在农业现代化进程中,农业机械化扮演着极为关键的角色。它不仅能显著减轻人力劳动负担,还能大幅提升劳动生产效率,是应对当前人口老龄化以及农村劳动力严重短缺困境的必然选择。我国玉米在农业生产中占据重要地位,其用种面积常年稳定于6.5亿亩左右,用地面积占比超35%,在谷物中的用种面积与产量比重亦达40%以上,为我国用种面积最大的农作物种子。然而,与之形成鲜明对比的是,全国玉米制种面积相对有限,仅约450万亩,且分散于多个省份,其中新疆和甘肃占据了绝大部分,分别为168.9万亩(占比 36.55%)和165.5万亩(占比35.81%),二者合计占全国72.4%。由于细分领域规模较小,加之农机研发投入不足等诸多不利因素的叠加影响,玉米制种全程机械化的推进步伐缓慢,而制种去雄机的发展更是远远滞后于产业的实际需求。从全国玉米制种大县酒泉市肃州区的情况便可管中窥豹,在其制种玉米生产的“耕、种、管、收”环节中,“耕”“种”环节的机械化作业率已达95%以上,“收”环节因机械损伤种子及机械损耗等问题,机械化作业率仅约35%,而作为质量把控核心环节的“管”,因玉米制种自身特性,机械化程度处于较低水平,其中去雄环节成为了玉米制种全程机械化的关键“卡脖子”难题。
一、机械化去雄的现状
国外先进的机械设备在引入国内后,常因我国玉米品种繁杂多样、栽培制度差异显著以及高标准农田基础设施尚不完善等因素,出现适应性不良的状况,玉米制种机械化去雄机亦难以幸免。近年来,引进的国外先进去雄机,虽被不断模仿,但始终未能实现超越,且其昂贵的价格超出了行业的承受范围。国内虽已初步推出部分去雄机及智能去雄机器人等产品,但总体仍处于起步摸索阶段,在产业化推广应用的道路上还有很长的路要走。当前,国内机械化去雄作业率相对较高的新疆制种区,其作业面积占比也仅约15%,甘肃地区则更低。一台去雄机平均日去雄量约100亩,相当于30至40名工人一天的劳动量。综合考量其他机械作业率,玉米制种去雄机械化的整体发展水平仍较为有限,可谓是任重道远。不过,这是农业机械化发展的必然趋势,我们需以耐心和期待的态度,静候国产实用型机型的问世。
以敦煌种业的实验机型为例,目前主要有切割式和抽取式两种类型。但这两种机型均存在明显缺陷,在作业过程中会对制种田母本的叶片造成较为严重的损伤。暂且不论其去雄的去净率较低以及雄穗残留于植株上无法带出田间所潜藏的质量风险,仅从对制种产量的影响因素分析,对于制种田内那些穗上叶片数量较少的母本植株而言,这种机械去雄方式无疑会对制种产量产生极为不利的影响,甚至可能是毁灭性的打击。
此外,据相关报道,国外有专家研发出一种气流辅助去雄装置,其独特的分离叶片设计理念能够有效降低对玉米叶片的损伤程度。但遗憾的是,在 2024 年未能有机会对该装备进行试用评估。
二、玉米制种机械去雄存在的问题
(一)使用场景要求严苛
去雄机的正常高效作业对制种田的条件有着较高要求。首先,单块制种田的面积需足够大且形状较为规整,两端地头必须预留有足够宽度的机耕道,以保障去雄机能够顺利进出田间作业。同时,作业区域内的地势落差要尽可能小,避免因地势起伏影响去雄作业的稳定性与精准性。其次,为实现较高的雄穗去净率,玉米植株自身的生长长势应保持整齐一致。并且,在制种田进行覆膜、播种等前期农事操作时,就需要充分考虑并预设去雄机后续作业的场景需求。在这些众多影响因素中,地块面积大小和地势落差状况是决定去雄机能否正常投入使用的基础性和关键性条件。例如在酒泉市肃州区,其玉米制种面积虽达29万亩,但单块面积在30亩以上的区域占比尚不足5%,这种地块分布状况极大地限制了去雄机的广泛应用与推广普及。
(二)经济效益优势不明显
现阶段的去雄机在制种玉米生产中主要承担初次去雄任务,即便在玉米长势较为整齐的优质地块,其最高雄穗去净率也仅能达到93%左右,这与种子田间质量控制的干净、彻底的严格要求之间仍存在较大差距。因此,仍需投入人工进行辅助作业抽雄,以确保去雄质量达标。从成本角度来看,采用机械去雄方式,每亩需支付去雄机作业费用120元以及人工补充抽雄、检查费用80元,总计200元/亩。而若完全依靠人工去雄,其成本约为220元/亩。由此可见,在当前的技术与作业水平下,机械去雄与人工去雄在种子生产成本方面并未展现出显著的差异与优势,这在一定程度上制约了制种玉米机械化去雄的推广积极性与市场接受度。
(三)对玉米植株伤害严重
在去雄作业过程中,人工去雄能够依据精准的操作要求,细致地将母本雄穗完整抽出,最大程度减少对植株其他部位的影响。然而,机械去雄作业方式则显得较为粗放,往往是“拖泥带水”。常见的机械去雄方式主要是通过切除玉米雄穗及附带茎叶,或者利用滚轮的转动将雄穗及附带茎叶夹紧并从玉米植株中强行抽除。这些操作方式不可避免地会对植株上留存的叶片,造成不同程度的撕裂与损伤。特别是对于那些穗上叶片数量偏少的玉米品种而言,这种机械损伤对其制种产量的负面影响更为突出,据统计,机械去雄可能导致此类品种的制种产量下降幅度达到15%左右。
三、解决的途径
(一)推动去雄新质生产力的创新研发
加大去雄机研发力度,加速提升其综合性能表现。一方面,着重优化去雄机的整体设计,缩小其体积规模,使其能够灵活适应不同大小、形状田块作业需求。以肃州区为例,鉴于其玉米制种面积分布特点,单块面积在30亩以上的区域占比较少,若要实现制种玉米全程机械化去雄,就必须确保农机装备具备广泛的适用性,从而充分发挥农业机械化在解决劳动力短缺与老龄化问题方面的优势作用。另一方面,在研发过程中要紧密结合玉米的农艺性状特征,深入研究去雄机作业机理,通过技术创新与工艺改进,最大程度降低抽雄机在作业过程中对玉米植株上部叶片的损伤程度,切实维护植株的自然生长状态,有效减少因机械作业导致的不必要产量损失,提高制种玉米的整体生产效益与质量水平。
(二)加速培育适配机械去雄作业的品种
随着大田玉米育种工作朝着“矮、密、早、易机收”的方向持续推进,当前部分育种目标与制种玉米机械化去雄的实际工作要求尚未实现完全契合与有效衔接。为改变这一现状,在今后的自交系创制过程中,应将能否实现机械化去雄以及穗上叶片数量的合理控制作为重要的目标考量因素之一。通过育种技术创新与品种选育优化,培育出既满足高产优质制种需求,又适宜机械化去雄作业的玉米新品种,为制种玉米机械化进程提供有力的品种支撑与保障。
(三)提升高标准农田规划建设水准
深入开展高标准农田建设工作是贯彻落实“藏粮于地、藏粮于技”战略的核心内容之一。在推进高标准农田建设过程中,应积极引导生产基地的基础设施建设朝着“田成方、林成网、渠相通、路相连、旱能浇、涝能排”的机械化作业方向进行系统规划与科学布局。尽管现行的高标准农田建设工作已在一定程度上解决了地块碎片化及水源浪费等诸多问题,但距离构建“标准化、集约化、规模化、机械化、信息化”的现代化制种基地建设目标仍存在一定差距。因此,需要进一步加大投入力度,完善规划设计,提高建设标准,为制种玉米机械化去雄作业,乃至全程机械化生产创造更为良好的农田基础条件与作业环境。
(四)促进农机农艺深度融合
将是否符合机械作业要求,纳入田间农艺操作规范的重要标准范畴。从农业生产的源头环节为机械化作业奠定坚实基础。在玉米制种的整个生产周期中,无论是品种选育、种植模式确定,还是田间管理措施,以及收获作业安排等各个环节,都要充分考虑农机与农艺的相互适配性与协同性。通过加强农机与农艺技术研发人员之间的交流合作,建立健全农机农艺融合发展的技术体系与推广机制,实现农机农艺在制种玉米生产过程中的深度融合与良性互动,推动制种玉米机械化水平的全面提升与可持续发展。
四、结论
制种玉米机械化去雄作为农业机械化发展进程中的重要组成部分,当前正处于起步发展阶段,虽面临诸多困难与挑战,但发展前景广阔。这一进程不仅需要政府部门在政策扶持、资源整合与资金投入等方面给予大力支持,也离不开社会各界的广泛关注与积极参与,更需要种业企业、广大农户等产业主体的高度重视与密切配合。行业主管部门应充分发挥引领与协调作用,汇聚各方力量,整合优化科技资源配置,为制种玉米机械化去雄技术研发与推广应用提供坚实保障。农业机械装备科研单位要坚守科技创新初心,勇于突破传统思维局限,加大研发投入力度,紧密围绕产业需求与实际问题,坚持以需求为导向、以创新为驱动,努力实现关键技术从0到1的创新性突破。科研部门与装备制造企业应加强合作交流,形成优势互补、协同共进的发展合力,共同致力于实现制种玉米品种选育、农机装备研发与农艺技术创新的有机结合,为早日攻克制种玉米全程机械化的最后关键环节——机械化去雄,持续不懈努力奋斗。(来源:南北学院 李玉军)