高粱產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)如何與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械相結(jié)合

史紅梅，宋旭東，李愛軍，張桂香，曹昌林，李作一，張海燕

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西晉中030600）

糧食是人類生存的基本保障，人類增加糧食供應(yīng)的途徑主要有2個：擴(kuò)大糧食種植面積和在現(xiàn)有土地上盡可能地產(chǎn)出更多的糧食。人類歷史上大多數(shù)時期是采取第1種途徑：擴(kuò)大種植土地。近年來，由于新開發(fā)土地的可利用率減少和人口的增長，不得不采取第2種途徑：在現(xiàn)有土地上盡可能多地產(chǎn)出更多的糧食。這種途徑除育種技術(shù)外，還有有效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕作方式，包括機(jī)械化（播種、中耕、收割）、合理施肥、有效灌溉等。據(jù)測算（C-D函數(shù)），1990—2000年，我國農(nóng)業(yè)使用先進(jìn)的農(nóng)機(jī)化技術(shù)對增加糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率達(dá)到11.17%～20.79%[1]。特別是在搶農(nóng)時和抵御自然災(zāi)害等方面，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的作用是不可替代的。2000年，我國有效灌溉面積中，70%是機(jī)電排灌面積，使我國旱災(zāi)成災(zāi)率降低10%，水災(zāi)成災(zāi)率降低20%；全國有機(jī)動植保機(jī)械100多萬臺，能及時有效地控制病蟲害，平均每年挽回糧、棉損失分別達(dá)總產(chǎn)量的10%和30%左右[2-4]。機(jī)械化旱地保護(hù)性耕作技術(shù)給無灌溉條件地區(qū)抵御干旱危害帶來了希望[4]?，F(xiàn)階段，科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已成為整個世界的驅(qū)動力，我們已進(jìn)入一個工業(yè)化、現(xiàn)代化的進(jìn)程，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中小麥、水稻、玉米已逐漸走向全程機(jī)械化，高粱產(chǎn)業(yè)只有適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，才能保障高粱的供需平衡。

1 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及其在農(nóng)業(yè)中的地位

1982年，國家允許農(nóng)民私人購買大中型拖拉機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械，并提出發(fā)展小型農(nóng)業(yè)機(jī)械的構(gòu)想；1984年，允許農(nóng)民私人拖拉機(jī)從事營業(yè)性運輸。這2項政策為農(nóng)村機(jī)械化注入了活力[5-6]。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，農(nóng)機(jī)所有制結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，使個體經(jīng)營戶迅猛發(fā)展，農(nóng)民逐步成為農(nóng)機(jī)化事業(yè)的投資、經(jīng)營主體。以農(nóng)民為主體、多種經(jīng)濟(jì)成分并存的多元化投入機(jī)制初步形成，農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)入了以市場為主導(dǎo)的發(fā)展階段[7]。2004年，《農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》頒布實施，改善了農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展環(huán)境，極大地調(diào)動了農(nóng)民、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織購置和使用農(nóng)業(yè)機(jī)械的積極性，促進(jìn)了農(nóng)機(jī)化新技術(shù)、新機(jī)具的普及應(yīng)用[8]，農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時期。到2005年底，我國農(nóng)機(jī)工業(yè)總產(chǎn)值為1 083億元，全國農(nóng)機(jī)總動力6.8億kW，大中型拖拉機(jī)8.9萬臺，聯(lián)合收獲機(jī)47.4萬臺，水稻插秧機(jī)8.0萬臺。全國機(jī)耕、播種、收獲綜合機(jī)械化水平達(dá)到36.50%，在糧食作物中，小麥機(jī)播和機(jī)收水平達(dá)到80%，基本實現(xiàn)了機(jī)械化；水稻機(jī)收水平達(dá)到30%，機(jī)械化種植水平達(dá)到10%；玉米的機(jī)播水平達(dá)到了50%[9-11]，機(jī)械化收割水平還相當(dāng)?shù)?；高粱、棉花、甘蔗、油菜等作物及牧草生產(chǎn)機(jī)械化水平更低。目前，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)領(lǐng)域正由糧食作物向經(jīng)濟(jì)作物、大田農(nóng)業(yè)向設(shè)施農(nóng)業(yè)、種植業(yè)向養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展，由產(chǎn)中向產(chǎn)前、產(chǎn)后延伸，發(fā)展空間不斷擴(kuò)大。雖然我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)取得了巨大發(fā)展、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的步伐加快，但是同世界先進(jìn)國家、甚至世界平均水平相比，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平還很低。

歐、美、日等發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)40～60年代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就實現(xiàn)了機(jī)械化，農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。日本和美國的學(xué)者研究顯示，1880—1960年80 a間，農(nóng)業(yè)機(jī)械化對美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率增長的貢獻(xiàn)率達(dá)70%；2000年，美國工程院把農(nóng)業(yè)機(jī)械化評為20世紀(jì)對人類社會生活影響最大的20項工程技術(shù)之一，說明農(nóng)業(yè)機(jī)械化對美國乃至世界的農(nóng)業(yè)發(fā)展有重要影響。目前，美國農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘?.20%，農(nóng)業(yè)勞動者僅占總?cè)丝诘?%，平均每個農(nóng)業(yè)勞動力負(fù)擔(dān)人口達(dá)128人；法國農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘?.20%，農(nóng)業(yè)勞動者僅占總?cè)丝诘?.40%，占全社會從業(yè)人員的4.24%，平均每個農(nóng)業(yè)勞動力負(fù)擔(dān)耕地面積21 hm2[12]。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)的發(fā)展，從事農(nóng)業(yè)的人口比例下降，更多的人從事其他工作，推動了其他行業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)繁榮。

2 高粱生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀及其在山西省農(nóng)業(yè)中的地位

在20世紀(jì)六七十年代，高粱作為主要糧食作物之一，解決了我國某些地區(qū)當(dāng)時的糧食危機(jī)。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，人類生活水平的提高，小麥、水稻、玉米等作物的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，生產(chǎn)效益大幅增加，高粱由于適口性差，逐漸退出了主要食糧和五大作物的地位，進(jìn)入了小雜糧行列，用途也由食用變?yōu)獒勗鞓I(yè)的工業(yè)原料，種植面積大幅萎縮。但高粱抗旱、耐瘠、耐鹽堿、適應(yīng)性強(qiáng)、種植范圍廣及其高光效的光合特性，還有其獨特的單寧成分，在釀造行業(yè)中具有無可取代的作用，其是釀造業(yè)的主要原料。山西省素有酒都、醋鄉(xiāng)之稱，山西杏花村汾酒廠與老陳醋的主要原料均來自高粱。近年來，山西省白酒與老陳醋產(chǎn)量逐年擴(kuò)大，對高粱的需求量逐年增多，但全省高粱由于種植面積的下滑，其產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的需求。據(jù)不完全統(tǒng)計，近幾年山西省高粱播種面積為18萬hm2，占糧食作物播種面積的4%左右；產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)的6%～7%；單產(chǎn)水平在4 500 kg/hm2左右[13]。

我省有450萬hm2耕地，70%的耕地是旱地，由于高粱抗旱、耐瘠的特性，在旱地種植高粱較種植玉米有著無比的優(yōu)越性，并且高粱和玉米的產(chǎn)量及價格基本持平。但隨著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，以及高粱種植效益的逐年下降（間苗困難、蚜蟲防治繁瑣、機(jī)收程度低），打工效益逐年上漲，吸引和推動了多數(shù)青壯年勞力外出打工，耕種土地的人幾乎都是老人和婦女，種植省工省力的玉米適應(yīng)了當(dāng)前節(jié)約勞動力的現(xiàn)狀。因此，迫切需要提高高粱種植的機(jī)械化程度，才有利于其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。實現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)是提高高粱種植面積的先決條件。機(jī)械化生產(chǎn)省工省時，可以把農(nóng)民從繁重的體力勞動中解放出來，只有實現(xiàn)了機(jī)械化，才能實現(xiàn)高粱生產(chǎn)現(xiàn)代化[14]。在機(jī)械化方面，玉米種植比較領(lǐng)先，50%～60%的播種面積實行單粒播種，高粱由于籽粒較小以及種子質(zhì)量低下，難以推行單粒點播，仍采用傳統(tǒng)的種植方式，種植后必須實行人工間苗，增加了勞動強(qiáng)度，限制了人們種植高粱的積極性，因此，高粱的機(jī)械化程度決定高粱的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，高粱種植與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械相結(jié)合顯得尤為重要，意義也較深遠(yuǎn)。

3 高粱產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)如何與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械相結(jié)合

3.1 品種的選育要適應(yīng)機(jī)械化的操作

選育耐密高粱品種是高粱機(jī)械化種植的首要因素。目前，我國推廣的高粱品種種植密度在120 000株/hm2左右[15-16]，分蘗和倒伏是2大不利于機(jī)械化操作的因素。在出苗定植后，會出現(xiàn)分蘗現(xiàn)象，分蘗的植株有時能自然退化，但水肥供應(yīng)充足的情況下生長會旺盛，在正常年份分蘗果穗能正常成熟，但分蘗植株的株高較主莖高20～30 cm，使收獲期穗位出現(xiàn)2個層次，不利于機(jī)械化收獲。倒伏是由于植株高、穗頭大造成的，如晉雜12號、晉中405株高為200～210 cm，穗頭較大，種植密度為110 000～120 000株/hm2。而晉雜15號、晉雜16號、赤育8號等株高為170～180 cm，穗頭適中，種植密度能提到120 000～150 000株/hm2，分蘗和倒伏不宜出現(xiàn)。國外高粱的種植密度一般為180 000～225 000株/hm2，在這種密度條件下，能充分抑制高粱的分蘗特性，所以，幾乎沒有分蘗現(xiàn)象，成熟期穗位整齊一致。所以，從密度上考慮，要選育耐密植品種；依靠群體密度來達(dá)到現(xiàn)有的產(chǎn)量水平。因此，株型緊湊、葉片上沖、穗型松緊合理、株高低是選育的目標(biāo)性狀。其次，選育中早熟品種更有利于高粱機(jī)械化收獲。因為中早熟品種成熟早、脫水快，機(jī)械化收割時，不宜打爛籽粒；穗周圍的葉片老化后干燥，收獲時容易吹出，與籽粒分離徹底，收獲的籽粒凈度高；成熟早，造成個體產(chǎn)量相對低，由于群體密度增大，整體產(chǎn)量卻不會降低。

3.2 高粱的配套栽培技術(shù)要圍繞機(jī)械化進(jìn)行

機(jī)械化要求的配套栽培措施要求種子發(fā)芽率達(dá)90%以上，有利于單粒播種，省去間苗、定苗程序；通過調(diào)整種植行距，便于苗期中耕培土及成熟期機(jī)械化收割。山西省農(nóng)科院高粱研究所在研制單粒播種機(jī)期間，總結(jié)出配套的栽培模式，即單粒寬行密植法。即：先對種子進(jìn)行精選，保證顆粒大小均勻，無雜質(zhì)、籽粒著殼率小于2%，發(fā)芽率與發(fā)芽勢均在80%以上。采用單粒精播機(jī)以行距50 cm，株距10～13 cm進(jìn)行播種。同時施控釋肥（或普通復(fù)合肥）750～1 125 kg/hm2，每公頃噴銹去津除草劑2.7 kg對水375 kg，一次性完成。出苗后植株生長到8～9片展開葉時進(jìn)行機(jī)中耕或畜力中耕1次，待籽粒成熟度為蠟熟末期時，用聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收獲。全生育期注意蚜蟲防治，防治方法用40%氧化樂果1 000～2 000倍液噴灑，每15 kg水再配吡蟲啉5～8 g即可。

3.3 要有適應(yīng)高粱機(jī)械化栽培的配套農(nóng)機(jī)具

當(dāng)前，高粱專用單粒精密播種技術(shù)基本解決。山西省農(nóng)科院高粱所與經(jīng)緯機(jī)械（集團(tuán)）通用機(jī)械有限公司聯(lián)合研制成功的高粱單粒精密播種機(jī)，已通過山西省科技廳組織的成果鑒定。其單粒機(jī)播與常規(guī)機(jī)種方式相比，產(chǎn)量相當(dāng)，但通過單粒播種節(jié)約了用種量，省去了間苗、定苗的工作量。經(jīng)測算，單粒機(jī)播可比常規(guī)播種每公頃節(jié)約種子11.25～15.00 kg，折合人民幣337.5～450.0元；節(jié)約間苗用工費用1 200～1 500元；2項合計節(jié)約開支1 530～1 950元，提高經(jīng)濟(jì)效益10%～20%左右；更重要的是降低了勞動強(qiáng)度，易被高粱種植戶接受。目前，高粱中耕還以人工、畜力為主，效率低；改變現(xiàn)狀要有適合于中耕的拖拉機(jī)和配套的中耕機(jī)，要求拖拉機(jī)的輪胎直徑要大，寬度要小，才有利于在行壟間作業(yè)。高粱機(jī)械化收獲是高粱種植中重要的一個環(huán)節(jié)，是解決高粱種植全程機(jī)械化的一個瓶頸。2010年，根據(jù)山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣總站農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣項目的安排，汾陽市農(nóng)機(jī)研究推廣站在汾陽市孝臣村建立了高粱機(jī)械化生產(chǎn)試驗示范基地。秋季，汾陽市農(nóng)機(jī)研究推廣站對4GL-2.5A型高粱聯(lián)合收獲機(jī)、4LZ-2.5型玉米籽粒收獲機(jī)和北京-2.5型谷物聯(lián)合收獲機(jī)（改制型）進(jìn)行了收獲試驗、示范考核，3種機(jī)型均有效地解決了高粱的收獲技術(shù)難題，具有省工、省時、高效的特點，是今后高粱收獲機(jī)主推趨向，如收獲后秸稈直接還田，將會更加完善高粱的聯(lián)合收獲工作[17]。

4 加強(qiáng)高粱產(chǎn)業(yè)化與機(jī)械化的市場應(yīng)用

城市化加快，農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移，農(nóng)村勞動力緊缺而形成對農(nóng)業(yè)機(jī)械化的強(qiáng)烈需求，使農(nóng)業(yè)機(jī)械化的最終實現(xiàn)成為可能[18-19]。農(nóng)村勞動力的減少及日趨高齡化、婦女化，對農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展提出了更高的要求。目前，我國農(nóng)機(jī)化已進(jìn)入初級階段后期，準(zhǔn)備邁向中級階段。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及其實力的不斷增強(qiáng)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將逐步向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，中國的農(nóng)業(yè)機(jī)械化必將得到快速發(fā)展。高粱產(chǎn)業(yè)化在機(jī)械化與其配套技術(shù)的推動下，逐步跟上時代步伐，充分發(fā)揮高粱的利用率，擴(kuò)大山西省高粱種植面積，以滿足山西省釀造業(yè)的原料供應(yīng)，充分發(fā)揮高粱的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

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