发展趋势

3.3.1 不对行收获

山东省农村地块小、玉米品种多、种植行距不一，使得玉米不对行收获成为必须攻克的技术难题。不对行收获技术就是采取主动喂入方式。通过将拨禾链沿扶禾器向前侧方延伸，在两扶禾器间形成V形喂入口，玉米植株进入两扶禾器尖中间后，收获机前进过程中，玉米茎秆首先与拨禾链接触，在拨禾链的拨齿的强制作用下向后运动，而不是向前倾倒，从而完成不对行喂入。带螺旋叶片的导入锥式喂入机构，这种喂入方式较窄行距玉米的收获使玉米收获机的作业纯小时工作效率的不足50%提高到80%以上，同时使机具的适应性大大增强，为玉米联合收获机实现跨区作业，增加机手的经济收益，提供了强有力的技术支持［11］。

3.3.2 降低籽粒破碎率

籽粒的破碎率在机收中如何能降得更低，又是一待解决的问题。对于摘穗辊式的摘穗机构，虽然收获后的果穗含杂率较低，但收获损失较大，籽粒破碎率偏高。为此，通过采取加大摘穗辊直径、降低摘穗辊转速、减少摘穗爪棱高、提高摘穗辊表面光洁度、摘穗辊表面喷塑等一系列改进措施，有效降低籽粒破碎率［11］。破损率的降低，能提高农民购机的积极性。

3.3.3 机电一体化

检测传感技术可检测农机的环境温度、位移、速度、加速度、力和力矩等物理量，检测传感器集机、光、电、声、信息等各种技术之大成［12］;信息处理技术把农机收集的信息进行输入、变换、运算、储存和输出，以便进行机器的改进和设计;精密机械技术可减轻重量、缩小体积、提高精度、提高刚度和改善动态性能等，以使农机微型化和提高经济实用性。

我国正处于由传统农业向现代农业转型时期，在此过程中，要突破的是技术管理、产品制造、生产结构等问题。农业机械化起步较晚，发展较慢，是由我国的地形和技术所决定的。北方多平原，发展讯速，起到示范带头作用。南方多山地和丘陵，发展山地机械是机械化发展的研究方向。玉米机械收获的突破，将把农业机械化推向高潮。玉米生产的农场式经营和统一种植模式，提高玉米收获机械化的效率;玉米地免耕播种、深耕技术和膜下滴灌技术是保证玉米抵抗干旱的有效途径;机电一体化和农业机器人的出现将使农机使用智能化，最终以实现农业的现代化。

［1］玉米机收的山东速度:访山东省农机管理办公室主任林建华［N/OL］．中国农机化导报，2010-09-26．http:∥www.camn.agri.gov.cn/．

［2］全国玉米跨区机收启动仪式在山东潍坊举行［DB/OL］．中国农机新闻网，2009-09-21．http:∥www.camn.agri.gov.cn/．

［3］董佑福．山东省玉米收获机械化发展现状及趋势［J］．当代农机，2006，35(4):22－24．

［4］山东省成为我国玉米生产全程机械化第一省［N/OL］．中国农机化导报，2010-10-17．http:∥www.camn.agri.gov.cn/．

［5］1978－2007年山东省农机化统计主要指标［DB/OL］．山东农机化网，2008-06-18．http:∥www.sdnj.gov.cn/．

［6］王庭茂．对我国玉米收获机械化实现途径的探讨［J］．新疆农机化，2010，26(5):44－47．

［7］谢周存．玉米收获机械化发展趋势简析［J］．现代农业，2010，36(11):81．

［8］冯华．陈仁泽．种粮大户喜与盼:来自农业生产的一线的报告［J/OL］．2011-02-11．http:∥paper.people.com.cn/．

［9］李强．我国玉米收获机械的研究现状及发展方向［J］．新疆农机化，2010，26(5):42－43．

［10］山东将补贴1000万亩深松作业1公顷保水400方［N/OL］．大众日报，2011-01-24．http:∥www.dzwww.com/．

［11］山东省玉米机械化技术模式与趋势［DB/OL］．2007-02-07．中国农机互联网，www.aweb.com(2007/02/07)．

［12］张建民．机电一体化系统设计［M］．3版．北京:高等教育出版社，2007:4－5．