良田、良种、良机、良法协同集成增效，是农业现代产业体系提质增效的根本路径，种子是农业的“芯片”，是粮食安全的主要支撑。然而，在张掖这一全国最大的玉米制种基地，由于制种玉米品种特性千差万别，加之长期形成的生产习惯，推进标准化和全程机械化面临诸多难题，其中农机与农艺脱节、融合不深的问题尤为突出，具体表现为“水土不服、机艺不精、杂乱无章”三大挑战。系统分析当前制种玉米生产发展成效与现存突出问题，因地制宜提出系统性解决方案，对指导开展制种玉米生产全程机械化作业、推动产业高质量发展具有十分重要的意义。
1
张掖市制种玉米基地基本情况分析
1.1 生产优势
多年来张掖市制种玉米种植面积稳定在6.67万hm²以上，生产的玉米种子占全国用种量的40%左右，是全国最大的玉米种子生产基地，所产玉米种子质量高，发芽率达95%以上，成为全国最佳种子生产基地，在自然地理条件、土地资源、技术力量以及社会化服务方面形成独特的生产优势。
1.1.1 自然地理条件独特
张掖市地处河西走廊中部，制种玉米种植区域主要分布于甘州区、临泽县、高台县，第二大内陆河黑河穿过，南北分别为祁连山和合黎山，这种“两山夹一河中间为盆地”的天然地貌，有效地降低了制种玉米干热风、初霜冻等自然灾害发生风险。张掖市甘州区平均日照时数为3000~3600h，年太阳辐射总量147.99kcal/cm²。日照时间长，空气污染少，昼夜温差大，有利于玉米干物质积累和种子成熟度提升，为优质高产制种提供了得天独厚的光热条件。
1.1.2 土地资源禀赋优越
近年来，张掖市持续推进高标准农田建设、土地流转、耕地地力提升等项目。截至2023年末，全市累计建成高标准农田22.5万hm²（337.7万亩），其中水肥一体化机电灌溉面积达18.0万hm²，占高标准农田总面积的80%。区域耕地质量平均等级提升至2.6级，优质耕地占全市耕地面积比重达到79.33%。优良的耕地条件与完善的农田配套设施，为稳定制种玉米产业发展、提升耕地综合生产能力与全要素生产率提供了坚实保障。
1.1.3 技术力量雄厚
2024年末张掖市农业从业人口42.5万人，全市玉米制种产业从业农民约24万人，玉米制种专业技术人员3200人，累计5次以上参加制种玉米技能培训人员达2.5万人，培育“土专家”“田秀才”1万多人。高密度的技术培训，使制种玉米放苗、追肥、去雄、收获等重点环节操作要点和技术要求深入人心，为提高种子质量提供了优秀人才基础。
1.1.4 社会化服务高效
张掖市拥有制种公司、代繁公司等经营组织100家、拥有农机合作社561家、农机作业服务公司16个、农机作业服务专业户5409个。2025年全市农机作业面积达100万hm²，社会化农机专业化服务作业面积达66.67万hm²。农机服务组织为小农户和制种公司搭建了坚实的桥梁，为制种玉米基地可持续发展奠定了基础。
1.2 农机农艺融合方面存在的主要问题
1.2.1 “水土不服”问题
张掖市制种玉米种植历史悠久，经济效益较高，但多年连作造成地力衰退、病虫害基数上升、农药残留累积、土壤微生物群落失衡、次生盐渍化加剧。加之，推进保护性耕作和节水技术存在技术偏差，深翻技术搁置，导致土壤出现了耕作层变浅、土粒细化板结、有机质含量偏低的“浅、细、薄”退化现象，从生产根基上影响了制种玉米生产的可持续发展。
1.2.2 “机艺不精”问题
一是品种与机械适配性差，制种玉米品种多杂，植株农艺性状差异大、果穗性状类型多样导致机具适应性不高，造成机械化作业损失率较高和破坏性较强。二是栽培模式不统一，宽窄行、等行距、大小垄、覆膜滴灌、露地平作等栽培模式并存，导致机具作业难以统一适应，机具利用率低。三是农业机械作业不精准，机械识别性能与智能化程度低，难以满足精量化农艺要求。
1.2.3 “杂乱无章”问题
一是统一的种植制度与操作规程缺失，各制种企业虽有内部标准，但适用范围偏小、行业标准不统一，导致机械化难以规模化适配；二是成熟的机械化标准宣传贯彻力度不大，农户认识不到位，农机手操作不规范，致使企业为保障种子纯度而不敢全面推广机械化作业。
2
国内外制种玉米农机农艺融合发展的研究情况
美国、德国等发达国家，侧重规模化种植与智能装备应用：一是推广精准农业技术，运用GPS导航、变量施肥、无人机巡检等手段，实现农机作业全程数字化管理；二是开展专用机型研发，以OXBO制种玉米收获机为例，该设备通过柔性摘穗技术，可将籽粒损伤率控制在3%以下，但设备价格高昂（约为国产机型的3~5倍），且对种植行距、品种农艺性状要求严格。国内研究以农机农艺融合框架和实现路径为主，梁建等研究了农机农艺融合理论方法与实现途径；李明等通过对南方丘陵山区农机农艺发展研究，提出构建“地—机—艺”三维度适配技术系统为核心支撑，区域差异化的装备配置与技术谱系的实施路径。也有以“农机适配农艺”为核心，单环节农机农艺配套的研究，梁建等从种植角度探讨了农艺问题，结合区域生态特点和种植模式，探索了农机农艺融合路径与品种宜机化改良方向。也有学者依托产学研协作模式，从关键装备研发（如低损收获机）、区域示范推广（如甘肃张掖）两个维度探索特色装备研发应用的路径。但是针对制种玉米多品种、农艺性状差异大背景下农机农艺配套融合的系统性、区域性研究仍较少。基于此，本文立足张掖区域特点，以破解“水土不服、机艺不精、杂乱无章”三大实践问题为直接导向，深入剖析各环节融合技术要点，进而提出推进策略，以期为加速推进制种玉米现代化生产与管理提供具有直接参考价值的区域解决方案。
3
张掖市制种玉米生产各环节农机农艺融合情况
张掖市制种玉米种子以较高的发芽率和纯度领先国内外，但过去优良的性能在很大程度上依赖于高强度的人工操作（如人工去雄、人工辅助授粉、人工收获），这推高了种植成本，制约了规模化的发展。要破此局，必须针对每个关键环节，精准识别农机与农艺的矛盾点，并找到融合的实践路径。
3.1 耕地环节
3.1.1 农艺目标
打破犁底层、恢复土壤耕作层；促进土壤熟化、改善土壤团粒结构，增加土壤保水和透气能力，增加扎根深度和扩根范围。要求耕作层厚度25cm以上，有机质含量1.2%以上，犁底层厚度不超过5cm，打破犁底层，土壤耕深一致，漏耕率≤2.5%，重耕率≤5%；每3年至少开展1次深耕作业，以增加土壤透气性和持水性。
3.1.2 机械化瓶颈与农机农艺融合问题
长期浅翻耕导致耕层仅为17~20cm，形成坚硬犁底层，引发玉米根系变浅、易倒伏和早衰。行间轮作和过量化肥农药使用，加之秸秆还田后不易腐烂，共同导致土壤板结、有机质下降和盐碱化。
3.1.3 融合实践路径
实践中采用“一深二松”（深翻+两次浅松）和“深翻+深松+浅耕”的周期性作业模式。具体利用液压翻转犁、栅条犁、曲面深松机等，在秋季收获后结合每667m²施用腐熟有机肥2000~3000kg进行深度不低于30cm的深翻。其融合关键在于：将恢复地力的农艺要求（加深耕层、增施有机肥）转化为具体的、周期性的机械化作业制度，并搭载土壤坚实度传感器和墒情传感器，自动调节耕作深度，实现基于数据的差异化耕作，使机械作业精准服务土壤改良的农艺目标。
3.2 整地环节
3.2.1 农艺目标
整地的目的是形成团粒结构，提供良好种床，预防病虫害发生，抑制杂草生长，提升地温和土壤墒情。要求遵循“齐、平、松、碎、净、墒”六字标准，达到“上虚下实”结构，表层3~4cm疏松、中间8~10cm紧实、底部10~15cm较疏松。耕整处理后地表平整、无残茬杂物，表层虚土厚度不超过5cm，无立垡、无壅土。及时耙耱镇压保墒，除草剂和肥料撒施均匀。
3.2.2 机械化瓶颈与农机农艺融合问题
一是机械与地块不匹配，大型机械难进地，小型机械动力不足，无法联合作业，进地次数多；二是作业参数固定，不能根据土壤墒情、土粒结构调整整地参数；三是整地均匀度差，导致播种深度不一致；四是秸秆处理不彻底，影响播种质量。
3.2.3 融合实践路径
通过高标准农田建设，实现“小田并大田”，为大型联合整地机创造条件。其融合精髓在于“因土选机”，砂土、砂壤土地块选用联合整地机；偏粘性、盐碱地块选用驱动耙，通过水平搅动实现更细碎的整地效果，构建优质种床，提升播种质量；不具备条件的可选用旋耕机完成整地作业。通过集成北斗卫星导航系统控制行走直线度，防止漏耕重耕，搭载耕深检测设备确保深浅一致，将“构建理想种床”的农艺指标，分解为可被机械传感器识别和执行的精准作业指令。
3.3 机械化播种环节
3.3.1 农艺目标
机械化播种的主要目的是实现父母本精确的时空配置，保障精量播种，提高群体整齐度，为后续所有机械化作业提供规范的空间基础。要求土壤深度5~10cm、温度10℃以上；播种前根据种子大小和形状对种子进行分级、晒种、包衣处理，实行分级分区播种；根据玉米舒展性质、发芽率等确定播种量和株行距；按照散粉情况确定行比，同期或错期播种；种肥同播时，种肥之间土壤隔离层>30mm；土壤持水量不足60%时需及时滴灌出苗水。播种时使用卫星导航控制播种机播种，同时使用漏播监测系统监测播种质量，保证空穴率≤5%。
3.3.2 机械化瓶颈与融合问题
一是由于播种机功能单一以及种子分级不清，导致播种行距、深度、种植模式不一，播种精度不高。二是干播湿出土壤易板结，影响出苗。三是种肥同位易烧苗。四是高速作业引发空穴和浮种。其核心是分散的农艺决策与机械化所必需的标准化、规范化要求之间的冲突。
3.3.3 融合实践路径
推广使用指夹式或气吸式精量播种机，采用“覆膜铺带—人力滚筒式精量播种—镇压”“覆膜铺带玉米精量播种镇压一体机播种”两种模式。融合的关键措施是以机械的精准倒逼农艺的标准化。首先，强制种子按照大小形状分级，等级同田种植，这是农艺适应机械精量排种器的关键一步。其次，应用智能化高性能玉米播种机搭载北斗导航精准定位播种，确保行直、接行准，这为去雄、收获等后续环节提供了精准路径基准。最后，通过播种深度、漏播空穴的检测与调节，实时反馈空穴率、吊种和浮种率、播种深度、覆土均匀度等参数，并及时镇压，形成一个“设定标准（农艺）——精准执行（机械）——实时监控（信息）”的初级闭环，确保播种质量这一基础环节的可靠性。
3.4 田间管理环节
3.4.1 农艺目标
通过中耕除草、精准水肥和植保，为作物创造最佳生长环境，并去除杂株保证纯度。要求结合间苗定苗工作，及时拔掉叶鞘颜色、叶形与亲本不一致的杂株，同时剔除长势过旺的大苗，以防假杂交种影响群体整齐度。苗期进行首次中耕，深度控制在3~5cm；玉米5~7叶期进行第2次中耕，深度8~10cm；拔节至大喇叭口期完成第3次中耕，深度5~8cm。中耕时要避免伤苗、压苗，防止损伤根系。药剂喷施需避开30℃以上高温、高湿及大风天气，防止药剂飘移产生药害。
3.4.2 机械化瓶颈与融合问题
中耕机功能单一，多数只能完成松土、培土作业，无法复合作业；作业过程中普遍存在耕作深度不均、除草不彻底、培土质量效果欠佳、行距一致性差等问题，制约机械化作业质量与效率。植保环节药液喷洒均匀度不足，植株长高后常规喷药机难以进地作业，且农药飘移问题突出；现有施药装备以叶面喷施为主，作业模式与防控需求匹配度不高，影响病虫害综合防治效果。其核心是静态、单一的机械作业与动态、复杂的田间管理需求之间的矛盾。
3.4.3 融合实践路径
融合的方向是“感知先行，精准施策”。播种前用苯醚甲环唑、戊唑醇等药剂拌种进行初始预防（农艺适配），玉米生长期间利用植保无人机搭载多光谱相机，动态监测田间玉米生长和病虫害发生情况（信息获取）。融合的关键在于，根据监测结果、玉米生长情况和药剂特性，设定无人机的飞行高度、速度与施药量（决策与执行），实现按需精准防控。这初步体现了“感知—决策—执行”的智慧农业融合逻辑，将传统的均匀施药农艺，升级为基于空间变异信息的精准变量管理。
3.5 机械化去雄环节
3.5.1 农艺目标
在母本雄穗散粉前彻底去除，确保种子纯度，同时提高授粉率，进而提高结实率，促进雌雄花期协调，增加透光性，减少病虫害。要求“带叶去雄”，在母本雄穗（天花）即将抽出但还未散粉时，必须将它连同顶部的1~2片叶一起拔掉；机械作业后24h内进行人工检查，对漏去、残留的雄穗及时补摘，同时拔除杂株、劣株，保证种子纯度；去雄后若遇阴雨天气，可喷施多菌灵等杀菌剂，防止茎秆伤口感染病害。
3.5.2 机械化瓶颈与融合问题
这是全程机械化的最大难点。地块不平整易造成机械作业时颠簸晃动，影响去雄的定位精准度；植株整齐度不高则会进一步导致去雄不彻底，伤株、伤叶率上升，最终影响玉米产量形成。部分品种机适性较差，而去雄设备参数调节范围有限、作业敏感性不足，难以根据不同品种的株型松散度、适宜夹持抽取力度进行精准适配，致使去雄机作业质量难以保障。此外，成套设备购置成本偏高、田间作业效率偏低，投资回收周期长，且行业内尚未形成统一完善的去雄作业技术规范与质量检测标准，制约机械化去雄技术的规范化推广应用。
3.5.3 融合实践路径
采取“机械去雄+人工巡检去雄”的人机协同模式。使用专用去雄机作业时，通过调整去雄轮压力、高度和灵敏度来初步适配作业（机械适应农艺），根据种植行距调整去雄轮和行走轮轮距，确保精准抓取雄穗。更为关键的融合点在于农艺的配合：通过规范种植保证田面平整度和作物整齐度，为机械创造良好的作业条件；在亲本选育中逐步引入“抽雄集中、雄穗性状一致”等宜机化指标。最后，用24h内人工复查来弥补当前机械智能化的不足，确保纯度。
3.6 机械化收获环节
3.6.1 农艺目标
在种子含水量适宜时适时收获，最大限度降低籽粒破碎和损失，保证种子芽率和芽势。要求种子含水量在30%~35%，初霜前完成收获，籽粒破碎率≤0.6%，种子纯度≥98%。
3.6.2 机械化瓶颈与融合问题
制种玉米穗位、穗径、株高不一致，导致收获机摘穗板、拉茎辊参数难以统一设置，造成压株、漏收、籽粒破碎率、含杂率较高，影响收获质量。
3.6.3 融合实践路径
融合的关键在于“因材调机”和“分类收获”。根据果穗直径动态调整摘穗板间隙（如调为果穗直径的2/3），根据茎秆粗细调整拉茎辊间隙（如调为茎秆直径的1/2）。更深层次的融合推动在于品种选育，引导培育穗位整齐、抗倒伏、后期脱水快的宜机收母本。在操作上，对高水分、甜质和糯质玉米，以及花穗率较高、双穗率较高的特殊组合采用“分段收获”模式。
4
推进制种玉米农机农艺深度融合的对策建议
4.1 以“四良”改造升级为核心，固牢融合基础
将制种玉米基地建设与高标准农田建设、智慧农业发展、地力提升等项目相结合，长期精准实施一批制种玉米生产能力提升项目。实施农机农艺融合攻关项目，对现有主流农机具进行信息化、适应性复式智能化改造，淘汰低性能老旧机具，对购置播种、去雄、收获等关键环节的高效智能化机械实行“优机优补”，并对作业环节给予社会化服务补贴，双管齐下，快速提升装备基线的现代化水平。
4.2 打造智慧农业核心试验基地，探索闭环融合技术模式
积极构建“感知—决策—执行—反馈”的智慧农业闭环体系。通过物联网传感器、无人机遥感实时采集土壤有机质、土壤墒情、土壤温度、作物长势、苗情长势等数据，利用AI算法生成精准施肥和管理方案。集成动力驱动耙、卫星激光平地机、精量播种机、农用无人机、无人机植保、去雄机、收获机等装备，依托北斗导航与农田数字系统，完成从耕整地、播种、中耕、施肥、植保、收获和秸秆处理的全流程精准作业。搭建智慧农业云平台，对生产数据、设备状态、环境参数进行一体化监控，通过大数据分析优化资源配置，提升管理效率，打造一个可复制、可验证的“机—艺—信”深度融合样板，为制种玉米现代化提供示范标杆。
4.3 发展专业化、社会化服务组织，架起小农户与标准化生产的桥梁
按照延长产业链，提升价值链、提高综合效益的发展目标，聚焦制种玉米产业链核心痛点，大力发展专业化、规范化的社会化服务组织，让其成为串联小农户与制种企业的坚实桥梁。针对小农户“购机不划算、技术掌握难”的困境，大力培育专业服务组织，提供从品种筛选、标准化整地、智能植保到机械收获的“一站式”制种托管服务。通过服务组织的规模化经验，统一采购农资、统一作业标准、统一技术指导，将分散的种植户有效纳入标准化生产体系，解决小农户缺乏制种技术与农机设备的难题，推动统一农艺规范、实现全程机械化的有效组织保障。
4.4 推进智慧化引领的标准化生产，夯实全程机械化基础
系统巩固融合成果，建立长效机制。智慧化是精准作业的高级形态，全程机械化是智慧化的物理体现。应围绕制种玉米的耕、种、管、收全流程，制定智慧化全程机械化作业规程，明确耕作、播种、植保、去雄、收获等重要环节的作业技术规范、质量监测手段与标准，将最优的农艺要求转化为可执行、可检测的机械作业参数与模式。同时，持续普及北斗导航无人驾驶拖拉机、大马力复式作业机械、智能高性能播种机田间作业机械、智能监测高性能播种机等重要农机，配套推广秸秆打捆离田，精准捡拾残膜、无人植保机等特色机械，用标准引领装备应用，用装备固化标准执行，破解“无机可用、有机难用”的痛点，最终实现从“人适应地”到“机艺融合”再到“智慧生产”的产业升级。（参考文献略）
☞本文来自《张掖市制种玉米农机农艺融合技术剖析》
☞作者：王林,何舟,李淼
☞单位：甘肃省张掖市农业机械化技术推广站
☞刊于《中国种业》2026年第8期150-155页 转载请注明
