基于改进多边形面积法,对2003--2017年中国主粮生产的机械化水平进行测算,运用泰尔指数分析东、中、西3大区域在主粮生产机械化水平上的差异,进而采用象限图和面板计量模型揭示主粮生产机械化水平的省城时空演变规律及其驱动机制.结果 表明:1)2003--2017年中国主粮生产综合机械化率由38.03％提高到74.61％,并呈现出小麦＞玉米＞稻谷的特征,其中小麦3个机械化环节较为均衡,稻谷和玉米仍存在明显短板.2)东、中、西3大区域内差异对全国主粮生产综合机械化总差异的贡献率平均高达71.28％,其中尤以西部地区内部各省城差异最为突出,且其主粮生产综合机械化水平远低于中、东部地区.3)主粮生产综合机械化率的领军型和低速型省域大多位于中国平原地区和相对地广人稀的西部地区,发展型和滞后型省城基本位于西南山区和中东部山地丘陵区,其中西南山区是主粮生产机械化水平最低、发展速度最慢的区域.4)地形起伏因素是影响主粮生产机械化水平的第一要素,提高小麦和玉米种植比重对提升主粮生产机械化的促进作用也较突出,提高农民收入水平和农户耕地面积的促进作用相对较小,户均劳动力数量则具有负向驱动作用.