玉米收獲現(xiàn)場。資料圖

玉米作為我國第一大糧食作物，2021年種植面積6.5億畝，總產(chǎn)超過2.7億噸，但市場供需矛盾依然突出，進口量連年攀升。在農(nóng)業(yè)勞動力緊缺、人工成本逐年提高的今天，如何通過優(yōu)質(zhì)高效機械化生產(chǎn)技術(shù)來提升玉米產(chǎn)量和效益，實現(xiàn)玉米的有效供給，對保障國家糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義。

2020年全國玉米耕、種、收及綜合機械化率分別達到98.27％、89.52％、78.67％、89.76％，但機械化水平與國際先進技術(shù)相比還存在較大差距。在高機械化率的背后，依然存在播種保苗率需要提升、籽粒直收破碎率高亟待攻克、烘干技術(shù)裝備需要加快發(fā)展等難題。這些問題該如何解決？在穩(wěn)糧擴油的大背景下，又該如何助推大豆玉米帶狀復(fù)合種植的發(fā)展？針對這些問題，記者采訪了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部玉米生產(chǎn)全程機械化專家組組長、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院教授張東興，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部土壤—機器—植物系統(tǒng)技術(shù)重點實驗室主任、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院教授楊麗。

在效率和質(zhì)量上發(fā)力

“雖然目前我國玉米生產(chǎn)機械化率很高，但是從作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量和機具可靠性上看，跟國外先進水平相比還有很大差距，因此這也是未來研究的核心領(lǐng)域。”張東興告訴記者，單看國內(nèi)的玉米播種機，作業(yè)速度一般不超過每小時8公里，作業(yè)行數(shù)大多為4至8行。而歐美等國的播種機作業(yè)速度普遍在每小時10公里以上，作業(yè)行數(shù)大多為16至32行。此外，國外機具能夠做到在整個作業(yè)期內(nèi)基本無故障，而目前我們還做不到，雖然“大故障不多見”，但“小毛病時常見”，而機具一旦在關(guān)鍵農(nóng)時出現(xiàn)問題，就會耽誤農(nóng)時、影響產(chǎn)量，進而影響農(nóng)戶收益。

“解決這些問題的出路，在于我們學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)的同時，要結(jié)合我國的實際生產(chǎn)條件和區(qū)域特點，通過技術(shù)創(chuàng)新來破解。”楊麗認為，好的機具一定要適應(yīng)當(dāng)?shù)刈魑锏姆N植模式和土壤特點。而且我國幅員遼闊，各地的自然環(huán)境有非常大的差異，因此一定要因地制宜，在消化吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新適宜我國特定生產(chǎn)條件的技術(shù)與裝備，而不能簡單地“照貓畫虎”。

“而且我們分環(huán)節(jié)來看，各環(huán)節(jié)機械化率是不均衡的。其中玉米收獲，尤其是籽粒直收率相對較低。”張東興指出，我國玉米機收以果穗收獲為主，而國外大多為籽粒直收。果穗收獲會增加很多中間環(huán)節(jié)，比如摘穗后的晾曬、脫粒、烘干等，從而增加了生產(chǎn)成本。

楊麗介紹，我國籽粒直收機械化率低的原因，既有品種問題，亦有機械因素。當(dāng)前玉米品種收獲時籽粒含水率普遍在30％左右，達不到25％以下。含水率高則導(dǎo)致破碎率高，籽粒收獲時平均破碎率在9％左右，不能滿足小于等于5％的收獲作業(yè)質(zhì)量要求。

“籽粒直收因其省工省力等優(yōu)點，是未來的發(fā)展方向和攻關(guān)重點。”張東興說，但是該技術(shù)的推進受多種因素的制約。在我國現(xiàn)有品種還無法完全滿足各地收獲時籽粒含水率低于25％要求的前提下，即使籽粒破碎率略微偏高，但如果能及時烘干，也能夠解決部分生產(chǎn)者籽粒直收的需求。因此，國家在大力支持宜粒收玉米新品種研發(fā)的同時，需要大力支持和發(fā)展與玉米籽粒直收相配套的低成本、多種熱源可選的產(chǎn)地烘干技術(shù)與裝備。

玉米生產(chǎn)機械化領(lǐng)域大有可為

當(dāng)前，減損就是增產(chǎn)的理念已深入人心。“在三大糧食作物中，玉米機收減損的效益最大。”張東興說，近幾年我國玉米產(chǎn)量穩(wěn)定在2.5億噸以上，在收獲時如果能把損失降低1個百分點，相當(dāng)于增加260萬噸左右的玉米產(chǎn)量。該如何盡可能地減少機收損失呢？張東興認為，要將《玉米機械收獲減損指導(dǎo)意見》中規(guī)定的技術(shù)細節(jié)實施到位，而要保證這一點，機手的培訓(xùn)至關(guān)重要。比如收獲時，收獲機的脫粒滾筒轉(zhuǎn)速及凹板間隙，需要根據(jù)籽粒含水率進行相應(yīng)的調(diào)適，作業(yè)質(zhì)量與工作參數(shù)調(diào)整是否恰當(dāng)有很大關(guān)系。種種細微的差別都需要機手靈活且熟練地掌握，這需要對機手加強技術(shù)培訓(xùn)，并在實踐過程中逐步積累經(jīng)驗。

“此外，種植過程中的各個環(huán)節(jié)都得跟上。”張東興提醒道，由于在實際收獲中，損失最大的不是落粒損失，而是落穗損失，其占比在60％至80％左右，那么在品種選育上，就要考慮果穗的結(jié)實性。病蟲害防控也要跟上，防止病蟲害導(dǎo)致的落穗損失等等。

為大力實施大豆和油料產(chǎn)能提升工程，加快提高供給保障水平，我國正在大力推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)。今年新增面積1500萬畝，對相關(guān)作業(yè)機具提出了很大的挑戰(zhàn)。“就目前的情況和條件來說，對現(xiàn)有的玉米機具進行適當(dāng)?shù)母脑旄难b與調(diào)整，是滿足當(dāng)前復(fù)合種植生產(chǎn)急需、技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的有效辦法與途徑。”張東興表示，玉米播種機的選配與改造相對比較容易，有多種可選機型，費用也較低，一般千元以內(nèi)便可完成改造。但收獲機的選配與改造難度相對較大，要根據(jù)兩種作物的成熟期來選擇先后收獲順序，玉米收獲機還要根據(jù)其成熟度選擇摘穗或直接脫粒收獲，收獲機行數(shù)和行距要盡量與種植模式相匹配，最好在機具廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下來改造。當(dāng)然，經(jīng)濟條件允許的規(guī)?；?jīng)營主體，可以購買專用機型。

此外，張東興還建議，農(nóng)藝農(nóng)機應(yīng)通力協(xié)作，高度融合，加大宣傳和示范推廣力度，同時進一步強化國家扶持政策，各地可累加補貼。還應(yīng)設(shè)立農(nóng)機創(chuàng)新專項資金，加大專用機具的研發(fā)力度。最后，各地盡快形成全程機械化生產(chǎn)田間作業(yè)機器系統(tǒng)，為大豆玉米帶狀復(fù)合種植大面積推廣應(yīng)用提供裝備支撐。

向智能化邁進

近年來，我國玉米機械播種技術(shù)發(fā)展迅速，但在實際生產(chǎn)中，播種機存在播種粒距不均勻、播種深度不一致、播種質(zhì)量不穩(wěn)定等技術(shù)難題。目前，多數(shù)農(nóng)戶的播種出苗率不足85％，播種后“保苗率低、出苗整齊度差”的問題依然突出，距單粒精量播種需求和“密植、高產(chǎn)、增效”目標(biāo)還有一定的差距。記者了解到，張東興、楊麗教授團隊研發(fā)的玉米高速單粒精量播種機，在實際作業(yè)中，玉米種子會一粒一粒隨著排種盤的轉(zhuǎn)動落到種溝里，實現(xiàn)了單粒精量播種，農(nóng)民可不再下地間苗，減少了生產(chǎn)成本和勞動強度，提高了出苗整齊度，推動了我國玉米播種的技術(shù)進步和播種機具的升級換代。

但團隊并不滿足止步于此。“這幾年，我們在深入研究新一代高速精量排種技術(shù)的同時，還創(chuàng)新了播種粒距和播種深度的精準調(diào)控、基于土壤信息的智能變量播種、基于不規(guī)則田塊和行進路徑的智能區(qū)段控制等核心技術(shù)。”楊麗告訴記者，比如我們研發(fā)的電驅(qū)式玉米精量播種機，解決了在高速作業(yè)條件下地輪打滑，造成的播種粒距不均勻的問題，使作業(yè)速度提升到每小時13公里以上，播種合格率達98％以上。同時搭載的智能控制系統(tǒng)的播種機，還能根據(jù)土壤肥力、水分、有機質(zhì)含量等實現(xiàn)變量播種，從而最大限度地挖掘產(chǎn)量潛力。目前，該技術(shù)成果已達到國際領(lǐng)先水平。在機收方面，團隊正在研發(fā)基于作物產(chǎn)量和籽粒含水率的收獲機作業(yè)速度、滾筒轉(zhuǎn)速、凹板間隙等多目標(biāo)智能調(diào)控技術(shù)，以期提高作業(yè)質(zhì)量和效率，并盡可能降低收獲損失。

“總之，未來我們會緊緊圍繞我國玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，加快推進玉米機械化生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新研究，在努力解決好我國玉米機械化生產(chǎn)實際問題的同時，使我們的技術(shù)水平位居世界前列。”張東興說。