2007年我國玉米種植面積達(dá)0.29億hm²，超過水稻和小麥，位居谷物種植面積之首，玉米年度需求增量最大的是飼用需求，增幅最大的是工業(yè)需求；2011-2022年我國玉米種植面積從0.37億hm²增加到0.45億hm²，年均0.42億hm²，其中2014年為0.43億hm²，超過玉米生產(chǎn)第一大國美國的種植面積，此后居各玉米主產(chǎn)國之首，但2020年單位面積產(chǎn)量僅為美國的60%，總產(chǎn)量從21132萬t增加到26478萬t，保持世界第二。近幾年，由于增加大豆等農(nóng)作物種植面積或輪作，預(yù)計(jì)玉米種植面積將維持在0.41億hm²左右。品種改良和種植密度提升將是我國提高玉米單產(chǎn)水平的有效手段。然而種植0.41億hm²的玉米，至少需要123萬t玉米種子。保證糧食安全，首先必須保證種子安全，加強(qiáng)制種玉米基地建設(shè)，確保種業(yè)規(guī)模已成為玉米生產(chǎn)的重中之重。

      目前，甘肅省已建成全國最大、產(chǎn)業(yè)化水平最高、最具優(yōu)勢的玉米制種基地?！秶鴦?wù)院關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》將甘肅省河西走廊雜交玉米種子生產(chǎn)基地作為三大國家級主要糧食作物種子生產(chǎn)基地之一進(jìn)行布局；位于河西走廊中部的張掖市被認(rèn)定為國家級雜交玉米種子生產(chǎn)基地，“張掖玉米種子”獲得全國唯一的種子國家地理商標(biāo)證書。張掖市玉米制種面積常年穩(wěn)定在6.67萬hm²，產(chǎn)量和面積位居全國第一，其中，2023年全市玉米制種面積8.22萬hm²，占全國玉米制種面積的26.7%，總產(chǎn)種量52.7萬t，占全國產(chǎn)量的30.3%（數(shù)據(jù)來源于《張掖市“種牛菜奶羊薯藥菌”八大特色產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效總體方案（2024-2025年）》）。張掖市雜交玉米種子的產(chǎn)量和品質(zhì)直接影響全國大田玉米生產(chǎn)用種安全，在保障國家糧食和種業(yè)安全方面戰(zhàn)略地位十分突出，制種玉米基地建設(shè)和管理已由地方層面提升到國家戰(zhàn)略層面。

      近年來，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力緊缺，勞動(dòng)力成本每年以20%~30%的速度增長，未來5~10年將出現(xiàn)勞動(dòng)力斷崖式下降，傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)將退出，土地將出現(xiàn)閑置，尤其是制種玉米產(chǎn)業(yè)將遇到極大的困難，因此急需破解制約制種玉米勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)的難題。早在1937年，毛澤東就在《矛盾論》中明確指出“在社會(huì)主義社會(huì)中，工人階級和農(nóng)民階級的矛盾，用農(nóng)業(yè)集體化和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的方法去解決”；1959年4月29日《黨內(nèi)通訊》提出“農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化”；黨的二十大報(bào)告明確提出要“加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國，推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技裝備全領(lǐng)域突破”，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展及解決農(nóng)村勞動(dòng)力短缺指明了方向和目標(biāo)。

      1制種玉米全程機(jī)械化現(xiàn)狀及存在問題

      張掖市制種玉米“耕種管收”全程機(jī)械化作業(yè)環(huán)節(jié)包括：深松—淺旋耕—播種（覆膜、施底肥、噴藥、鋪滴灌帶、穴播一體化）—灌溉追肥—中耕—植保—母本去雄—父本清除—摘穗—扒皮—秸稈收獲—殘膜撿拾等。由于機(jī)械化難易程度和作業(yè)質(zhì)量要求不同，各作業(yè)環(huán)節(jié)的機(jī)械化存在發(fā)展不均衡、短板和“卡脖子”環(huán)節(jié)突出、勞動(dòng)力短缺、生產(chǎn)成本高等問題。

      1.1制種玉米不同作業(yè)環(huán)節(jié)機(jī)械化發(fā)展不均衡

      近年來，張掖市大力推動(dòng)農(nóng)機(jī)裝備、服務(wù)組織和作業(yè)水平的數(shù)量、質(zhì)量及效益提升，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化全面高效發(fā)展，但制種玉米不同作業(yè)環(huán)節(jié)機(jī)械化發(fā)展不均衡。

      機(jī)械深松

      機(jī)械深松通常在11月封凍前或翌年4月解凍后進(jìn)行，因地理位置、土壤狀況和田間管理習(xí)慣而不盡相同。目前，張掖市已實(shí)現(xiàn)100%的機(jī)械化耕整地，但絕大多數(shù)農(nóng)戶使用中小型機(jī)械進(jìn)行作業(yè)，造成耕深明顯變淺、犁底層加厚、土壤板結(jié)、耕層土壤容重增加等問題。隨著國家深松補(bǔ)貼的政策實(shí)施和農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社的興起，大型復(fù)式作業(yè)機(jī)械的使用率逐漸提高。

      機(jī)械旋耕

      主要模式有單一旋耕、深松+旋耕、旋耕+鎮(zhèn)壓、旋耕+覆膜+鋪滴灌帶等，機(jī)械化作業(yè)率達(dá)100%。但因部分地塊較小，聯(lián)合整地機(jī)械無法作業(yè)，中小型機(jī)械單一旋耕后又進(jìn)行碎土、鎮(zhèn)壓、覆膜和鋪滴灌帶等多次作業(yè)，機(jī)具下地次數(shù)多，對土壤碾壓頻繁，作業(yè)成本較高。

      水肥一體化

      近年來張掖市以高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目為契機(jī)，開展了土地平整、田間道路整修、水肥一體化建設(shè)，85%的制種玉米基地使用水肥一體化滴灌工程，節(jié)約了水資源，解決了人工澆水費(fèi)時(shí)費(fèi)工的問題。個(gè)別地方安裝了智能水肥一體化成套設(shè)備，具備大數(shù)據(jù)平臺遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制等功能，可以在灌溉機(jī)井或灌溉首部中心調(diào)度站，以及手機(jī)電腦等操作終端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化灌水施肥，也可根據(jù)氣象、土壤墑情實(shí)現(xiàn)智能化灌水施肥，徹底解放了灌溉環(huán)節(jié)的勞動(dòng)力。

      中耕鋤草

      該環(huán)節(jié)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，但因播種時(shí)株行距不一致、播種不直、沒有固定的田間作業(yè)道等原因，大型復(fù)式中耕機(jī)難以入地進(jìn)行鋤草。個(gè)別面積較大地塊使用衛(wèi)星導(dǎo)航控制下的自動(dòng)駕駛播種，播種直，使用大型中耕機(jī)械鋤草約占制種玉米總面積的20%。小地塊主要用小型旋耕鋤草機(jī)，如“氣死牛”“頂呱呱”“耘鋤王”等，作業(yè)效率低且成本較高。

      植保作業(yè)

      玉米是相對耐連作作物，然而張掖市制種玉米基地平均連作時(shí)間在10年以上，局部區(qū)域甚至達(dá)到30年之久，造成了土壤微生物種群結(jié)構(gòu)失衡，積累了大量植物病原菌，病蟲害發(fā)生日趨嚴(yán)重。根據(jù)歷年檢疫調(diào)查，全市發(fā)生且造成危害的病害有30種以上，蟲害達(dá)20多種，與20世紀(jì)90年代初相比，種類明顯增加，成災(zāi)面積呈逐年擴(kuò)大之趨勢，全市玉米病蟲害常年發(fā)生面積13.3萬hm²，每年造成的損失達(dá)1000多萬kg。農(nóng)戶主要使用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器或水泵改造后的機(jī)械噴霧機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)。近幾年，由于無人植保機(jī)和高地隙自走式植保機(jī)逐漸開始使用，加上不斷推廣的統(tǒng)防統(tǒng)治作業(yè)措施，植保作業(yè)環(huán)節(jié)大型機(jī)械覆蓋率達(dá)45%以上，但因操作人員對用藥時(shí)間、藥劑種類及配比技術(shù)掌握不清楚，造成農(nóng)藥浪費(fèi)、面源污染嚴(yán)重。

      秸稈收獲

      張掖市肉牛年均存欄數(shù)100萬頭左右，飼草需求量大，制種玉米摘穗后全部進(jìn)行秸稈回收、循環(huán)利用。該工序96.5%以上的秸稈都是大型機(jī)械收獲、粉碎、打捆，從農(nóng)業(yè)廢棄物利用和機(jī)械化水平的角度來看，張掖市秸稈收獲機(jī)械化處于國內(nèi)先進(jìn)水平。

      殘膜撿拾

      機(jī)械化殘膜撿拾面積達(dá)到了80%以上，普遍應(yīng)用耙齒式殘膜撿拾機(jī)，但由于農(nóng)戶所用的是0.008mm的超薄膜，在撿拾過程中已嚴(yán)重破損，使得耙齒式殘膜撿拾機(jī)的工作效率降低、撿拾率低。另外，由于環(huán)保意識不強(qiáng)，大型機(jī)械價(jià)格貴，應(yīng)用比例不足20%。

      1.2制種玉米全程機(jī)械化存在的短板和“卡脖子”環(huán)節(jié)突出

      相比于上述作業(yè)環(huán)節(jié)，還存在著制種玉米的機(jī)械化播種精度不高、父本清除無機(jī)可用的短板，而母本去雄、摘穗及扒皮更是全程機(jī)械化的“卡脖子”環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)農(nóng)時(shí)緊、用工量大，階段性地推高了工價(jià)，如2022年、2023年平時(shí)勞動(dòng)力價(jià)格分別為130元/日、180元/日，而去雄、摘穗及扒皮時(shí)上漲到300~450元/日。

      機(jī)械播種

      大型精量播種機(jī)可以實(shí)現(xiàn)一穴一粒，但目前機(jī)播率只有20%左右，主要原因是親本種子比雜交種子生活力低，做不到單穴單播；另外，種子進(jìn)入排種器，受地表不平導(dǎo)致播種機(jī)單體跳動(dòng)、傳動(dòng)系統(tǒng)跳動(dòng)與地輪打滑或者作業(yè)速度過快的影響，可能造成空穴，同時(shí)，土壤殘留物體（殘膜、根茬）、地塊大小直接影響精量播種技術(shù)的實(shí)施與推廣。為保證出苗率，主要使用半機(jī)械化的滾筒穴播器，采取“3+1+2”粒的播種方式，導(dǎo)致出苗后又要大量間苗，造成種子浪費(fèi)和用工過大，成本過高。

      機(jī)械去雄

      該環(huán)節(jié)還沒有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，主要原因：一是去雄時(shí)間一般在7月5-20日，單個(gè)品種去雄時(shí)間約5d，時(shí)間短，而去雄機(jī)價(jià)格昂貴，成本回收時(shí)間過長；二是去雄機(jī)普遍體積龐大，田間地頭轉(zhuǎn)彎消耗時(shí)間長，碾壓植株多，不能適應(yīng)中小地塊作業(yè)；三是機(jī)械去雄時(shí)，滾輪會(huì)附帶抽取3~4片葉，對留存葉片也會(huì)造成一定的機(jī)械撕裂，導(dǎo)致10%~20%的減產(chǎn)；四是機(jī)械去雄難以實(shí)現(xiàn)超前摸苞去雄；五是現(xiàn)有父本種植方式為“滿天星”或“滿天星+行比”，且抽雄輪不適應(yīng)寬窄行種植模式、種植時(shí)沒有直線導(dǎo)航、玉米株高不整齊等，導(dǎo)致去雄機(jī)不能準(zhǔn)確地對行作業(yè)，去雄率較低。

      父本清除

      現(xiàn)階段國內(nèi)還沒有針對該環(huán)節(jié)使用的機(jī)械。該工序工作量小、對農(nóng)時(shí)要求不嚴(yán)格，農(nóng)戶收集清除的父本后或作為自家養(yǎng)殖的飼草，或銷售給養(yǎng)殖場。

      機(jī)械摘穗

      張掖市早霜一般在9月13日左右，此時(shí)制種玉米籽粒含水量一般在30%~35%，收獲期早而短，這對玉米收獲機(jī)械提出了極為苛刻的要求。據(jù)調(diào)查，市場上大部分收獲機(jī)械主要用于大田玉米，各項(xiàng)指標(biāo)難以達(dá)到制種玉米收獲要求，機(jī)械一次性收獲時(shí)，落子、破損約600kg/hm²左右，所以制種玉米仍以人工收獲為主，機(jī)械收獲只占15%左右。究其主要原因：一是目前適宜制種玉米機(jī)械化收獲的機(jī)具不成熟，損傷率較高；二是因制種公司已與農(nóng)戶支付了約定的畝均制種款，為最大程度地收獲合格種子，制種公司不允許農(nóng)戶使用機(jī)械收獲。

      機(jī)械扒皮

      實(shí)際收獲過程中，扒皮環(huán)節(jié)與摘穗同時(shí)由人工在田間完成，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。在機(jī)械化低損收獲難度大的情況下，選擇分段式收獲：摘穗—晾曬—扒皮，摘穗晾曬2~5d后，使用固定式或移動(dòng)式剝皮機(jī)進(jìn)行扒皮效果良好，但由于成本原因，僅限于個(gè)別制種公司使用。

      1.3勞動(dòng)力日益短缺

      據(jù)調(diào)查，張掖市2013-2015年農(nóng)民工工資穩(wěn)定在80元/日左右，2016年以后迅速上漲，至2022年已達(dá)160元/日，漲幅100%。主要原因是隨著城市化發(fā)展，農(nóng)村人口銳減、老齡化嚴(yán)重，50周歲以下農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺，勞動(dòng)力工資上漲為制種玉米生產(chǎn)增加了成本。

      1.4種植地塊小、成本高

      張掖市有著悠久的玉米雜交制種歷史，對制種流程和各階段的關(guān)鍵技術(shù)都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，包括播種期、播種技術(shù)、隔離區(qū)選擇、摸苞去雄、去雜去劣等田間管理技術(shù)，但制種玉米成本逐年增加。（1）土地流轉(zhuǎn)單價(jià)高，張掖市每年土地流轉(zhuǎn)價(jià)格在13500元/hm²左右，而新疆昌吉州為7500元/hm²左右。（2）單個(gè)地塊面積小制約了大型機(jī)械的作業(yè)效率和使用率，張掖市的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田單個(gè)地塊面積0.67~1.00hm²，而新疆昌吉單個(gè)地塊面積在2.0hm²以上。（3）2022年張掖市制種公司向制種農(nóng)戶支付的制種款在3200元/667m²左右，農(nóng)戶投入的生產(chǎn)資料和各類用工成本為1900元左右，農(nóng)戶純收入僅1300元左右，如果制種土地是通過土地流轉(zhuǎn)方式而來，在考慮土地成本后，收益更低。而新疆昌吉州制種公司向農(nóng)戶支付的制種款為2800元/667m²，農(nóng)戶投入成本為1700元，純收入為1100元左右，制種公司相對節(jié)約投入400元/667m²。（4）大田玉米平均收獲15t/hm²，按照2023年商品玉米2.6元/kg計(jì)算，收入39000元/hm²；而制種玉米產(chǎn)值48000元/hm²，但人工去雄、收獲、父本清除等增加成本7500~9000元/hm²。因此，制種玉米的凈收入與大田玉米相差不大。

      2大型機(jī)械使用率低的原因

      2.1土地流轉(zhuǎn)積極性不高

      近幾年，張掖市積極爭取中央預(yù)算內(nèi)投資補(bǔ)助農(nóng)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，已建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田面積達(dá)4萬hm²以上，原來農(nóng)戶的“插花”地塊調(diào)整成單個(gè)地塊面積為0.67~1.00hm²的條田，這些地塊基本上已實(shí)現(xiàn)水肥一體化滴灌工程，但這樣的地塊面積對于大型機(jī)械化作業(yè)面積來說還是稍小，再加上田間道路和農(nóng)機(jī)作業(yè)道路不完善，給大型機(jī)械的掉頭帶來不便，只有將土地流轉(zhuǎn)后，才能推進(jìn)大型機(jī)械的使用。然而現(xiàn)實(shí)情況卻是各方對土地流轉(zhuǎn)的積極性不高，究其原因，一是張掖市目前95%的制種玉米生產(chǎn)模式為“公司+農(nóng)戶”模式，企業(yè)規(guī)模小，無法承擔(dān)每年0.1萬~0.2萬/hm²制種生產(chǎn)環(huán)節(jié)的流轉(zhuǎn)資金；二是企業(yè)將制種的大部分風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁、分流給了農(nóng)戶；三是農(nóng)戶考慮到實(shí)現(xiàn)大型機(jī)械化后，企業(yè)雇工減少，收入也會(huì)相應(yīng)減少，流轉(zhuǎn)土地的意愿較低；四是土地流轉(zhuǎn)后，農(nóng)戶養(yǎng)殖的家畜失去了飼草來源。

      2.2大型農(nóng)機(jī)具價(jià)格高

      農(nóng)村土地均以戶為單位進(jìn)行個(gè)體化經(jīng)營，規(guī)模小，經(jīng)營分散，再加上多樣化的種植模式，難以購買價(jià)格昂貴的大型農(nóng)機(jī)具，甚至同款性能的農(nóng)機(jī)具國內(nèi)比國外進(jìn)口的還貴，農(nóng)戶購置這樣的機(jī)具難以在短時(shí)間內(nèi)收回成本，無奈選擇人工作業(yè)；此外，農(nóng)機(jī)具性能大多單一，使用率不高。

      2.3農(nóng)藝農(nóng)機(jī)缺少有效融合

      大型機(jī)械不能正常作業(yè)或作業(yè)效果不佳的原因主要包括：制種玉米地塊小，不能滿足大型機(jī)械（中耕機(jī)、去雄機(jī)、植保機(jī)等）6m轉(zhuǎn)彎半徑，機(jī)械在田間作業(yè)時(shí)調(diào)頭困難；播種行不直，后續(xù)使用大型機(jī)械作業(yè)對行困難，作業(yè)過程中造成的植株、果穗或籽粒損失率高；張掖市制種企業(yè)更加注重種子質(zhì)量指標(biāo)中的發(fā)芽率，種子不分級或僅按大小分為3級，而發(fā)達(dá)國家關(guān)注的指標(biāo)更全面，對苗期的長勢和整齊度也有所考慮，將種子進(jìn)行大、小分級后會(huì)再根據(jù)種子形狀扁、圓進(jìn)行區(qū)分，共分為6級，研究表明圓粒比扁粒出苗早1d，不區(qū)分扁種、圓種勢必會(huì)造成玉米長勢不整齊；絕大部分農(nóng)戶播種采用滾筒穴播器，加種后的穴播器重，隨著種子減少，穴播器重量變輕，加之地頭、地中間的土壤緊實(shí)度不一樣，導(dǎo)致播種深度不一致，即使同一行玉米的植株高度也不一致；張掖市制種玉米田間生產(chǎn)中，有40~60cm、50~55cm不等的行距，不同株行距、鋪膜與否均會(huì)導(dǎo)致去雄機(jī)等機(jī)械使用不便。

      張掖市的68家制種玉米企業(yè)中，育繁推一體化企業(yè)僅21家，大部分制種企業(yè)主要業(yè)務(wù)為代繁代育，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的玉米品種僅有89個(gè)，大多以獲得短期經(jīng)濟(jì)利益為目標(biāo)。張掖全年種植玉米品種或品種組合超過1700多個(gè)，為全國之最，由于不同玉米品種需要采用不同的種植模式，株型、株高、穗位高、成熟期不一，給機(jī)械化作業(yè)帶來了難度；國內(nèi)制種玉米去雄時(shí)一般在雄穗尚包裹于葉片中或剛露頭（摸苞去雄）時(shí)進(jìn)行作業(yè)，機(jī)械去雄存在一次去雄率低和雄穗附帶葉片較多等問題。

      2.4機(jī)械操作水平有待提高

      部分農(nóng)機(jī)具存在性能不穩(wěn)定等問題，在操作過程中增加了安全隱患。許多農(nóng)民年齡較大且綜合素質(zhì)相對較低，在農(nóng)機(jī)具的調(diào)試、安全操作等方面尚未熟練掌握正確的操作技巧。這種情況不僅可能導(dǎo)致農(nóng)機(jī)具操作事故的發(fā)生，還可能影響作業(yè)質(zhì)量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和效益。

      2.5農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社參與度不高

      張掖市目前擁有農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社367家，然而，專注于提供制種玉米生產(chǎn)服務(wù)的合作社數(shù)量相對有限，只有26家。這些合作社的服務(wù)功能目前較為局限，主要涵蓋耕整地和播種等環(huán)節(jié)作業(yè)，缺乏能夠全面承擔(dān)制種玉米全程機(jī)械化托管服務(wù)的合作社。

      在現(xiàn)有的深松補(bǔ)貼政策執(zhí)行過程中，雖然機(jī)械上已安裝了用于監(jiān)測作業(yè)面積和作業(yè)質(zhì)量的系統(tǒng)，使得主管部門能夠?qū)崟r(shí)從數(shù)據(jù)庫中獲取農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)，但為了確保補(bǔ)貼發(fā)放的公正性和透明度，農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社在申領(lǐng)補(bǔ)貼時(shí)仍需經(jīng)歷農(nóng)戶、村委會(huì)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的逐級審核和簽字蓋章流程。這一流程在一定程度上增加了操作的繁瑣性，可能讓農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社感受到額外的行政壓力，從而影響了他們的發(fā)展積極性和動(dòng)力，使得農(nóng)機(jī)作業(yè)在一定程度上受到“人情”和“關(guān)系”因素的影響。

      3實(shí)現(xiàn)制種玉米全程機(jī)械化的途徑與對策

      3.1完善制種玉米基地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

      為加強(qiáng)制種玉米基地的建設(shè)，應(yīng)鼓勵(lì)整合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、土地整理、提質(zhì)增效等農(nóng)業(yè)項(xiàng)目資源，優(yōu)先向制種玉米基地建設(shè)傾斜。目前，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)每hm²的實(shí)際投資約為34500~49500元（其中國家補(bǔ)助投資為16500元），盡管已經(jīng)最大限度地進(jìn)行了地塊整理，但由于地形限制或土層較薄，地塊面積通常只能在0.67~1.00hm²之間。

      作為以農(nóng)業(yè)為主的縣區(qū)，實(shí)施更大面積的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)將給地方財(cái)政帶來更大的配套壓力。張掖市作為國家確定的雜交玉米種子生產(chǎn)基地，其“張掖玉米種子”已獲得全國唯一的種子國家地理商標(biāo)證書，但整體上，張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初級階段，還不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。為“打好種業(yè)翻身仗”，并站在全國種業(yè)發(fā)展和糧食安全的戰(zhàn)略高度，需要國家提供特殊的補(bǔ)助政策，對現(xiàn)有高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田進(jìn)行提質(zhì)改造，使地塊面積擴(kuò)大至滿足一次輪灌面積1.67~2.00hm²的需求。同時(shí)，利用土地整理中的新增土地優(yōu)化田間機(jī)耕道，確保大型機(jī)械能夠順利掉頭；改進(jìn)水肥一體化智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)操作水肥一體化灌溉；建設(shè)配套的農(nóng)機(jī)具維修網(wǎng)點(diǎn)和合作社農(nóng)機(jī)庫棚，以支持全程機(jī)械化作業(yè)。

      3.2推進(jìn)制種玉米生產(chǎn)模式的改變

      在制種玉米“耕種管收”的12個(gè)環(huán)節(jié)中，農(nóng)時(shí)最緊張的是母本去雄環(huán)節(jié)。若以每臺去雄機(jī)每天作業(yè)量13.33~16.67hm²計(jì)算（可替代80個(gè)人工的去雄效率），要在15d之內(nèi)完成張掖市6.67萬hm²制種玉米母本去雄工作，就需要260~330臺去雄機(jī)同時(shí)作業(yè)才能完成，然而，去雄機(jī)高昂的購置成本使得普通農(nóng)戶無力承擔(dān)。

      農(nóng)業(yè)機(jī)械化不僅是解決農(nóng)村勞動(dòng)力短缺的唯一途徑，也是推動(dòng)土地流轉(zhuǎn)的重要支撐，為遵循農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“四化”基地的建設(shè)要求，即規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化、集約化、機(jī)械化，應(yīng)避免家家購買農(nóng)機(jī)、戶戶小而全的發(fā)展方式，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)利用率低下和長年閑置的情況。因此，應(yīng)引導(dǎo)農(nóng)民以土地經(jīng)營權(quán)入股農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社和種子企業(yè)，鼓勵(lì)農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社、種子企業(yè)發(fā)揮市場主體地位，通過自愿流轉(zhuǎn)土地、增加農(nóng)機(jī)具裝備投入，來推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革，積極探索“公司+基地”“公司+合作社+基地”“公司+制種大戶+基地”等現(xiàn)代化生產(chǎn)模式。

      在現(xiàn)有的農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼、深松補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上，建議出臺專項(xiàng)補(bǔ)貼政策，特別針對農(nóng)機(jī)合作社，對去雄、植保、收獲、殘膜回收等關(guān)鍵機(jī)械環(huán)節(jié)實(shí)施累加補(bǔ)貼，或在制種玉米機(jī)械化作業(yè)的燃油補(bǔ)貼等方面給予傾斜，以降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，應(yīng)積極探索在農(nóng)機(jī)上安裝作業(yè)面積、質(zhì)量的監(jiān)測系統(tǒng)，使縣區(qū)農(nóng)機(jī)站能夠直觀統(tǒng)計(jì)作業(yè)數(shù)據(jù)，簡化補(bǔ)貼手續(xù)，避免人為因素的干擾。此舉旨在確保每個(gè)制種玉米集中的行政村都能擁有一個(gè)農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社，從而顯著提升基地的生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)制種農(nóng)戶、農(nóng)機(jī)合作社、制種企業(yè)的共贏發(fā)展。

      3.3加快農(nóng)機(jī)具研發(fā)與改進(jìn)

      針對制種玉米全程機(jī)械化中的關(guān)鍵“卡脖子”環(huán)節(jié)，如去雄、清除父本、柔性低損收獲以及精量播種施肥監(jiān)測等，亟需加快農(nóng)機(jī)具引進(jìn)、改進(jìn)與研發(fā)步伐。為此，應(yīng)集中力量開發(fā)適用于我國制種玉米主產(chǎn)區(qū)的高效化、輕簡化、多功能、低功耗、智能化的機(jī)械裝備，并確保這些機(jī)械裝備具有自主知識產(chǎn)權(quán)，以提升行業(yè)科技自主創(chuàng)新能力。

      （1）優(yōu)化改進(jìn)去雄機(jī)關(guān)鍵技術(shù)裝備。目前國外機(jī)械化去雄技術(shù)比較成熟，但引入國內(nèi)后使用效果并不理想。我國對玉米去雄機(jī)的研究起步較晚，以仿制國外機(jī)型為主，代表性的機(jī)型有中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研發(fā)的3QXZ-6機(jī)型、酒泉奧凱種子機(jī)械股份有限公司研發(fā)出的3CX-8A高地隙自走式玉米去雄機(jī)，但仍需結(jié)合制種玉米農(nóng)藝特性與要求，以及設(shè)備作業(yè)過程中的優(yōu)缺點(diǎn)，加快去雄機(jī)技術(shù)優(yōu)化與改進(jìn)步伐。

      （2）開展自走式玉米父本割稈粉碎機(jī)的研發(fā)。制種玉米父本授粉結(jié)束后，及時(shí)清除父本能夠改善母本的通風(fēng)透光條件，減少病蟲害，提高雜交種的純度和產(chǎn)量。傳統(tǒng)的人工割除父本已不能滿足大面積種植玉米生產(chǎn)需要，因此，研制和開發(fā)出作業(yè)性能好、適應(yīng)性強(qiáng)的自走式玉米割稈粉碎機(jī)，也是解決制種玉米全程機(jī)械化的方法之一。

      （3）智能精量播種及漏播監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)。針對當(dāng)前播種機(jī)排種器缺乏監(jiān)控的問題，需研發(fā)一套智能精量播種及漏播監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過集成漏播檢測主控器，并在排種口和施肥管道上安裝高精度的漏播監(jiān)控傳感器，以實(shí)現(xiàn)播種和施肥過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。利用北斗定位終端的精準(zhǔn)定位功能，系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算出漏播或漏施的具體位置，從而確保播種和施肥的準(zhǔn)確性和均勻性。為避免地輪打滑或卡頓導(dǎo)致的漏施、施肥量不穩(wěn)定問題，需研發(fā)使用步進(jìn)電機(jī)代替地輪提供動(dòng)力的施肥系統(tǒng)，使定量播種、施肥裝置具備漏播漏施的自動(dòng)報(bào)警功能。

      （4）加強(qiáng)柔性低損收獲機(jī)械的改進(jìn)。美國OXBO玉米收獲機(jī)采用摘穗板與拉莖輥組合式設(shè)計(jì)，且拉莖輥為對刀式，摘穗板間隙可調(diào)，此種設(shè)計(jì)的機(jī)型果穗損失率較小，作業(yè)效率20hm²/日，收獲損失小，甚至可用于水果玉米的收獲。張掖市現(xiàn)有大部分玉米收獲機(jī)采用螺旋式拉莖輥，作業(yè)效率3.3~4.0hm²/日，作業(yè)過程玉米果穗和籽粒損失率高，不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和制種企業(yè)對種子質(zhì)量的要求。要借鑒先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)適宜當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)化種植模式下主要品種的柔性低損收獲機(jī)械。

      3.4重視農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合的田間試驗(yàn)研究

      制種玉米全程機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備學(xué)科群的重要分支，它深刻體現(xiàn)了農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)高度融合的現(xiàn)實(shí)需求。研究內(nèi)容涵蓋耕作方式對耕地質(zhì)量及制種玉米群體質(zhì)量的影響、適宜種植模式的探索、機(jī)械化播種及收獲機(jī)械參數(shù)的優(yōu)化、精量播種技術(shù)的提升、親本種子質(zhì)量分級的細(xì)化、土壤本底調(diào)查下水肥一體化調(diào)控對機(jī)械去雄及收獲的影響、適宜于機(jī)械化作業(yè)的植物生長調(diào)節(jié)劑篩選、蟲情智能監(jiān)測下的高效植保技術(shù)的開發(fā)、優(yōu)質(zhì)降解膜篩選及降解特性的研究、去雄機(jī)作業(yè)性能及去雄方式的優(yōu)化、收獲機(jī)械田間作業(yè)性能的對比、殘膜回收機(jī)作業(yè)性能的對比試驗(yàn)、農(nóng)機(jī)數(shù)字化監(jiān)測評價(jià)及機(jī)械化條件下生產(chǎn)成本對比核算等。

      在應(yīng)用機(jī)械去雄技術(shù)時(shí)，對于母本未露頭或剛露頭就散粉的玉米品種，應(yīng)特別關(guān)注其散粉特性對種子純度的影響。因此，研究應(yīng)聚焦于篩選和優(yōu)化雜交玉米組合，這些組合即便在機(jī)械去雄過程中雄穗被無序拋撒在行間或掛在玉米植株上，也能有效防止散粉，從而確保種子純度的穩(wěn)定。

      3.5加大農(nóng)機(jī)駕駛?cè)藛T的培訓(xùn)力度

      為有效解決農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力不足的問題，急需開展農(nóng)機(jī)實(shí)用技術(shù)培訓(xùn)和新型職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)，由市、縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站牽頭，聯(lián)合農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、高校師資力量，把農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)整體，開展復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才培訓(xùn)，重點(diǎn)針對相關(guān)專業(yè)的高校學(xué)生及農(nóng)機(jī)合作社、制種企業(yè)職工實(shí)施系統(tǒng)培訓(xùn)，大力培養(yǎng)既懂農(nóng)機(jī)駕駛操作技能，又熟悉農(nóng)藝技術(shù)的復(fù)合型人才。

      3.6推進(jìn)機(jī)械信息化建設(shè)

      依托張掖華為大數(shù)據(jù)中心建設(shè)契機(jī)，打造張掖6.67萬hm²國家級玉米制種基地大數(shù)據(jù)平臺。重點(diǎn)加強(qiáng)種業(yè)機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)處理、精裝作業(yè)裝備等核心技術(shù)的研發(fā)，加快種業(yè)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、裝備和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及示范推廣。通過空天地一體化遙感采集，精準(zhǔn)監(jiān)測玉米長勢和水分、養(yǎng)分狀況。利用AI識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制種玉米大型機(jī)械的智能化管理，建立空間地理信息數(shù)據(jù)庫，引導(dǎo)制種玉米播種、植保、去雄和收獲等大型機(jī)具跨區(qū)和錯(cuò)期聯(lián)合作業(yè)調(diào)度。合理布置制種玉米智能蟲情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)主要害蟲的生活史精準(zhǔn)聯(lián)合防治。合理布置或應(yīng)用自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)，預(yù)測預(yù)報(bào)制種玉米基地“耕種管收”的農(nóng)時(shí)節(jié)奏。

      3.7集成制種玉米全程機(jī)械化技術(shù)規(guī)程

      以張掖國家雜交玉米種子生產(chǎn)基地為依托，以農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)的制種玉米全程機(jī)械化科研基地建設(shè)為契機(jī)，針對“卡脖子”及短板技術(shù)，通過田間試驗(yàn)，開展機(jī)械裝備技術(shù)試驗(yàn)、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、機(jī)械化信息化融合技術(shù)的研究，集成制種玉米全程機(jī)械化實(shí)用技術(shù)，形成具有區(qū)域特色的可復(fù)制、可推廣的技術(shù)規(guī)程；建設(shè)高起點(diǎn)、高水平的制種玉米全程機(jī)械化科研基地，創(chuàng)建國內(nèi)一流的“綜合、通用、共享”型機(jī)械裝備示范展示平臺，高層次人才培養(yǎng)基地和國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流中心，為我國制種玉米全程機(jī)械化科研基地裝備技術(shù)發(fā)展提供決策與發(fā)展建議。

      4展望

      在制種玉米“耕種管收”的12個(gè)環(huán)節(jié)中，攻克精量播種監(jiān)測、父本清除與機(jī)械去雄、摘穗、扒皮等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，是實(shí)現(xiàn)制種玉米全程機(jī)械化的關(guān)鍵所在。農(nóng)業(yè)機(jī)械化不僅是緩解農(nóng)村勞動(dòng)力短缺現(xiàn)狀的有效途徑，更是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代發(fā)展的核心動(dòng)力。土地流轉(zhuǎn)作為大型農(nóng)業(yè)機(jī)械高效動(dòng)用的前提，將進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?、集約化。展望未來5~10年，張掖市制種玉米基地將逐步邁向“公司+基地”“公司+合作社+基地”“公司+制種大戶+基地”等多元化、現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。隨著我國信息化、智能化的不斷推進(jìn)，未來10~15年，制種玉米的智能全程機(jī)械化、無人農(nóng)場和智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)實(shí)，終將極大地提升我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。

      ?本文來自《制種玉米全程機(jī)械化存在的問題及對策建議——以甘肅省張掖市為例》，戳題目可查看全文！

      ?作者：孔東升,吳堯,王林

      ?單位：河西學(xué)院；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制種玉米全程機(jī)械化科研基地；甘肅省張掖市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站

      ?刊于《中國種業(yè)》2024年第8期第32-38頁 轉(zhuǎn)載請注明