玉米联合收割机收割操作减损措施

2022-05-22王凯

农机使用与维修 2022年5期

王凯

(蒙城县农机成人中专学校，安徽蒙城 233500)

0 引言

玉米是继水稻之后的第二大粮食作物，玉米可以作为粮食还可以制备成各项工业原料与各种生产原料。我国玉米种植面积位居世界前列，同时是世界上最大的玉米生产国与消费国。我国常年玉米种植面积超过0.30亿hm2，玉米产量稳定在1 650亿kg。

随着我国农业机械化的逐步发展与研究深入，玉米全程机械化也在逐步推进，目前我国玉米机械化收获率达到85%以上，但是玉米籽粒破损率达到5%以上，造成了玉米收获损失，因此，降低玉米收获损失是提高玉米产量、保障粮食安全的重要条件。提高玉米机械化收获效率，减少玉米收获损失可以更好地推动玉米全程机械化工作开展，提高玉米种植农户收入，降低农户劳动强度，减少收获损失，促进农业农村发展。机械化水平的提升可以降低人力投入，对社会劳动力资源进行合理分配，节约农业生产所需劳动力，将农民从繁重的体力劳动中解放出来。

1 玉米联合收割机发展现状

1.1 国外玉米联合收割机的发展进程

国外农业机械化进程较快，因此，玉米联合收割机研究较为深入，并保持相对先进性。最早玉米联合收割机雏形由澳大利亚昆士兰公司研制，是当代玉米联合收割机的主要技术基础。在此基础上，美国、加拿大、俄罗斯等国在机械技术上进行优化设计。其中，美国约翰迪尔、德国道依茨以大型玉米联合收割机为主要研究目标，并进行大面积推广应用，因收获时玉米含水量较低，也可使用小麦联合收割机更换成玉米割台进行收获。例如约翰迪尔公司研制的TFP-12型玉米联合收割机是应用广泛的典型机型，玉米割台宽达8 m，一次可以同时收获12行玉米，特别适用于美国、俄罗斯等大型农场使用；乌克兰、法国、荷兰等国家玉米收获时玉米籽粒含水量较高，易发生籽粒破损，可采用例如KCKY-6型玉米联合收割机进行收获，减少籽粒破损。

1.2 国内玉米联合收割机的发展现状

我国玉米种植面积广泛，不同地区采用不同种植方式，所用机型大致分为自走式玉米联合收割机、牵引式玉米联合收割机及悬挂式玉米联合收割机3大类[1]。自走式玉米联合收割机主要适用于大地块的玉米收获，通常以4～6行玉米收获为主，其中以4YZ型自走式玉米联合收割机为主。牵引式玉米联合收割机主要与拖拉机进行配套使用，适合在大面积地块进行玉米收获。悬挂式玉米联合收割机属于我国自主研发产品，在田间使用较为灵活，且价格较低，适合在小地块的农田使用。

目前，我国以黑龙江省玉米机械化收获程度较高，也是最早进行农业机械化推广应用的省份之一。在改革开放初期，由前苏联引进大量的玉米联合收割机进行研制，但是初期研制时存在田间损失效率大、功率消耗大等问题。后期随着自主研发能力的提高，逐步研制出适合我国本土玉米联合收割机品牌。据统计，截至2020年，黑龙江省玉米联合收割机作业效率达97%以上，玉米全程机械化发展成效显著。

2 田间工作损失的主要影响因素

2.1 玉米联合收割机通用性差

我国玉米主要产地如表1所示。由表1可见，我国玉米种植面积主要分为东北地区、黄淮海平原地区、西南山地、广东平原、南方山地等。玉米种植面积较广，在我国各个地区都有种植，我国地域辽阔，从平原、山地、丘陵到盆地都有种植，各地对玉米收获机的要求不同。由于我国玉米联合收割机通用性较差，同一台玉米收割机针对不同地区玉米收获效率不同，在同一区域，由于玉米种植参数与品种不同，也存在玉米联合收割机性能发挥的不同，因此，提高玉米联合收割机的通用性是推动我国玉米机械化收获的重要工作。此外，加强田间标准化种植是保障玉米联合收割机推广的基础条件，规范统一地区甚至是不同地区的玉米田间种植参数，可以提高玉米联合收割机的通用性[2]。

表1 我国玉米主产区统计

2.2 玉米栽培区域特征

玉米联合收割机田间工作性能与工作效率主要与田间环境、地形地貌与气候环境有关。玉米是喜高温多雨的作物，生育时期在80～120 d左右，在我国不同地区都进行广泛种植，从东北地区到南方热带地区，按照玉米不同成熟时期主要分为早熟玉米、中熟玉米与晚熟玉米，主要与不同地区的积温有关。以黑龙江省为例，积温带的划分如表2所示。在第一积温带适合种植一些玉米晚熟品种，一般来说，第一积温带土壤肥沃，气候环境较好，日照与雨水充足，在这种环境下生长的玉米较为茁壮，玉米植株较高，玉米茎秆较粗，玉米穗较大，适宜应用大型玉米联合收割机进行田间收获；在第四、五、六积温带，温度较低，日照和雨水不充足，玉米易出现倒伏与果穗下垂等情况，在进行玉米田间收获时应使用小型玉米联合收割机进行作业，以减少玉米收获的损失[3]。

表2 黑龙江省积温带划分依据

2.3 玉米联合收割机技术特性

除了地形地貌及玉米自身生长因素，其中，玉米联合收割机的整机技术特性与厂家生产质量是决定玉米联合收割机的重要因素之一。通过对目前国内外玉米联合收割机发展现状进行分析可知，我国对玉米联合收割机研制缺乏自主性与创造性，目前玉米联合收割机研发厂家在关键零部件的结构性能与基础结构设计方面仍缺乏深入研究，导致相关配套结构功能配合不协调，影响玉米收割机在田间工作时的稳定性与收割效率。且大多数厂家缺乏对农户进行指导服务与售后服务，导致玉米联合收割机在田间不能进行稳定高效的工作。生产厂家主要以自身利益为主要发展目标，缺乏自主研发性，在进行设备研制时，缺乏基础配套实施研究，经常出现抄袭现象，易导致在玉米联合收割机进行田间作业时出现玉米穗损伤与工作效率低下的问题，增加了玉米收获损失，这些都阻碍了玉米联合收割机田间工作效率的提升。目前我国对玉米收割机的工作性能合格评价标准主要为：收获率达85%、果穗损失率小于3%，籽粒破损率小于1%。

3 玉米联合收割机关键系统常见问题分析

虽然我国玉米联合收割机自主研发与应用取得了长远的发展，但是由于气候因素、技术因素及社会扶持因素等限制，目前玉米联合收割机机械化水平较低，目前仍然存在较多的问题与不足。

3.1 机械设备与农艺技术不兼容

由于我国玉米种植面积广泛，东北、南方、中部平原地区、西南及西北地区都有种植，但由于气候条件不同，选取的玉米品种差异较大，因此，玉米种植参数，如行距、株距等差异较大[4]。同一台玉米联合收割机在不同地区使用时，田间工作性能与作业效率差异较大，在同一地区不同玉米品种使用同一台玉米联合收割机工作性能也存在差异，不同种植参数与地理环境都会对玉米联合收割机作业参数提出不同的作业要求。因此，在进行玉米联合收割机研制时，与农艺技术相结合会提高研制效率与工作可靠性。

3.2 玉米田间收获作业效率较低，作业损失较大

我国对玉米机械化收获机制定的合格标准如表3所示。目前我国玉米机械化收获效率在不同地区发展不同，以黑龙江省为首的东北地区，机械化程度较高，因此，玉米收获效率较高，籽粒破损率较低，但是只有85%的地区达到玉米机械化收获合格率，在南方丘陵地区，种植面积较小，地块较为分散，机械化水平较为落后，因此，玉米机械化收获效率较低，机械使用不完善也造成了玉米收获损失，限制了玉米联合收割机的广泛应用，据统计，南方丘陵及山地地区，只有56%的地区玉米机械化收获达到我国规定的标准。

表3 玉米机械化收获合格标准

4 玉米联合收割机减损措施

4.1 加强关键零部件的创新研究

通过国内外玉米联合收割机研究现状分析可知，目前玉米联合收割机发展存在研发创新能力不足、研究过程粗放及配套产品不完善等问题。现阶段，我国关于玉米联合收割机的研究虽然具有一定的技术基础与知识累积，但是自主研发能力较为薄弱，多为技术仿制，研发产品缺乏创新性，缺乏市场竞争力，较高的研发成本与研发周期成为限制我国玉米收获效率快速提升的重要外界条件。在机械研发过程中，缺乏“工匠精神”的发挥，关键零部件、铸造喷漆、电子元件及高精度技术等应用能力不足，整体结构配合性能不尽人意，导致整体品质难以提升，阻碍了玉米联合收割机整机质量的提升与发展。由于目前我国农业种植较为分散，因此，应针对不同地区进行专用玉米联合收割机的研制，提高田间使用效率，增加农户购买国产玉米联合收割机的积极性与自信心，对于促进玉米收割机技术的大力推广、降低玉米田间收获损失具有重要意义。

4.2 加大科技投入力度，提高自主研发力度

以科技作为玉米联合收割机质量提升的第一创新力与推动力，依靠科技提高产品质量。目前，随着相关工业技术、计算机技术、人工智能技术的快速发展，农机企业应将先进工艺技术融入玉米机械化生产中，一方面可以提升农用机械关键零部件的制造精度，优化零件性能，另一方面提高玉米联合收割机制造自动化与智能化，通过科技推动产品质量的进步。在研制过程中，加强与农艺技术结合，保障田间工作效率[5]。