基于规模化经营的水稻生产机器系统优化研究

摘要

水稻是我国的主要粮食作物与重要口粮，水稻种植规模保持稳定增长，对农业机械的需求也必然保持增长。水稻产区农业经营方式正逐步由散户经营向规模化经营过渡，经营主体的变化带来购机能力的提升以及产品多元化的要求，同时水稻产区自然、经济、社会条件的巨大差异也对农机化技术装备的适应性提出不同要求。针对这些新时期水稻机械化发展环境的变化，以及我国农机工业整体实力不断攀升，农机技术供给能力不断增强的状况，如何就水稻生产技术的供给与需求展开分析？如何对水稻生产机器的选型进行合理评判？如何对水稻生产机器进行优化配置？等等，这些问题的研究，不仅对于促进农业工程与管理科学的交叉研究具有重要的理论意义，而且对于农业经济主体购机决策、农机生产商的技术创新和产品战略决策等具有重要的实际价值。
　　鉴于此，本文综合运用文献分析、实地调研、基于对数平均迪氏分解方法(logarithmic mean weigh division index method，LMDI)、基于非线性规划的耕地流转预测法、基于数据挖掘构建的经营规模预测法、模糊综合评判法以及最优化理论与方法等，定量分析了耕地流转的影响因素并进行流转规模的预测，揭示了农业经营规模分布情况与经营模式，对水稻生产全程装备进行了选型，围绕对规模化经营主体水稻生产需求进行了机器优化配置。具体研究工作如下:
　　(1)本文利用LMDI因素分解法定量分析了耕地流转的影响因素，构建出可流转耕地面积预测模型以及农户经营规模分布函数，分析了不同经营模式下的规模分布情况。
　　(2)通过对江苏省36个县级农机推广机构调研，分析不同水稻生产机械化技术供给与需求情况;通过对110个家庭农场调研，比较分析得出了水稻生产各个作业环节选用的机械化技术。
　　(3)结合文献和调研分析，确定了水稻生产机器的综合评判指标体系与权重，构建了评价指标的隶属度函数;针对不同指标的特性，通过座谈、资料查阅和问卷调研等，获取评价指标值，计算出每款机型的隶属度，以隶属度大小定量地综合判定机器的优劣。
　　(4)分析水稻规模经营体的收益与成本机制，构建水稻生产机器优化配置的目标函数和约束方程，较为合理地建立了水稻生产机器优化配置模型，然后以苏州某家庭农场为例，利用水稻生产各作业环节的机器选型结果，通过实地调研得到各拟配机器价格、效率、成本等关键参数，由此确定目标函数和约束方程的系数，经求解运算得到了水稻生产各环节机器优化配置结果。
　　通过上述研究工作，主要得到以下结论:
　　(1)经济因素、农民增收因素、农机化因素对耕地流转有显著的正向作用，其中农机化因素对耕地流转的正面影响最大，经营意愿因素对耕地流转有显著的负向影响。农机化效应对耕地流转的促进作用最为显著，绝大部分地区耕地流转率提高10％以上。
　　(2)水稻生产机械技术选用方案如下:机械化旋耕以及深翻-旋耕组合、机械化育插秧技术、化肥机械化撒施技术、地面高效植保技术、渠灌、、联合收获技术、机械化秸秆还田技术、产地烘干技术。
　　(3)模糊综合评判法能较好地结合定性分析与定量分析，在对水稻生产机器选型时，能较好地克服理论分析法、大田实验法、专家评判法等方法的局限，以隶属度大小排序得出的水稻生产各作业环节的机器选型更符合实际。
　　(4)构建的水稻生产机器优化配置模型引入了固定合同服务收入、竞争性服务收入与投资额约束，更符合当前我国水稻经营现实情况。以苏州地区的某家庭农场为例的水稻生产机器优化配置结果表明，优化后家庭农场的利润将比现有利润提高23.08％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 农业规模化经营研究综述

1．3．2 农业技术需求研究综述

1．3．3 农机选型研究

1．3．4 农机优化配备研究综述

1．3．5 国内外相关研究评析

1．4 研究内容

1．4．1 研究对象

1．4．2 研究内容

1．5 研究方法与技术路线

1．5．1 研究方法

1．5．2 技术路线

1．6 本文的主要创新点

2．1 关键概念界定

2．1．1 农业机械化

2．1．2 农业规模化经营

2．1．3 农业机器系统

2．2 理论基础

2．2．1 耕地流转理论

2．2．2 农业机器系统优化理论

2．2．3 农业机器系统优化的方法

2．3 本章小结

第3章 经营规模预测研究

3．1 水稻产业发展时空特征分析

3．1．1 水稻产业发展时序特征

3．1．2 水稻产业的空间特征

3．2 耕地流转影响因素分析

3．2．1 构建因素分解模型

3．1．2 数据来源

3．1．3 影响因素评价分析

3．3 稻区可流转耕地面积预测

3．3．1 构建耕地流转预测模型

3．3．2 确定模型参数

3．3．3 2020耕地流转预测

3．3．4 水稻产区耕地流转面积

3．4 经营规模预测

3．4．1 水稻产区经营规模现状

3．4．2 经营规模预测方法

3．4．3 2020年稻区耕地经营规模预测结果

3．4．4 不同经营模式规模分布

3．4 本章小结

第4章 规模化经营下水稻生产技术供给与需求研究

4．1 水稻生产技术成熟度分析

4．1．1 面向农机推广机构调研

4．1．2 技术成熟度结果分析

4．2 规模化经营下水稻生产技术需求分析

4．2．1 面向规模经营主体调研

4．2．2 技术需求结果分析

4．3 水稻机械化生产技术选用结果

4．3．1 水稻机械化生产技术路线

4．3．2 机械化技术配套

4．4 本章小结

第5章 基于模糊综合评判的水稻生产机器选型研究

5．1 选型原则

5．2 模糊综合评判法

5．2．1 基本原理

5．2．2 评判程序

5．3 建立评判因素指标集

5．3．1 指标选择

5．3．2 选择评价机型

5．3．3 建立评价指标体系

5．4 确定指标权重

5．5 构建隶属函数

5．6 确定机器评价指标值

5．6．1 确定方法

5．6．2 机器评价指标值结果

5．7 隶属度计算

5．8 评价结果汇总

5．9 本章小结

第6章 规模化经营下水稻生产机器优化配置研究

6．1 水稻生产机器配备原则与程序

6．1．1 配备原则

6．1．2 决策程序

6．2 水稻生产机器配备约束环境与目标分析

6．2．1 约束环境

6．2．2 配备目标

6．3 构建模型

6．3．1 变量选择

6．3．2 目标函数

6．3．3 约束方程

6．3．4 基于单纯形法求解步骤

6．4 具体案例

6．4．1 水稻机械化作业工艺安排

6．4．2 作业机具选择

6．4．3 水稻机收适时性损失系数确定

6．4．4 机器关键参数

6．4．5 设变量、编目标函数与约束方程

6．4．6 规划结果

6．5 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 主要研究结论

7．2 研究不足与展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表的论文

附录