丘陵区轻简型玉米播种机发展探讨

刘国海

摘要：丘陵山区玉米种植面积占辽宁省玉米种植总面积的43%左右，是玉米集中种植区，但种植地块普遍较小且分散，平整度差，地况复杂多变，种植模式多样，形成半机械化为主的耕种方式。结合辽宁丘陵山区特點，分析轻简型玉米播种机的技术要求和应用前景，为提升丘陵山区玉米播种机械化水平提供思路。

关键词：玉米播种机；轻简化；丘陵区；技术要求；应用前景

中图分类号：S223.2     文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2023）03-0033-03

目前，丘陵山区机械化得到国家及各省高度重视，并出台了一些利好政策。2018年国务院印发了《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》，要求推动农机装备产业向高质量发展转型，推动农业机械化向全程全面高质高效升级。2022年《辽宁省“十四五”农业机械化发展规划》明确农机装备产业高质量发展的重点在于围绕全省农业农村现代化产业急需、农民急用，梳理农机装备短板弱项，组织开展短板弱项机具研发与推广，充分发挥省级农机化协调推进机制作用，引导科研院所和农机生产企业等向短板弱项机具研发聚焦用力，积极推进新机具推广应用。播种是农业中非常重要的一个环节[1]，由于地域气候、土壤等条件的不同，各地对玉米播种机的要求差异较大。鉴于辽宁丘陵山区面积占比较大，玉米生产具有很大潜力的实际，有必要研发推广适合省情、农民需要、先进适用的玉米播种机，补齐丘陵山区机械化短板。

1 辽宁丘陵山区玉米生产机械化现状

辽宁地貌为“六山一水三分田”，耕地面积近410万hm2，占全省土地总面积的28.1%，人均耕地面积约0.1 hm2，低于全国平均水平。丘陵山区面积偏大，辽东丘陵是我国三大丘陵之一，总面积约335万hm2，是全省林业基地和生态屏障，也是粮经类作物的重要产区，其中玉米种植面积约16万hm2。辽西低山丘陵区包括朝阳市全部和阜新市细河区、清河门区、阜新县，锦州市义县，总面积34.3万hm2，为全省粮食主产区，玉米种植面积在24.7万hm2左右。从全省来看，丘陵山区玉米种植面积占全省玉米种植总面积的43%左右。从耕地状况看，丘陵山区玉米种植地块普遍较小且分散，平整度差，地况复杂多变，种植模式多样，形成半机械化为主的耕种方式。与平原地区相比，丘陵山区适用中小型农机具少，生产效率和种植效益极低，播种机械化发展明显落后，区域发展不平衡问题突出。

从机械化作业角度，6 °及以下坡缓地与平耕地相似，已基本实现机械化；6 °～15 °坡耕地使用大型农机具受限，通常使用中小型农机具和手推式播种施肥机；超过15 °的坡耕地机械化播种作业会出现机身侧移而出现漏播或浅播深播现象，农作物种植较少，部分玉米种植户通常采用手推式播种施肥机或人工作业。目前，耕地坡度6 °～15 °玉米种植面积比重较大，机械化运用潜力和丰产增效潜力很大，但大多采用人工作业或半机械化方式，尚无适宜的中小型玉米播种装备，导致生产成本大大压缩种植户效益空间。针对辽宁丘陵山地实际，有必要从技术层面加大丘陵山区轻简化玉米播种机研发，补齐丘陵山区玉米全程机械化明显短板，改变靠天吃饭的耕作方式，充分发挥并挖掘丘陵山地生产潜力，增强农业综合生产能力、农户节本增效增收能力和粮食安全保障能力。

2 丘陵山区玉米播种机发展现状

发达国家农业机械化与自动化、智能化程度融合度较高，玉米播种机主已向大型化、多功能、智能化方向发展。大型玉米播种机应用广泛，行数可达24行，幅宽达 18.6 m，作业速度10～12 km/h，最高生产率达18 hm2/h。一些现代高新技术如卫星定位系统、地理信息系统、专家智能系统、遥感技术等得到应用。美国将激光制导和电子监测系统用于动力机械以实现位置与方向的精准控制，将计量装置用于收获机械以确定产量等信息，将电子地图内叠存数据库用于施肥系统以实现肥料施用量的调整。ACCU-PLANT播种机可通过系统来调控播种机播种量计量装置，实现不同地块施肥量与播种量的同步调整。日本推出的农业服务支援系统可实现播种量、施肥量的自动控制。这些高效装备的研究与应用目标是实现作业规模化、机具大型化和控制智能化，所针对的作业区域多数为平原地区。鉴于丘陵山区的复杂地理环境和零散的地块条件，国外对丘陵山区中小型轻简化玉米播种技术装备鲜有研究。即使日本和韩国的农业机械化发展水平很高，且丘陵山区较多，但其播种机研究往往偏重于蔬菜、中药材等经济价值较高的作物，而对丘陵山区专用玉米播种机的研究没有引起关注和重视。

我国农机智能化水平与发达国家相比还有很大差距，山东省农机院、福田雷沃重工等自主研发了种子检测与自动补种系统、专用控制器与触控软件系统，具有已播数、重播数、漏播数计量功能，缺种、堵塞故障报警功能，以及自动补种功能，并实现株距与施肥量的电动无级调节。基于GPS和北斗导航系统研发的智能变量播种、施肥、旋耕复合作业机具，可通过后台调控机具作业参数。国内以大数据、物联网、5G通讯等技术为支撑，集成物联网、5G通信、大数据、云计算、卫星遥感等技术，已研发出农业机器人、无人驾驶、计算机视觉检测系统等智能装备，推动我国耕种收机械化向大型化高效化智能化方向迈进。但在丘陵山区，这些先进装备难有施展空间，导致丘陵山区机械化水平成为我国农业生产全程机械化的短板。

3 丘陵山区精简型玉米播种机研发路径分析

3.1 排种器的选择

玉米精密播种具有省种、省时和高产等优点[2]，玉米精密播种机械与传统播种机械相比具有更好的科学性与先进性[3]。以玉米播种机为例，其主要工作部件排种器可分为机械式和气力式两种。气力式排种器包括气吸式排种器、气吹式排种器、气压式排种器等，一般由风机产生真空吸力或工作压力致使种子贴附在型孔上，进而完成充种或清种作业。这种排种器对种子形状和尺寸要求不严且种子破碎率低，故大多用于高速作业和大中型播种机。但其结构相对复杂且制造精度较高，故在丘陵山区玉米播种机难以采用气力式排种方式。丘陵山区玉米播种机主要采用机械式排种器，包括窝眼轮式排种器、外槽轮式排种器、转盘式排种器、勺轮式排种器等，其共同特点是结构简单、成本低廉，缺点是对种子大小要求严格，种子破碎率偏高，通用性偏低。

3.2 行走方式的选择

目前，我国玉米播种机生产企业数量在500家左右，其中与小型动力配套的播种机和畜力播种机产量占比较大。这些小型玉米播种机一般以微耕机为动力，或以人、畜为动力。尤其在坡度較大、动力难以使用的地块，通常使用扎枪式播种器、滚动式播种器，也可使用手推式单行、双行玉米点播机。小型机械式播种机按行走方式分为轮式播种机和链轨式播种机。轮式播种机能通过更换不同排种轮来播种玉米、大豆、花生，还可更换不同配件用以完成施肥、松土、除草、开沟、扶垄、培土等作业，进而达到一机多用的效果。这种施肥播种机的行距、株距可调，作业效率在0.2 hm2/h左右，其特点是对地附着性能好，可在土壤潮湿及松软地带通行作业。

3.3 拟解决的关键技术问题

丘陵山区玉米播种机械化水平低的主因在于适宜平原地区的高性能播种机难以在条条块块、沟沟坎坎、起伏不平的地块应用，而实用型小型化播种机研发生产普遍不受重视，产业发展动力不足。这就需要农机相关部门在关注平原地区玉米播种机械向大型化智能化发展的同时，也要注重丘陵山区玉米播种装备研发和实用化生产。辽宁丘陵山区玉米种植面积40多万hm2，但播种机械化水平仅在50%左右，成为全省玉米全程机械化的明显短板，亟待以问题为导向，以轻简化实用化为目标，着力解决技术问题，推动全省农机化向全程全面发展。重点解决以下技术问题：一是地形地貌复杂导致玉米播深一致性差、漏播率较高、大小苗现象普遍等问题，需在仿型设计上创新改进。二是丘陵山区田块小、不规则、坡地多，平原使用的大型动力在此难以施展，微耕机等小型动力略显不足，手扶拖拉机多用于旋耕、起垄、镇压而很少用于播种作业，导致轻简化播种施肥机具奇缺，这就需要解决动力与配套机具匹配不合理问题。三是复杂地形容易导致地轮打滑，出现漏播等播种均匀性不佳问题，需用技术手段提高播种均匀度和减少漏播率。

4 提升丘陵山区玉米机械化水平的技术路径

4.1 加强“宜机化”改造

为保障国家粮食安全，国家层面强调要“加强高标准农田、农田水利、农业机械化等现代农业基础设施建设，提升农业科技创新水平并加快推广使用，增强粮食生产能力和防灾减灾能力”。辽宁省在农业机械化“十四五”发展规划中也强调要推进机械化生产与农田建设相适应，明确高标准农田建设、农村土地综合整治田间道路、田块长度宽度与平整度等“宜机化”要求，推动农田地块小并大、短并长、陡变平、弯变直和互联互通，重点支持丘陵山区开展“宜机化”。“宜机化”改造就是为机械化高效作业创造良好的道路条件，使其能爬坡、进山、入地。由于丘陵山区地理地貌的特殊性和复杂性，“宜机化”改造难度很大，且需要政府部门承担土地整治任务。这就需要统筹政府资源，加快补齐丘陵山区农业机械化薄弱短板，为增强丘陵山区农业综合生产能力创造条件。

4.2 加大资金支持力度

基于农业机械化发展和农业生产能力提升的需要，进一步拓展财政支持农机化发展领域与范围，突破丘陵山区播种施肥机械化薄弱环节，加大丘陵山区农林机械及高端农机装备研发支持力度。支持农机化科技创新，鼓励和引导高校院所和企业开展技术攻关，构建以企业为主体、科技为支撑、市场为导向的农机装备创新体系，以充分挖掘丘陵山区农业生产潜力，推动农业增效、农民增收和乡村振兴。

4.3 优化农机装备产业布局

支持企业向“专、精、特、新”方向发展，加快推广适合省情、农民需要、先进适用的农机装备，注重发展适应小农生产、丘陵山区作业的高效专用农业机械，建立适宜区域发展的全程机械化技术路线和发展模式，促进农机均衡化协调发展。

参考文献

[1] 罗欣，张唐娟，姚金岑.玉米播种机研究现状及发展趋势[J].农业开发与装备，2019（8）：25.

[2] 刘慧敏.探讨玉米精密播种机械发展现状[J].北京农业：2013（6）：141.

[3] 李海福.探讨玉米精密播种机械发展现状[J].科技经济市场，2015（4）：78-79.

Discussion on the Development of Light and Simple Corn Planter in Hilly Area

LIU Guohai

（Agricultural Technology Extension Service Center， Shuiyuan Town， Dashiqiao City， Yingkou Liaoning 115116 ，China）

Abstract： The planting area of corn in hilly and mountainous areas accounts for about 43% of the total planting area of corn in Liaoning Province， which is a concentrated planting area of corn. However， the planting plots are generally small and scattered， with poor flatness， complex and changeable land conditions， and diverse planting patterns， forming a semi-mechanized farming method. Combined with the characteristics of hilly and mountainous areas in Liaoning province， the technical requirements and application prospects of light and simplified corn planter are analyzed， so as to provide ideas for improving the mechanization level of corn sowing in hilly and mountainous areas.

Key words： corn planter; light simplification; hilly area; technical requirements; application prospect