北方小麦机械化收获减损问题及应对措施
2023-06-14孙世祯郑丹彤范国昌
孙世祯 郑丹彤 范国昌
1、河北省农业机械鉴定总站 2、秦皇岛市农机化技术推广站 3、河北省农业机械化研究所
前言
截至2022 年,全国小麦的耕种收综合机械化水平已经达到97%,河北省已经达到99.8%、收获环节已经达到99.9%。但是由于地块、收获机械以及机手急于快速收获等因素的影响,收获损失率居高不下,有的远远超过总损失率≤1.2%的国家标准。因此收获时除严格执行小麦机收作业质量标准和操作规程外,还必须结合小麦的生长情况、地块特征、收获机状态以及收获时间等,把收获机的状态调整到最好。
1 小麦联合收获机主流型号和机具特点
小麦联合收获机种类很多,目前市场上的机型按喂入方式可分为全喂入式、半喂入式和割前脱粒型;按照行走方式可分为轮式和履带式;按照喂入量又分为大型(大于10kg/s)、中型(5~10kg/s)和小型(小于5kg/s)三种;按照脱粒物料流动方式又分为横轴流式(切流式)(图1)和纵轴流式(图2)两种型式。
图1 横轴流(切流)自走式联合收获机
图2 纵轴流自走式联合收获机
目前的主流机型是以中型切流和部分大型纵轴流为主,配套动力100~130kW(140~180 马力)左右,可以一次完成小麦的收割、脱粒、分离、清选,把洁净的籽粒输送到粮仓,有的还可把麦秸切碎抛洒在地表。主流机型中,国产的有中联重科、雷沃重工、江苏沃德、常发佳联,洛阳中收、金大丰、春雨、沃德等机型,合资的有约翰迪尔、久保田、洋马等。喂入量从2kg/s 至10kg/s,有的还进行了智能化提升,这些机型的机具性能和收割质量都能够达到国家标准,用户可以根据自己的作业面积、地块条件以及是否进行社会化服务进行选择。
2 小麦收获产生损失的原因
按照国家相关标准,小麦联合收获机收获损失率应该≤1.2%,但有些机手为了抢速度,操作不精细、作业粗放,造成收获损失率明显超出国家标准。为了减少损失并扭转这种局面,2021 年农业农村部及时提出了机收减损的要求,农业农村部农业机械化管理司会同农业农村部农业机械化总站组织农业农村部农作物生产全程机械化推进专家指导组等专家制定了《小麦机械化收获减损技术指导意见》,为减少机收损失提高作业质量提出了具体要求。2021 年通过机收减损,全国粮食作物机械化收获的平均损失率下降了1 个百分点,相当于挽回了100 亿斤的粮食损失,河北省通过减损也减少损失2.9 亿斤。2021 年发生的罕见秋汛,对小麦的播种面积和小麦长势造成一定的影响,2022 年农业农村部和河北省农业农村厅又提出了机收减损的要求,不仅把因秋汛晚播造成的影响挽回来,而且把机收的损失降得更低,真正达到颗粒归仓。
3 小麦机械化收获的减损措施
小麦收割机的损失包括四部分:割台损失、脱粒损失、清选损失和分离损失。目前除了极少数老旧机型外,小麦联合收割机的技术性能都基本合格,收割损失超标主要有以下原因:一是机手减损意识低,盲目追求收割的高效率,喂入量过大、作业速度过高造成的。二是机具参数调整不当。比如脱粒滚筒与凹板间隙过大造成脱粒脱不净、清选时负荷过大、筛孔长时间不清理造成堵塞等等。三是收割时机选择不对。收割过晚,籽粒一触即掉造成损失。四是收获机地边掉头频繁,掉头时油门收小,造成脱粒滚筒转速低,脱不净。因此,要求收割作业时做好以下几点:
(1)要规划好收割机作业的行走路线。一般可采取顺时针向心回转、反时针向心回转、梭形收割三种行走方法,尽量走长地头、大循环的路径作业,避免急转弯。
(2)要采用适宜的前进速度。根据小麦的产量、自然高度、干湿程度来选择作业速度和割台参数。当遇到小麦稠密、植株大、产量高、早晚作业或雨后潮湿的情况收割时,应降低机器作业速度。
(3)及时调整脱粒间隙和清选部件。在保证破碎率不超标的前提下,可适当提高滚筒的转速来提高脱净率、降低脱粒损失,也可通过脱粒间隙快速调整机构减小滚筒与凹板之间的间隙等措施来提高脱净率,如图3所示。要在确保含杂率不超标的前提下,可适当减小风扇风量、调大筛子的开度及提高尾筛位置等减少清选损失。机器作业过程中要经常检查逐稿器内秸秆堵塞情况,并及时清理,通过适当减少轴流滚筒的喂入量以及提高滚筒转速,以减少分离损失。在含杂率和损失率较高时,清选结构上有排草挡板的机器可以调整排草板上下高度,通过增加清选时间来减少损失。
图3 收获机脱粒凹板间隙调整机构
图4 四川“五良”融合无人农场收获小麦
(4)要选择合适的作业幅宽。当小麦产量高、密度大、潮湿时应该减小作业幅宽。当作业速度较快时,也应该适当减小幅宽避免漏割。
(5)在收割倒伏的小麦时,应降低割台,适当前移拨禾轮,并把拨禾弹齿适当调至后倾15~30 度,或安装专用扶禾器以增强扶禾作用,如果倒伏严重情况可采用逆倒伏方向收割、采取降低作业速度或减少喂入量等措施以减少损失。
(6)收割过度成熟的小麦时,由于茎秆易折断,造成脱粒后的籽粒与碎茎秆不易分离。小麦过度成熟,籽粒极易脱落,应调低拨禾轮转速和前进速度。有条件的也可安排在早晨或傍晚茎秆韧性较好时收获。
(7)智能型小麦收割机上装有损失率、破碎率、含杂率以及产量面积测量仪和湿度传感器,显示相关指标或曲线,驾驶员可适时调整行走速度、喂入量、留茬高度等参数,达到低损失率、低含杂率、低破碎率的作业状态。
4 小麦联合收割机的正确使用
第一,收割前首先要按照使用说明书对收割机进行一次全面检查与保养,认真做好试运转。其次要认真检查机具行走、转向、收割、输送、脱粒、清选、卸粮等机构是否能正常运行。再次次要检查和调整各传动皮带的张紧度,防止作业时皮带打滑以及重要部位的螺栓、螺母有没有松动,同时要查看机器有没有漏水、渗漏油现象,割台、机架等部件有无变形等。总之要使机具达到最佳的工作状态。
第二,确定适宜的收获时间。小麦机收不要等到完全成熟后再收割。有一句谚语叫作:“九成熟,十成收;十成熟,一成丢”。小麦最适宜的机收时间是蜡熟后期,此时叶片枯黄,茎秆有一定弹性,籽粒含水率20%~25%。小面积收获宜在蜡熟末期,大面积收获宜在蜡熟中期,留种用的麦田宜在完熟期收获。在雨季迫近,或急需抢种下茬作物,或是品种易落粒、折秆、折穗、穗上发芽等情况时,应适当提前收获时间。
第三,小麦正式收割前一定要试割。试割作业行进长度在50 米左右即可,要根据小麦、地块的条件确定适合的收割速度、收割幅宽、留茬高度等。试割时应注意观察、仔细倾听机器工作状况,出现异常及时停车解决。试割后要根据损失率、破碎率、含杂率、有无漏割、堵草、跑粮等异常情况,对割刀间隙、脱粒间隙、筛子开度以及风扇风量等进行必要的调整,调整后要再次进行试割并检测,直至符合收割要求。第四,确保机收作业达到质量要求。根据国家标准(JB/T5117-2017)《全喂入联合收割机技术条件》要求,全喂入小麦联合收割机收获总损失率≤1.2%、籽粒破损率≤1.0%、含杂率≤2.0%,无明显漏收、漏割。割茬高度应一致,一般不超过15 厘米。收获作业后没有发生油料泄漏事故造成粮食和土壤污染的情况。为保证下茬作物的播种及出苗质量,还要求小麦联合收割机要带有秸秆粉碎及抛洒装置,使秸秆均匀分布地表。
5 小麦联合收获机的发展趋势
随着科技的不断进步、农用动力不断增大、新材料新工艺的不断应用以及各生产企业加工工艺水平的不断提升,小麦收割机逐步向着大功率、自走式、全喂入、纵轴流、大喂入量方向发展,喂入量最大达到15kg/s 以上,配套功率500kW 以上,机具的自动化、信息化、数字化、智能化程度明显提升,也大大提高了机具的作业效率。
近年来,我国积极推行土地流转和集约化农业生产模式,小麦联合收割机行业面临技术升级和产品换代。收获机驾驶员、种植户和从事收获质量监督的人员也应进行高素质新型农民培训,掌握新型高端收获机操作技术,熟悉作物品种、含水率、种植模式、收割地形等方面的农艺知识,熟练掌握收获机的正确使用、维护保养知识以及作业质量标准要求,对于损失偏大或作业质量严重低下的老旧机型,应积极淘汰报废更新。
随着新农村需求的多元化以及无人农场的应用,结合5G 技术及新材料的逐步成熟,发展国产大型、智能高效、北斗导航的现代化无人驾驶联合收割机成为日益迫切的需求。目前北斗导航系统已经成为国内大部分机型的标配,大部分机型都安装了自动驾驶、自动测量作业面积、故障报警等智能模块,今后还可以根据生产需要引入3S 系统(地理信息系统、遥感系统、北斗系统)绘制产量处方图,为下季作物管理提供决策参数,实现变量施肥、变量播种的精细化管理,在实现系统化机械收获减损的同时,也为智慧农场、无人农场做好了准备。
总之,机收减损是一个综合性的技术工作,只有在结合小麦的生长情况、土地地块特征、收获机械状态、收获时间以及机手作业水平等综合优化,使联合收获机械工作在最好的状态,才能使小麦机收损失减到最低。