滚筒转速对玉米籽粒破碎的影响

○河南省舞阳县农机推广服务中心 白卫卫 冯小丽 李广兴

2018～2020年农业农村部连续三年将“玉米籽粒低破碎机械化收获技术”确立并发布为十项重大引领性农业技术之一。玉米联合收获机械在作业中造成的籽粒破碎率、损失率、含杂率等是评价机械作业质量的重要指标。本文依托漯河市承担的国家、省、市2018～2019年试验示范项目所采集数据，主要分析玉米籽粒联合收获机滚筒转速对作业质量中籽粒破碎的影响，掌握不同脱粒方式、不同种植模式、不同含水率玉米联合收获机不同滚筒转速与籽粒破碎之间的关系。

一、试验内容与方法

1.试验地点漯河市舞阳县莲花镇玉米籽粒收获机械化技术百亩机具试验方。

2.试验机具以横轴流脱粒方式为代表的喜盈盈4YB-4型和纵轴流脱粒方式为代表的豪丰4YZL-5型玉米籽粒联合收获机各一台。

3.试验品种郑原玉432、新单61、新单58、京农科828（均为适宜本地籽粒直收的玉米品种）。

4.试验方法：

（1）处理设计及试验总纲在百亩试验方内根据玉米品种划定相应试验处理，每个处理设定三个测定区，分别对两种脱离形式的玉米籽粒收获机进行三个工况（530r/min，560r/min，590r/min）进行实地测试。

（2）机具的调整与操作玉米籽粒收获机试验按使用说明书的规定进行操作，根据玉米果穗、茎杆直径取中间值调整摘穗板、拉茎辊间隙为最佳状态，并将凹板间隙和滚筒转速调至试验要求。

（3）试验区的划分每个处理区都由稳定区、测定区和停车区组成。测定区长度20m，测定区前设有20m的稳定区，测定区后设有10m的停车区。

（4）取样与检测从收割机粮仓内取样2kg的籽粒样本，然后人工分拣完整籽粒和破碎粒以及杂质，按质量计算籽粒破碎率。

（5）测定数据的精度测定区长度精确到0.1m；接取籽粒样品精确到0.1kg，破碎样品精确到1g。

二、试验结果与分析

1.不同脱粒方式玉米籽粒收获机相同含水率不同滚筒转速破碎率试验数据分析如表1基础数据所示：整体上横轴流与纵轴流两种脱粒方式对玉米籽粒破碎率的影响无优劣之分，首先，仅有品种京农科828横轴流脱粒方式滚筒转速530r/min作业破碎率为4.6%外，其他均大于5%的国家标准要求；并且横轴流脱粒方式也仅有两组数据表明滚筒转速越高破碎率越大趋势，其余横轴流和纵轴流脱粒方式有四组数据随滚筒转速越高破碎率呈高低高形态，两组数据随滚筒转速越高呈低高低形态，这种不稳定状态很难界定孰优孰略；但是，可以确定，玉米籽粒联合收获机滚筒转速是影响作业质量籽粒破碎率的一个重要因素。根据实地监测记录，两台玉米籽粒收获机试验作业中存在滚筒转速波动，未能按照设定滚筒转速作业，是造成玉米籽粒破碎率随滚筒转速变化有不同差异的原因。由表1可见，有2组的籽粒破碎率在相同滚筒转速与其他差异明显，即滚筒转速530r/min时横轴流脱粒方式籽粒破损率14.6%和纵轴流脱粒方式破碎率13.1%，与最优破碎率4.6%相差达到10个百分点。同时，在设计滚筒转速对玉米籽粒破碎影响的试验前，充分考虑了操作手建议的最优滚筒转速530r/min，将各机具滚筒转速仅从这个基础递增30r/min，使试验受限。

表1 2019年不同脱粒方式玉米籽粒收获机相同含水率不同滚筒转速破碎率对比表

表1基础数据中还可发现，从不同玉米品种同一转速破碎率情况看，机具滚筒转速作业破碎率同时受玉米品种的影响；实际监测中，相关玉米品种存在成熟度不均匀现象，成熟度不均匀也就造成收前籽粒含水率高低不一，因此就造成同滚筒转速下籽粒破碎率不稳定情况。

2.脱粒滚筒转速极限试验分析2018年9月23日，在试验方进行的脱粒滚筒转速极限试验中发现，脱粒滚筒转速对玉米籽粒机收质量的影响。测试机型为纵轴流脱粒方式为代表的豪丰4YZL-5型玉米籽粒联合收获机，分别设置540r/min、800r/min和1000r/min三个转速，试验品种为迪卡517。结果显示（图1），滚筒转速对玉米籽粒机收质量有显著影响，破碎率、杂质率和落粒率均随着滚筒转速的增加而增加，转速为1000r/min时破碎率和杂质率最高。

图1 滚筒转速对收获质量的影响

3.不同种植模式横轴流玉米籽粒收获机相同含水率不同滚筒转速破碎率数据分析从表2可知：普通种植模式和合理密植种植模式在横轴流脱粒方式相同含水率的情况下，除品种新单58外，其他品种相同滚筒转速破碎率起伏不大，说明种植模式与玉米籽粒收获破碎率无线性关系；无论普通种植模式还是密植种植模式籽粒破碎率，随滚筒转速提高破碎率越大，滚筒转速越低破碎随之降低，个别品种存在差异变化，但不太明显。

4.玉米籽粒不同含水率不同滚筒转速作业破碎率数据分析表3分析了同一品种不同含水率滚筒转速的破碎情况，从图表上可以看出同一含水率下滚筒转速在590r/min破碎率较高，低含水状态下滚筒转速越高破碎越大。同时，也说明玉米籽粒收获前含水率是影响玉米籽粒机收质量的重要因素。

表2 2018年不同种植模式横轴流玉米籽粒收获机相同含水率不同滚筒转速破碎率对比表

表3 2018～2019年玉米籽粒不同含水率不同滚筒转速作业破碎率对比表

三、结论

通过不同脱粒方式玉米籽粒收获机相同含水率不同滚筒转速破碎率试验，脱粒滚筒转速极限试验，不同种植模式横轴流玉米籽粒收获机相同含水率不同滚筒转速破碎率试验，玉米籽粒不同含水率不同滚筒转速作业破碎率试验等四组试验数据分析：

1）无论纵轴流玉米籽粒收获机还是横轴流玉米籽粒收获机，滚筒转速对玉米籽粒机械化收获作业破碎率有显著关联，初步掌握相同籽粒含水率情况下滚筒转速越高籽粒破碎率越高的趋势，反之滚筒转速越低籽粒破碎率越低的趋势，这对加强玉米籽粒收获机重要零部件创新优化提供了依据。

2）纵轴流玉米籽粒收获机、横轴流玉米籽粒收获机仅为脱粒方式的不同，无关孰优孰略，所谓优于，仅为喂入量或者脱粒能力纵轴流比横轴流略强。但在玉米籽粒收获中，选择适当玉米籽粒含水率，通过机具关键零部件调整，均能达到国家玉米籽粒收获作业质量标准。

3）玉米种植模式对玉米籽粒机械化收获所产生的破碎率增高无相关性。这为玉米合理密植、提质、增产、增效提供了依据。

4）玉米品种对玉米籽粒机械化收获所产生的破碎率不稳定具有显著相关性。这为培育耐密、抗病、抗倒、穗位适中、后期籽粒脱水快、苞叶疏松、高产、稳产、中早熟适宜玉米籽粒机收的品种提供了参考。

5）进一步证明玉米收获前籽粒含水率与机具滚筒转速是造成玉米籽粒收获破碎的两大主要原因。

本测试结果仅表明不同脱粒方式、不同含水率、不同种植模式的收获机械、不同滚筒转速之间对玉米籽粒收获质量的影响，应在玉米籽粒直收机械化技术推广应用中引起足够的重视；试验过程中还发现，除去玉米收前籽粒含水率、收获机械设计等造成的作业质量不高外，机收作业中的人为因素不容忽视。本文结果只对滚筒转速做出试验对比，不作为选择机具的依据。