蘇家屯區(qū)水稻收獲機(jī)械化適宜經(jīng)營規(guī)模分析

趙真+姚佳

摘要：合理的機(jī)具配備是水稻生產(chǎn)機(jī)械化效益充分發(fā)揮的前提。以蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲作業(yè)為例，調(diào)查分析兩種水稻收獲機(jī)的技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)，通過建立數(shù)學(xué)模型，確定其適宜經(jīng)營規(guī)模，為蘇家屯區(qū)水稻收獲機(jī)具的合理選擇及配備提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械化；水稻；收獲機(jī)；數(shù)學(xué)模型；經(jīng)營規(guī)模

中圖分類號：S225.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）01-0077-02

作業(yè)機(jī)具合理配備是充分發(fā)揮水稻生產(chǎn)機(jī)械化效益的重要條件之一。機(jī)具配備的主要考慮因素包括機(jī)具作業(yè)成本、作業(yè)效率、最小和最大經(jīng)營規(guī)模等指標(biāo)，這些指標(biāo)可以通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算、評定。以蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化插秧作業(yè)為例，選擇適合當(dāng)?shù)赝茝V使用的兩種水稻收獲機(jī)，分析其技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)，確定其適宜經(jīng)營規(guī)模，為蘇家屯區(qū)合理選擇、配備收獲機(jī)具提供依據(jù)。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 機(jī)具生產(chǎn)費用的數(shù)學(xué)模型

機(jī)具在一定作業(yè)量下的生產(chǎn)費用計算公式為：

f=[i（1+i）n]/[（1+i）n-1]×（P/X）+O+L+G （1）

式中：f為機(jī)具作業(yè)每公頃總費用，元；P為初始投資，元；i為資金年利率，取6%；n為機(jī)具的技術(shù)壽命，年；X為機(jī)具的年總作業(yè)量，hm2；O為油料費，元/hm2；L為維修費，元/hm2；G為人工操作費，元/hm2。

式（1）表明某一機(jī)具在生產(chǎn)過程中每公頃總費用與年作業(yè)量之間的數(shù)學(xué)模型，它是雙曲線，即每公頃作業(yè)費用隨年作業(yè)量的增加而減小。

1.2 機(jī)具作業(yè)臨界規(guī)模的數(shù)學(xué)模型

1） 機(jī)具作業(yè)年最小臨界規(guī)模Xmin的確定原則為：

機(jī)具作業(yè)總費用≤人工作業(yè)費fr （2）

將式（2）代入式（1）中，即可求出機(jī)具作業(yè)最小臨界規(guī)模Xmin。

2） 機(jī)具年作業(yè)量受作業(yè)適時期的限制。年最大作業(yè)量，即最大臨界規(guī)模為：

Xmax=K×D×H×Q （3）

式中：K為作業(yè)日期利用系數(shù)，K=0.7～0.8；D為最佳作業(yè)適宜天數(shù)，d；H為平均每天作業(yè)時長，h/d；Q為機(jī)組生產(chǎn)率，hm2/h。

根據(jù)數(shù)學(xué)模型（1），（2），（3）可以確定某一機(jī)具生產(chǎn)作業(yè)的臨界規(guī)模，并可確定某一作業(yè)環(huán)節(jié)最適用的機(jī)具。

2 水稻收獲機(jī)具適宜規(guī)模分析

2.1 建立公頃費用與年作業(yè)量數(shù)學(xué)模型

近年來，沈陽市蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲發(fā)展迅速，有效地解決了水稻收獲季節(jié)性強(qiáng)和勞動強(qiáng)度大的問題，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。選擇兩種適合蘇家屯水稻生產(chǎn)的不同類型的收獲機(jī)，即井關(guān)4LBZ-145B水稻收獲機(jī)和久保田PRO688Q水稻收獲機(jī)，利用數(shù)學(xué)模型（1）建立這兩種收獲機(jī)的公頃費用與年作業(yè)量數(shù)學(xué)模型。經(jīng)調(diào)查、統(tǒng)計、計算，得出模型中的參數(shù)，見表1和表2。

將表1和表2中的參數(shù)帶入數(shù)學(xué)模型（1）中，得出兩種收獲機(jī)的公頃費用數(shù)學(xué)模型分別為：

f1=86 146.2/X+643.1

f2=49 382.5/X+581.3

根據(jù)以上數(shù)學(xué)模型，分別繪出兩種收獲機(jī)的機(jī)組費用曲線，如圖1和圖2所示。曲線的交點為水稻收獲的盈虧平衡點。

2.2 確定最小臨界規(guī)模

依據(jù)數(shù)學(xué)模型（2）確定兩種收獲機(jī)作業(yè)的最小臨界規(guī)模。根據(jù)調(diào)查分析，人工收獲水稻的費用為fr=2 400元/hm2，將參數(shù)代入數(shù)學(xué)模型（2）中得：

f1=86 146.2/X+643.1=fr=2 400

f2=49 382.5/X+581.3=fr=2 400

計算得出兩種收獲機(jī)的最小臨界規(guī)模分別為：49.0 hm2和27.2 hm2。

2.3 確定最大臨界規(guī)模

依據(jù)數(shù)學(xué)模型（3）確定最大臨界規(guī)模，即Xmax=K×D×H×Q。兩種收獲機(jī)在該數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)及計算出的規(guī)模與費用見表3。

由表3可以看出：久保田PRO688Q收獲機(jī)的收獲適應(yīng)性要比井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)好，前者的作業(yè)規(guī)模在27.2～90.0 hm2范圍內(nèi)變動；井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)的機(jī)械化程度較高，可一次性完成收割和脫粒，但是該機(jī)具的其他費用較高，并且作業(yè)規(guī)模需達(dá)49.0～98.0 hm2才能實現(xiàn)規(guī)模效益。

3 結(jié)論

通過建立數(shù)學(xué)模型，確定兩種水稻收獲機(jī)具的適宜經(jīng)營規(guī)模：井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)適宜規(guī)模為49.0～98.0 hm2，久保田PR0688Q收獲機(jī)適宜規(guī)模為27.2～90.0 hm2。在蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲環(huán)節(jié)中，可參照該結(jié)果，根據(jù)作業(yè)規(guī)模選擇適宜機(jī)具。

摘要：合理的機(jī)具配備是水稻生產(chǎn)機(jī)械化效益充分發(fā)揮的前提。以蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲作業(yè)為例，調(diào)查分析兩種水稻收獲機(jī)的技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)，通過建立數(shù)學(xué)模型，確定其適宜經(jīng)營規(guī)模，為蘇家屯區(qū)水稻收獲機(jī)具的合理選擇及配備提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械化；水稻；收獲機(jī)；數(shù)學(xué)模型；經(jīng)營規(guī)模

中圖分類號：S225.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）01-0077-02

作業(yè)機(jī)具合理配備是充分發(fā)揮水稻生產(chǎn)機(jī)械化效益的重要條件之一。機(jī)具配備的主要考慮因素包括機(jī)具作業(yè)成本、作業(yè)效率、最小和最大經(jīng)營規(guī)模等指標(biāo)，這些指標(biāo)可以通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算、評定。以蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化插秧作業(yè)為例，選擇適合當(dāng)?shù)赝茝V使用的兩種水稻收獲機(jī)，分析其技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)，確定其適宜經(jīng)營規(guī)模，為蘇家屯區(qū)合理選擇、配備收獲機(jī)具提供依據(jù)。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 機(jī)具生產(chǎn)費用的數(shù)學(xué)模型

機(jī)具在一定作業(yè)量下的生產(chǎn)費用計算公式為：

f=[i（1+i）n]/[（1+i）n-1]×（P/X）+O+L+G （1）

式中：f為機(jī)具作業(yè)每公頃總費用，元；P為初始投資，元；i為資金年利率，取6%；n為機(jī)具的技術(shù)壽命，年；X為機(jī)具的年總作業(yè)量，hm2；O為油料費，元/hm2；L為維修費，元/hm2；G為人工操作費，元/hm2。

式（1）表明某一機(jī)具在生產(chǎn)過程中每公頃總費用與年作業(yè)量之間的數(shù)學(xué)模型，它是雙曲線，即每公頃作業(yè)費用隨年作業(yè)量的增加而減小。

1.2 機(jī)具作業(yè)臨界規(guī)模的數(shù)學(xué)模型

1） 機(jī)具作業(yè)年最小臨界規(guī)模Xmin的確定原則為：

機(jī)具作業(yè)總費用≤人工作業(yè)費fr （2）

將式（2）代入式（1）中，即可求出機(jī)具作業(yè)最小臨界規(guī)模Xmin。

2） 機(jī)具年作業(yè)量受作業(yè)適時期的限制。年最大作業(yè)量，即最大臨界規(guī)模為：

Xmax=K×D×H×Q （3）

式中：K為作業(yè)日期利用系數(shù)，K=0.7～0.8；D為最佳作業(yè)適宜天數(shù)，d；H為平均每天作業(yè)時長，h/d；Q為機(jī)組生產(chǎn)率，hm2/h。

根據(jù)數(shù)學(xué)模型（1），（2），（3）可以確定某一機(jī)具生產(chǎn)作業(yè)的臨界規(guī)模，并可確定某一作業(yè)環(huán)節(jié)最適用的機(jī)具。

2 水稻收獲機(jī)具適宜規(guī)模分析

2.1 建立公頃費用與年作業(yè)量數(shù)學(xué)模型

近年來，沈陽市蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲發(fā)展迅速，有效地解決了水稻收獲季節(jié)性強(qiáng)和勞動強(qiáng)度大的問題，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。選擇兩種適合蘇家屯水稻生產(chǎn)的不同類型的收獲機(jī)，即井關(guān)4LBZ-145B水稻收獲機(jī)和久保田PRO688Q水稻收獲機(jī)，利用數(shù)學(xué)模型（1）建立這兩種收獲機(jī)的公頃費用與年作業(yè)量數(shù)學(xué)模型。經(jīng)調(diào)查、統(tǒng)計、計算，得出模型中的參數(shù)，見表1和表2。

將表1和表2中的參數(shù)帶入數(shù)學(xué)模型（1）中，得出兩種收獲機(jī)的公頃費用數(shù)學(xué)模型分別為：

f1=86 146.2/X+643.1

f2=49 382.5/X+581.3

根據(jù)以上數(shù)學(xué)模型，分別繪出兩種收獲機(jī)的機(jī)組費用曲線，如圖1和圖2所示。曲線的交點為水稻收獲的盈虧平衡點。

2.2 確定最小臨界規(guī)模

依據(jù)數(shù)學(xué)模型（2）確定兩種收獲機(jī)作業(yè)的最小臨界規(guī)模。根據(jù)調(diào)查分析，人工收獲水稻的費用為fr=2 400元/hm2，將參數(shù)代入數(shù)學(xué)模型（2）中得：

f1=86 146.2/X+643.1=fr=2 400

f2=49 382.5/X+581.3=fr=2 400

計算得出兩種收獲機(jī)的最小臨界規(guī)模分別為：49.0 hm2和27.2 hm2。

2.3 確定最大臨界規(guī)模

依據(jù)數(shù)學(xué)模型（3）確定最大臨界規(guī)模，即Xmax=K×D×H×Q。兩種收獲機(jī)在該數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)及計算出的規(guī)模與費用見表3。

由表3可以看出：久保田PRO688Q收獲機(jī)的收獲適應(yīng)性要比井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)好，前者的作業(yè)規(guī)模在27.2～90.0 hm2范圍內(nèi)變動；井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)的機(jī)械化程度較高，可一次性完成收割和脫粒，但是該機(jī)具的其他費用較高，并且作業(yè)規(guī)模需達(dá)49.0～98.0 hm2才能實現(xiàn)規(guī)模效益。

3 結(jié)論

通過建立數(shù)學(xué)模型，確定兩種水稻收獲機(jī)具的適宜經(jīng)營規(guī)模：井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)適宜規(guī)模為49.0～98.0 hm2，久保田PR0688Q收獲機(jī)適宜規(guī)模為27.2～90.0 hm2。在蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲環(huán)節(jié)中，可參照該結(jié)果，根據(jù)作業(yè)規(guī)模選擇適宜機(jī)具。

摘要：合理的機(jī)具配備是水稻生產(chǎn)機(jī)械化效益充分發(fā)揮的前提。以蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲作業(yè)為例，調(diào)查分析兩種水稻收獲機(jī)的技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)，通過建立數(shù)學(xué)模型，確定其適宜經(jīng)營規(guī)模，為蘇家屯區(qū)水稻收獲機(jī)具的合理選擇及配備提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械化；水稻；收獲機(jī)；數(shù)學(xué)模型；經(jīng)營規(guī)模

中圖分類號：S225.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）01-0077-02

作業(yè)機(jī)具合理配備是充分發(fā)揮水稻生產(chǎn)機(jī)械化效益的重要條件之一。機(jī)具配備的主要考慮因素包括機(jī)具作業(yè)成本、作業(yè)效率、最小和最大經(jīng)營規(guī)模等指標(biāo)，這些指標(biāo)可以通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算、評定。以蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化插秧作業(yè)為例，選擇適合當(dāng)?shù)赝茝V使用的兩種水稻收獲機(jī)，分析其技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)，確定其適宜經(jīng)營規(guī)模，為蘇家屯區(qū)合理選擇、配備收獲機(jī)具提供依據(jù)。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 機(jī)具生產(chǎn)費用的數(shù)學(xué)模型

機(jī)具在一定作業(yè)量下的生產(chǎn)費用計算公式為：

f=[i（1+i）n]/[（1+i）n-1]×（P/X）+O+L+G （1）

式中：f為機(jī)具作業(yè)每公頃總費用，元；P為初始投資，元；i為資金年利率，取6%；n為機(jī)具的技術(shù)壽命，年；X為機(jī)具的年總作業(yè)量，hm2；O為油料費，元/hm2；L為維修費，元/hm2；G為人工操作費，元/hm2。

式（1）表明某一機(jī)具在生產(chǎn)過程中每公頃總費用與年作業(yè)量之間的數(shù)學(xué)模型，它是雙曲線，即每公頃作業(yè)費用隨年作業(yè)量的增加而減小。

1.2 機(jī)具作業(yè)臨界規(guī)模的數(shù)學(xué)模型

1） 機(jī)具作業(yè)年最小臨界規(guī)模Xmin的確定原則為：

機(jī)具作業(yè)總費用≤人工作業(yè)費fr （2）

將式（2）代入式（1）中，即可求出機(jī)具作業(yè)最小臨界規(guī)模Xmin。

2） 機(jī)具年作業(yè)量受作業(yè)適時期的限制。年最大作業(yè)量，即最大臨界規(guī)模為：

Xmax=K×D×H×Q （3）

式中：K為作業(yè)日期利用系數(shù)，K=0.7～0.8；D為最佳作業(yè)適宜天數(shù)，d；H為平均每天作業(yè)時長，h/d；Q為機(jī)組生產(chǎn)率，hm2/h。

根據(jù)數(shù)學(xué)模型（1），（2），（3）可以確定某一機(jī)具生產(chǎn)作業(yè)的臨界規(guī)模，并可確定某一作業(yè)環(huán)節(jié)最適用的機(jī)具。

2 水稻收獲機(jī)具適宜規(guī)模分析

2.1 建立公頃費用與年作業(yè)量數(shù)學(xué)模型

近年來，沈陽市蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲發(fā)展迅速，有效地解決了水稻收獲季節(jié)性強(qiáng)和勞動強(qiáng)度大的問題，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。選擇兩種適合蘇家屯水稻生產(chǎn)的不同類型的收獲機(jī)，即井關(guān)4LBZ-145B水稻收獲機(jī)和久保田PRO688Q水稻收獲機(jī)，利用數(shù)學(xué)模型（1）建立這兩種收獲機(jī)的公頃費用與年作業(yè)量數(shù)學(xué)模型。經(jīng)調(diào)查、統(tǒng)計、計算，得出模型中的參數(shù)，見表1和表2。

將表1和表2中的參數(shù)帶入數(shù)學(xué)模型（1）中，得出兩種收獲機(jī)的公頃費用數(shù)學(xué)模型分別為：

f1=86 146.2/X+643.1

f2=49 382.5/X+581.3

根據(jù)以上數(shù)學(xué)模型，分別繪出兩種收獲機(jī)的機(jī)組費用曲線，如圖1和圖2所示。曲線的交點為水稻收獲的盈虧平衡點。

2.2 確定最小臨界規(guī)模

依據(jù)數(shù)學(xué)模型（2）確定兩種收獲機(jī)作業(yè)的最小臨界規(guī)模。根據(jù)調(diào)查分析，人工收獲水稻的費用為fr=2 400元/hm2，將參數(shù)代入數(shù)學(xué)模型（2）中得：

f1=86 146.2/X+643.1=fr=2 400

f2=49 382.5/X+581.3=fr=2 400

計算得出兩種收獲機(jī)的最小臨界規(guī)模分別為：49.0 hm2和27.2 hm2。

2.3 確定最大臨界規(guī)模

依據(jù)數(shù)學(xué)模型（3）確定最大臨界規(guī)模，即Xmax=K×D×H×Q。兩種收獲機(jī)在該數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)及計算出的規(guī)模與費用見表3。

由表3可以看出：久保田PRO688Q收獲機(jī)的收獲適應(yīng)性要比井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)好，前者的作業(yè)規(guī)模在27.2～90.0 hm2范圍內(nèi)變動；井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)的機(jī)械化程度較高，可一次性完成收割和脫粒，但是該機(jī)具的其他費用較高，并且作業(yè)規(guī)模需達(dá)49.0～98.0 hm2才能實現(xiàn)規(guī)模效益。

3 結(jié)論

通過建立數(shù)學(xué)模型，確定兩種水稻收獲機(jī)具的適宜經(jīng)營規(guī)模：井關(guān)4LBZ-145B收獲機(jī)適宜規(guī)模為49.0～98.0 hm2，久保田PR0688Q收獲機(jī)適宜規(guī)模為27.2～90.0 hm2。在蘇家屯區(qū)水稻機(jī)械化收獲環(huán)節(jié)中，可參照該結(jié)果，根據(jù)作業(yè)規(guī)模選擇適宜機(jī)具。