新型技术在玉米农业机械中的应用研究

颜成英

（费县农业农村局，山东 临沂 273400）

在我国农业产业发展体系中，农业机械是重要的技术影响因素，是推动农业经济效益不断提升的重要驱动力量。在玉米种植过程中，新型技术在各类机械设备中得到广泛应用，极大地提升了耕作质量和作业效率。但是，相比欧美农业发达国家而言，我国玉米产业机械化水平依然较为低下。强化新型技术推广应用，明确技术应用方向，是玉米机械化发展需要关注的重点问题。

1 农业机械化的概念和推进意义

1.1 农业机械化的概念

在我国相关法律法规体系中，将农业机械化界定为利用先进、适用的农业机械装备，改善农业生产经营条件，推动农业生产技术水平和经济、生态效益的发展过程。农业机械是农业机械化实现的基础条件，是指在农业生产各种活动中能够有效替代劳动力、减轻农业劳动者劳动强度的机械和设备，属于农业生产活动的基本要素之一[1]。农业机械化是实现农业现代化的前提条件，也是我国农业生产体系中较为薄弱的环节。受到多方面因素的影响，当前我国玉米产业机械化水平整体还较为低下，与玉米产业在农业经济结构和国民经济发展中的地位明显不符，玉米产业机械化的推进，是地方农业管理部门需要关注的重点问题。

1.2 我国玉米产业机械化发展现状

在国家和地区农业机械购置补贴政策不断完善、补贴力度不断加大的背景下，我国农业机械保有量不断增加。在玉米产业发展中，部分地区已经实现从耕地、播种、植保到收获环节的全程机械化作业。但是由于玉米生产中，地形较为复杂，成熟阶段茎粗叶茂，所以机械化作业难度较大。多数中小型玉米机械结构简单、工艺落后，在作业中仍难以满足精细化耕作要求。从农业机械行业发展来看，大型农业机械还是以进口为主，自主品牌占有率较低，自动化和智能化技术应用仍有较大提升空间。全程机械化作业模式能够较好地提升玉米生产作业效率，有效提升产业效益水平，在未来将会成为玉米机械化发展的主要方向[2]。

1.3 农业机械化的推进意义

从农业机械化的效能方面来看，农业机械的高水平应用，能够将耕作人员从繁重的体力劳动中剥离出来，以机械设备代替传统耕作模式，不仅能够有效提升农业生产效率，而且能够较好地解决我国农业人口数量不断减少、结构不断变化的问题，确保农业生产的基础地位。从农业机械化在我国农业现代化体系中的重要性来看，作为传统农业向现代化方向转型的基本驱动要素，必然要适应体系发展要求，推动农业机械化朝创新方向发展。同时，农业机械化的高水平应用，能够有效提升农业生产资源利用水平，推动农业经济效益不断提升，在农业产业与二三产业融合中起到积极的促进作用。因此，农业生产管理部门必须要强化对农业机械化推广的重视程度，全面提升我国农业机械化水平，为农业现代化建设发展奠定坚实基础。

2 玉米产业机械化中新型技术应用

2.1 整地阶段的机械化

耕地整地阶段的机械化是玉米种植中机械化应用较早、技术较为成熟的环节，玉米生长过程中，对生长环境的要求较高，要求土层能够满足厚度、结构和透气性要求，确保土壤具有良好的保水保肥能力。当前玉米翻地处理中，主要是利用悬挂犁和牵引犁等铧式犁设备，在耕作精度控制方面有所不足。为更好地控制翻地深度，确保在翻耕工作完成后土壤保持良好的平整度，应当强化双向翻转犁的推广。在耕作过程中，为避免土壤犁底层出现透气性不足的问题，还需要间隔1～2年进行一次机械化的深松作业，或者采用联合整地机进行一次性的深松、旋耕和耙平作业，确保土壤质量能够常年保持良好状态[3]。

2.2 播种阶段的机械化

播种阶段的机械化技术发展应用，不仅对玉米生长质量具有直接性影响，还对玉米种植经济效益的实现具有直接性影响。当前播种技术主要有精量播种和精少量播种两种形式。精量播种是利用垄上精量机械进行精量等距的点播作业，在播种完成后，采用随时镇压的方式完成覆土处理。在播种作业中，相关控制数据如下：株距（35 cm～40 cm）、深度（5 cm左右）、行距（40 cm～60cm）、株数（2 800～4 300株/亩）、施肥深度（10 cm～12 cm）、种子用量（20 kg/km2）[4]。精少量播种技术主要是针对旱作玉米中出现发芽率低、纯度低或病虫害较为严重等情形，进行间苗作业处理，以确保玉米后期生长质量。通过对种子进行拌种及包衣处理，有效降低后期病虫害发生概率。在部分地区玉米播种环节，还采用免耕精量复式播种技术，减少了传统作业方式中旋耕、整地、开沟等工序，取得了良好的应用效果。

2.3 植保阶段的机械化

植保阶段的机械化作业，主要是利用机械设备进行病虫害防治，有效提升玉米生长质量。当前玉米植保作业中，较为常见的机械有背负式喷雾机、喷杆式喷雾机、风送式喷雾机等，其中以喷杆式喷雾机的作业效果最佳。在部分农户植保作业中，还在生长前期利用拖拉机配套宽幅喷药机进行喷施作业，也达到了较好的效果。在当前无人机技术不断发展的背景下，大面积的玉米植保作业中，也开始采用植保无人机设备进行药物喷施，有效提升了作业效率。部分企业设计研发出自动可视除草机器人设备，基于传感器采集苗圃杂草分布图像，在精准识别的基础上，发出作业指令完成除草任务，以此能够避免单纯采用除草剂对人体和环境造成的影响。但是相对于玉米种植较为发达的国家而言，我国玉米植保机械的自动化和智能化水平还有待提升，大型机械利用效率较低，在植保作业中的应用水平还有待提升。

2.4 收获阶段的机械化

近年来，玉米收获阶段的机械设备得以快速发展，出现自走式联合收获机和背负式收割机等多种类型的机械。自走式联合收获机能够在作业中实现植株的割断、喂入、摘穗、输送、剥皮、收集等多种功能，作业效率大幅提升，主要应用于大型农场作业环境。而背负式收割机则是属于拖拉机驱动的中小型机械，在小面积种植和地形较差的玉米收获作业场景中，具有较为明显的应用优势[5]。但是其技术含量较低、功能较为单一，作业质量也受到影响。整体而言，当前玉米收获机械逐渐从小型向中大型方向发展，从单一功能向复合式方向发展，产品质量也有待进一步提升。

3 玉米产业机械化的效益分析

3.1 经济效益分析

经济效益是玉米产业发展的基本诉求，是玉米种植户和种植企业所关注的核心点。在玉米产业朝全程机械化方向发展过程中，生产作业成本得以有效控制缩减，经济效益水平明显提升。以一公顷作业面积为例，以新型技术应用为基础的全程机械化耕作模式的经济效益主要体现在如下几方面：1）耕作时间缩短带来的经济效益，在耕地阶段传统方式需要10～15天，机械化作业仅需5～7天，有效提升玉米播种效率。2）改进作业流程，机械化作业免去灭茬等传统耕作流程，每公顷可节约费用300元左右。3）节约肥料，采用机械化作业，无需进行割茬和秸秆还田处理，每公顷可节约肥料费用70元左右。4）节约人工费用，由于不同地区劳动力成本不同，每公顷劳动力费用可节约50～100元之间不等[6]。同时，采用机械化作业方式，每公顷玉米产量可增加10%以上，增加效益1 000元左右，在部分畜牧业较为发达、对秸秆等需求量较大的情形下，增收效益更加显著。

3.2 生态效益分析

在新型技术驱动下，玉米农业机械化推广应用不仅能够取得良好经济效益，同时还具有较为显著的生态效益。通过深层耕作技术应用，能够有效改善土壤水分和养分，增加土壤有机质含量，有效提升土壤肥力，减少肥料使用量。以某地区玉米全程机械化耕作方式为例，在玉米耕作、植保和收获阶段，能够减少可耕地表层土壤流失率40%～80%，减少农田扬尘量50%左右，有效控制空气中浮尘含量[7]。在机械化作业持续推进过程中，还能够优化玉米生产作业模式，节约生产管理能源，减少污染物排放，推动农业可持续发展。在丘陵和半山区的玉米生产中，机械化作业方式还能够有效提升耕地保护水平，为区域环境保护奠定良好基础。

3.3 社会效益分析

在玉米农业机械化发展中，优化新型技术推广应用模式，具有多方面的社会效益。首先，机械化作业模式能够有效改变传统玉米种植方式，推动玉米产业朝标准化方向发展，为提升玉米产量、满足国内市场需求奠定良好基础，改变我国玉米进口依赖性不断提升的现状，保障农业产业在国民经济发展中的基础支撑地位。其次，机械化技术的推广应用，能够逐渐转变农民传统作业理念，提高玉米产业发展中劳动力水平，推动玉米产业朝科技化方向发展，有效解决农村劳动力短缺带来的现实问题[8]。再次，新型技术在玉米产业中的高水平应用，能够推动玉米产业朝大规模、专业化、规范化方向发展，为实现农业现代化奠定良好基础，有效提升农业可持续发展水平。最后，农业机械化中新型技术的推广应用，能够通过集成化作业方式，减少小型机械作业频率，减少玉米种植收获过程中的能源损耗，减少污染物排放和农药残留，更好地提升生态环境保护水平。

4 玉米产业机械化新型技术应用方向

4.1 自动化方向

自动化技术是农业机械发展的主要方向，也是提升生产效率的重要基础。传统玉米种植以人工操作为主，多数地区只是在耕地、播种等环节采用机械作业方式，在植保和收获阶段的机械化程度相对较低，使得新型技术在玉米机械化生产中的作用无法充分发挥出来。当前，部分农机生产企业在自动化机械方面的研究已经较为深入，开发适应不同地区玉米产业发展需求的品类，但是受到生产成本和推广力度的影响，自动化机械的实际应用依然处于较低水平，在玉米耕作效率方面的促进作用没能完全体现出来。

4.2 智能化方向

智能化技术的应用，是在自动化技术基础上发展而来的，并结合玉米生长特征进行的。当前，玉米机械智能化发展主要是基于传感技术、图像采集技术、智能化分析技术等，实现对玉米种粒的智能筛选、智能除草及智能化分离茎穗等。但是由于人工智能技术本身处于起步阶段，产品设计和生产成本相对较高，使得智能化技术仅是限定于某些玉米科研机构及企业试验中，无法进行规模化推广应用[9]。但是在未来发展中，随着相关技术的不断成熟，智能化技术将会成为玉米机械发展的主要方向，为提升玉米生长精细化管理起到良好促进作用。

4.3 全程化方向

虽然玉米机械化推广具有多方面优势，对玉米产业发展具有明显的促进作用，但是在相关研究中也显示，机械参与率并不等于参与质量。机械化的应用，要从粗放式向精细化方向发展，要从单一式的推广向综合化方向发展，进而实现玉米的全程机械化作业。对于地方农业管理部门而言，必须要适应玉米产业发展变革，因地制宜制定推广政策，优化新型技术发展体系，全面提升玉米机械化发展水平[10]。对于玉米种植户和农场而言，要结合自身情况，选择合适的新型机械，不断强化技术学习和应用，在不断提升机械化发展的基础上，有效提升玉米产业发展的经济效益、生态效益和社会效益。

5 结束语

我国玉米机械化整体水平还较为低下，对玉米产业发展所能够起到的促进作用还较为有限，但这也为新型技术开发应用提供了更为广阔的空间。因此，对相关企业和管理部门而言，必须强化新型技术在机械设备研发中的应用，加大技术开发资金和人才方面的投入力度，切实提升机械自动化和智能化水平，为玉米产业发展奠定坚实基础。