一、研究背景与意义

在我国粮食作物中，玉米是极为重要的谷物之一。随着玉米种植面积不断扩大，玉米种植中各类机械技术和农艺技术的应用愈发普遍，对节约成本和提升种植效益有促进作用。然而，当前农业机械化进程存在设备价格高昂、维护成本高等问题，制约了玉米规模化种植的发展。在此背景下，开展规模化种植下农机农艺融合的精准作业技术集成与应用研究具有重要意义。

从经济层面看，将规模化种植农艺与机械技术融合，能有效提升玉米种植人员的经济收益，促进玉米生产行业健康、可持续发展。通过有机整合二者，可减少玉米种植过程中人力资源投入和生产资料浪费，节约种植成本。同时，统一管理机耕人员、合理调整作业成本和效率，能提升玉米生产质量和数量，增强市场竞争力，保障种植户经济收益。

在生态方面，融合后能实现玉米秸秆有效还田，杜绝焚烧秸秆行为，避免大气污染。而且玉米秸秆中的营养物质还田后，可增加土地养分，保护耕地资源，促进玉米种植行业可持续发展。

从社会效益角度，融合技术能有效缓解部分地区粮食短缺问题，解决社会问题，促进社会稳定发展。还能减少玉米种植人力投入，解放农村劳动力，促进劳动力转移，缩小城乡经济收入差距，实现城乡统筹发展，推动我国社会和谐稳定发展。

二、研究内容与方法

（一）研究内容

1. 农艺与机械技术融合要点研究

(1) 前期准备：包括优质品种挑选，需根据种植地区环境特点合理选择产量高、抗病虫害能力强的品种；种植地块选择，要选平坦宽阔、土壤肥沃的地块以符合机械作业要求；农机机型筛选，依据实际种植条件和要求，结合玉米不同生长周期及长势特点选择型号适当的农机种类。

(2) 田间管理

a. 中耕与机械化融合：机械化中耕技术能提升对土壤水分和肥源的保护效果，清除田间杂草、破除土壤板结，提升土壤疏松程度及肥力。过程中可配施适量杀虫剂，预防虫害。

b. 追肥与机械化融合：玉米追肥要根据生长情况调整，苗壮少施、苗弱多施。拔节后生长到10片叶子展开时首次中耕松土并配方施肥，667m²地氮肥使用量一般在10 - 15kg，过氧化二磷使用量一般在6 - 9kg，氧化钾使用量根据实际情况确定。

c. 除草机械化：传统人工喷施除草剂效率低、易出现除草不净情况。可选用喷杆式喷雾机，或根据玉米植株间距选合适宽窄的拖拉机轮胎喷洒除草剂，控制好喷洒时间，如在灌溉完成后喷洒，以提高除草剂效果。

d. 病虫害防治：玉米生长受地老虎、红蜘蛛、玉米螟等病虫害影响，化学农药是常见防治手段。在翻耕和中耕过程中使用农药，根据农艺技术配置科学化学试剂，利用相应机械设备喷洒。玉米植株达到固定高度时，更换拖拉机轮胎以减少对植株的破坏。

2. 不同种植环节农艺与机械技术融合措施研究

(1) 耕整地环节：玉米种植应选择土壤肥力强、地势平坦、耕层深厚且集中连片的土地，为机械化、规模化种植作业奠定基础。选择适合的机械设备，如大中型动力机械和复式耕整机械，地块条件允许时可选用大中型深耕犁或动力耙等；免耕玉米选择深松灭茬整地机或深松犁，耕种深度控制在20 - 35cm范围内，一次性除净杂草，同时保护生态环境，将耕种时间调整为春季。

(2) 播种环节：采用玉米免耕播种机和玉米精少量播种机进行播种作业，保证种植标准化，使玉米植株行距均匀、覆土深浅一致，提高出苗率。确定种植品种后，利用包衣机械设备或搅拌机对种子适当处理并适时播种。根据种植规模选择机械，大规模种植采用4行或多行玉米精量播种机和玉米免耕机（需慎重挑选配套机械设备），小规模种植采用2行精量播种机，这些机械可一次性完成播种、施肥、覆土、镇压等作业环节，且故障发生率低。播种行距最优范围在55 - 75cm之间，保证玉米行距较宽，不受机械设备轮胎影响，提高工作效率。播种深度由当地土壤含沙量决定，一般为4 - 7cm，亩种植数控制在3000 - 4000株之间，若种植青贮玉米可适当提高播种量。

(3) 田间管理环节

a. 中耕机械化：苗期进行两次中耕，定苗期进行一次中耕，避免玉米田干旱板结，清除杂草，及时中耕松土，促进玉米根系发育。

b. 追肥机械化：根据玉米生长情况控制施肥量，采用测土配方技术，根据土壤营养元素含量施肥，补充缺少的营养元素，同时考虑产量目标和土地肥料基础施底肥，采用纯氮、过氧化二磷、氧化钾混合配比，利用相应机械设备完成施肥并压好地膜。

c. 除草机械化：定期清理杂草，利用机载式植保机械3880A型和3840型喷杆式喷雾机完成除草剂喷洒。

（二）研究方法

1. 文献研究法：查阅国内外相关文献资料，了解规模化种植下农机农艺融合的研究现状和发展趋势，为课题研究提供理论支持。

2. 实地调研法：深入玉米种植地区，实地考察当地玉米种植规模、种植方式、农艺技术应用情况以及机械技术使用情况，收集第一手资料。

3. 实验研究法：选取不同地区、不同种植规模的玉米种植地块作为实验区域，设置不同的农机农艺融合处理组，通过对比实验，分析不同融合方式对玉米产量、品质、种植成本等方面的影响，总结出最优的融合技术方案。

4. 案例分析法：分析国内外成功的农机农艺融合案例，借鉴其成功经验，结合我国实际情况，提出适合我国玉米规模化种植的农机农艺融合精准作业技术集成与应用模式。

三、研究计划与安排

（一）第一阶段（第1 - 2个月）

完成课题研究的准备工作，包括组建研究团队、查阅相关文献资料、制定研究方案和实验设计等。

（二）第二阶段（第3 - 6个月）

开展实地调研工作，深入玉米种植地区，了解当地玉米种植现状和农机农艺应用情况，收集相关数据和资料。同时，根据实验设计，选取实验区域，建立实验基地，进行实验前的准备工作。

（三）第三阶段（第7 - 10个月）

按照实验方案开展实验研究工作，对不同处理组进行农机农艺融合操作，定期观察和记录玉米生长情况、产量数据、品质指标以及种植成本等信息。对实验数据进行整理和分析，初步总结出不同融合方式的效果和规律。

（四）第四阶段（第11 - 12个月）

对实验结果进行深入分析和讨论，结合案例分析，提出适合我国玉米规模化种植的农机农艺融合精准作业技术集成与应用模式。撰写课题研究报告，对研究成果进行总结和归纳，提出进一步的研究建议和展望。

四、预期成果与创新点

（一）预期成果

1. 形成一套适合我国玉米规模化种植的农机农艺融合精准作业技术集成方案，包括不同种植环节的农机选型、农艺操作规范以及二者融合的具体措施等。

2. 通过实验示范和推广应用，提高玉米产量和品质，降低种植成本，增加农民收入，促进我国玉米产业的可持续发展。

（二）创新点

1. 技术集成创新：突破传统农业技术的单一性壁垒，我们将智能化农机装备与现代化农艺技术深度融合，构建起一套完整的精准作业技术体系。通过物联网技术实现农机作业数据的实时采集与分析，结合遥感监测和变量作业技术，形成覆盖播种、施肥、灌溉、植保等全流程的智能化解决方案。这套系统不仅能显著提升作业效率，更能根据作物生长需求实现精准调控，为规模化种植提供强有力的技术支撑。

2. 融合模式创新：立足中国农业区域差异化的特点，我们创新性地提出了“因地制宜”的农机农艺融合模式。针对东北平原、华北平原等不同种植区域，结合当地土壤特性、气候条件和种植习惯，开发差异化的技术集成方案。同时，根据家庭农场、合作社等不同经营主体的规模特点，提供模块化、可定制的技术服务包，实现从“标准化”到“个性化”的技术升级，让每一块土地都能获得最适合的种植解决方案。

3. 研究方法创新：采用“理论+实践”的双轮驱动研究范式，我们开创性地构建了多维度的研究方法体系。通过文献研究梳理国内外前沿技术，依托实地调研把握实际生产痛点，运用控制实验验证技术可行性，并借助典型案例进行模式验证。这种立体化的研究方法不仅确保了技术创新的科学性，更通过反复的田间验证提升了方案的可靠性，为农业现代化转型提供了坚实的理论支撑和实践指导。

五、研究保障措施

（一）组织保障

成立课题研究领导小组，负责课题研究的组织、协调和指导工作。明确研究团队成员的职责分工，确保课题研究工作顺利进行。

（二）经费保障

合理安排课题研究经费，确保经费充足且专款专用。经费主要用于实验设备购置、实验材料采购、实地调研差旅费、论文发表费用等方面。

（三）技术保障

与相关科研院校、农业企业建立合作关系，借助其先进的技术设备和专业的技术人才，为课题研究提供技术支持和指导。同时，定期组织研究团队成员参加培训和学术交流活动，不断提升团队的技术水平和研究能力。

（四）数据保障

建立完善的数据采集和管理系统，确保实验数据的准确性和完整性。对采集到的数据进行及时整理和分析，为课题研究提供可靠的数据支持。