我國玉米收獲機(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

王躍斌

摘要：論述了國內(nèi)外玉米收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)，對市場上熱銷的幾種玉米收獲機(jī)性能特點(diǎn)進(jìn)行了分析，對國內(nèi)玉米收獲機(jī)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：玉米收獲機(jī)械；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：$233.73

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A d0i.10.14031/j.cnki.njwx.2016.05.013

0.引言

玉米是我國的第二大糧食作物，在我國種植分布范圍廣，同時(shí)也是一種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的糧食作物，其生產(chǎn)總值在國民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位。玉米籽粒含有較豐富的營養(yǎng)，不但是我國重要的糧食作物，而且是發(fā)展畜牧業(yè)的重要飼料，又是輕工業(yè)、食品業(yè)等不可缺少的原料之一，所以搞好玉米生產(chǎn)對農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)都有重要意義。

近幾年隨著我國城鎮(zhèn)化速度的不斷加快，城市吸引了大量農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力流向城市，農(nóng)村勞動(dòng)力越來越少，玉米的生產(chǎn)成本也在不斷增加。玉米收獲是玉米種植生產(chǎn)過程中最后一道工序，也是保證玉米豐收的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其作業(yè)特點(diǎn)是時(shí)間緊、任務(wù)重、季節(jié)性強(qiáng)，易遭受風(fēng)、雨等自然天氣侵蝕而造成減產(chǎn)。所以加快提升玉米收獲過程的機(jī)械化水平，對提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低收獲損失和確保豐收具有非常重要的意義。然而，我國玉米收獲技術(shù)發(fā)展緩慢，生產(chǎn)效率低、收獲損失大。農(nóng)機(jī)化主管部門注意到玉米這一重要糧食作物的機(jī)械化水平落后，便通過加大對玉米收獲機(jī)的補(bǔ)貼，來促進(jìn)國內(nèi)玉米收獲機(jī)制造領(lǐng)域快速發(fā)展不斷成熟，進(jìn)而大大推進(jìn)了我國的玉米機(jī)收水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年我國玉米機(jī)收率達(dá)到63%。

1.我國玉米收獲機(jī)械的現(xiàn)狀

1.1玉米收獲機(jī)械發(fā)展歷程

國外的玉米機(jī)械化收獲已有幾十年的歷史，玉米收獲機(jī)的研究與生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟。世界上多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如美國、德國、鳥克蘭、俄羅斯等，在20世紀(jì)50、60年代已基本實(shí)現(xiàn)了玉米收獲的機(jī)械化。目前，國外玉米收獲機(jī)的研究與生產(chǎn)己經(jīng)成熟，玉米收獲（包括籽粒和秸稈青貯）己基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。

我國玉米機(jī)械化起步晚、水平低，在理論研究和產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、推廣、應(yīng)用等方面與發(fā)達(dá)國家相比還存在著較大差距。我國玉米收獲機(jī)械的研制開發(fā)走過了一段艱難的歷程。

20世紀(jì)70年代，4YW-2型牽引式臥輥玉米摘穗機(jī)研制成功，這是我國自行研制的首臺玉米收獲機(jī)械。同期，我國還引進(jìn)了前蘇聯(lián)的KCKY-2型玉米收獲機(jī)，它采用對行作業(yè)，設(shè)計(jì)收獲行距700mm，而我國廣大農(nóng)村的玉米種植行距雜亂多在500mm左右，制約了機(jī)具的使用，而且價(jià)格昂貴，沒有得到推廣。1981年，通過引進(jìn)美國約翰·迪爾公司的“1000”系列谷物聯(lián)合收獲機(jī)的制造技術(shù)，制造了玉米收獲機(jī)。但是，受家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的影響，玉米收獲機(jī)市場迅速萎縮，1982年生產(chǎn)量為1000臺。到了20世紀(jì)80年代后期，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國玉米收獲機(jī)的發(fā)展才開始逐漸恢復(fù)，到1997年，全國玉米收獲機(jī)產(chǎn)量為35105臺，并呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，我國玉米收獲機(jī)發(fā)展又迎來嶄新的發(fā)展階段。

現(xiàn)階段我國玉米收獲機(jī)械技術(shù)在不斷創(chuàng)新，向著智能化、高效化和現(xiàn)代化的方向發(fā)展。玉米收獲機(jī)的傳動(dòng)部件、收割器、糧倉和輸送帶等關(guān)鍵零部件都設(shè)置有傳感器，以檢測機(jī)器工作狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)也開始應(yīng)用于玉米收獲機(jī)上，開始朝著“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的方向發(fā)展。2014年，我國玉米收割機(jī)生產(chǎn)達(dá)到9萬臺，增幅30%左右。

1.2玉米收割機(jī)械的分類

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國從事玉米收獲機(jī)開發(fā)研制的企業(yè)有60余家，推出的類型也多種多樣。牽引式玉米收獲機(jī)是我國最早研制和開發(fā)的機(jī)型。該機(jī)型與拖拉機(jī)配套使用，適合在大面積地塊作業(yè)。一般為2-3行側(cè)牽引。行數(shù)增加，偏牽引量增大，影響其作業(yè)。由于機(jī)器為側(cè)牽引，所以在作業(yè)前需人工收割開道。加之機(jī)組較長，轉(zhuǎn)彎半徑大，收獲作業(yè)地塊的地頭要開闊。該機(jī)型與壟距匹配性較差，易推倒或側(cè)向壓倒秸稈。其優(yōu)點(diǎn)是整機(jī)配置方便，結(jié)構(gòu)較簡單，價(jià)格低廉，使用可靠性好。由于動(dòng)力可與整機(jī)分離，在非工作時(shí)間動(dòng)力機(jī)可另行它用，從而提高了動(dòng)力機(jī)的利用率，也就降低了使用成本，主要應(yīng)用在大型農(nóng)場。自走式玉米收獲機(jī)由自身配置的柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，其收割臺配置在機(jī)器的正前方，能自行開道，機(jī)動(dòng)性好，生產(chǎn)效率高，具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能較為完善、作業(yè)效率高、作業(yè)質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，雖然造價(jià)較高，但目前應(yīng)用較多。還有互換割臺式收獲機(jī)。該類機(jī)型利用自走式小麥聯(lián)合收獲機(jī)的動(dòng)力、行走和操控系統(tǒng)，將小麥?zhǔn)斋@機(jī)的割臺換裝成玉米割臺進(jìn)行玉米收獲作業(yè)。

1.2.1牽引式玉米收割機(jī)

我國在20世紀(jì)70年代初開始引進(jìn)牽引式玉米收割機(jī)，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院和黑龍江省趙光機(jī)械廠共同研制的4YW-2型牽引式玉米收獲機(jī)。該機(jī)可與55.8 kW拖拉機(jī)配套使用，并在黑龍江和新疆等地開始使用，這種機(jī)器需要人工開道，機(jī)型較長，轉(zhuǎn)彎半徑較大，效率較低，是一種過渡性產(chǎn)品。

1.2.2背負(fù)式玉米收割機(jī)

我國在20世紀(jì)90年代中后期開始在山東、河南、河北等地使用背負(fù)式玉米收割機(jī)，并以收獲一行和兩行為主，配套動(dòng)力主要以20-50馬力的拖拉機(jī)為主，機(jī)型較小、轉(zhuǎn)彎半徑較小、一機(jī)多用、價(jià)格便宜，是一種中間性產(chǎn)品。

1.2.3自走式玉米收割機(jī)

我國生產(chǎn)自走式玉米機(jī)也比較早，但因?yàn)榧夹g(shù)不太成熟，價(jià)格高等條件的限制，到了20世紀(jì)90年代初還沒有真正地批量進(jìn)入市場。目前，我國工藝最完善的自走式機(jī)型為4YZ-4型玉米收獲機(jī)，其設(shè)計(jì)原理與烏克蘭赫爾松康拜因聯(lián)合收獲機(jī)制造公司生產(chǎn)的KCKY-6型玉米收獲機(jī)相似，具有摘穗、剝皮、果穗裝車、莖稈收集切碎并拋送至掛車（或拋撒田問）的功能。

1.3目前市場上熱銷機(jī)型

1.3.1常林谷豐4YZP-2Q型玉米收獲機(jī)

在2015中國（青島）國際農(nóng)業(yè)機(jī)械展覽會上，山東常林農(nóng)裝公司的常林谷豐4YZP-2Q型玉米收獲機(jī)，成為丘陵山區(qū)玉米收獲機(jī)械的最大亮點(diǎn)。常林谷豐4YZP-2型玉米收獲機(jī)，是一款集玉米摘穗、剝皮、果穗裝箱、秸稈粉碎還田于一身的多功能玉米收獲機(jī)械，利用撥禾鏈?zhǔn)綇?qiáng)制喂入技術(shù)，解決了多種行距適應(yīng)性問題，是目前國內(nèi)最矮、最輕、功能最全的自走式雙行玉米收獲機(jī)，能在20°以下山坡上自由作業(yè)，特別適用于丘陵山區(qū)農(nóng)民玉米種植收獲需求。自2013-2015年投放市場以來，市場占有率逐年飆升。它不但基本結(jié)束了丘陵山區(qū)農(nóng)民無玉米機(jī)械化收獲的歷史，而且大大提高了丘陵山區(qū)農(nóng)民玉米收獲的勞動(dòng)效率，成為丘陵山區(qū)農(nóng)民發(fā)家致富的強(qiáng)有力農(nóng)業(yè)機(jī)械，深受丘陵山區(qū)農(nóng)民的喜愛。2015年“常林·谷豐”多款玉米收獲機(jī)熱銷梅河口。

1.3.2約翰迪爾Y210玉米果穗收割機(jī)

約翰迪爾Y210玉米收獲機(jī)是約翰迪爾中國自主研發(fā)的玉米收獲機(jī)械，該機(jī)設(shè)計(jì)新穎，在剝皮、莖稈粉碎處理等方面進(jìn)行大膽創(chuàng)新，可以一次完成玉米作物的摘穗、輸送、剝皮、裝箱、秸稈粉碎還田的全過程作業(yè)。發(fā)動(dòng)機(jī)可選配無錫發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)的107kW和117 kW發(fā)動(dòng)機(jī)。

1.3.3 4YZ-4型自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)

目前，洛陽中收機(jī)械裝備有限公司生產(chǎn)的“開拓者”系列自走式玉米聯(lián)合收獲技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先地位，其開創(chuàng)了我國玉米大規(guī)模機(jī)械化收獲的先河。該機(jī)具有拉莖輥式摘穗機(jī)構(gòu)，拉莖效率高，籽粒損失少，強(qiáng)制喂入割臺裝置，行距適應(yīng)范圍較大。摘穗板改進(jìn)，減少斷莖現(xiàn)象，采摘的果穗更潔凈。具有紅外線監(jiān)視系統(tǒng)、剝皮機(jī)及果穗箱監(jiān)視系統(tǒng)，擴(kuò)展了駕駛員的視野，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了操縱效率和生產(chǎn)率。配備專門的剝皮機(jī)構(gòu)，剝皮效果好。新增八組割臺裝置（選配），用戶可根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植情況選配，適合于行距不規(guī)則的種植方式。采用最先進(jìn)的剝皮機(jī)構(gòu)，可滿足不同成熟時(shí)期的果穗剝皮要求，果穗剝凈率可達(dá)85%以上。采用多葉片排雜風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大，排雜效果更好，清理風(fēng)機(jī)可吹走發(fā)動(dòng)機(jī)上苞葉，減少失火隱患。新增糧倉自動(dòng)撥穗機(jī)構(gòu)：提高糧倉果穗充滿度，無需人工操作，安全又方便。

2.未來發(fā)展趨勢

2015年我國發(fā)布《關(guān)于開展主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化推進(jìn)行動(dòng)的意見》，把文件規(guī)劃的藍(lán)圖和當(dāng)今農(nóng)機(jī)化現(xiàn)狀對比，可以看出我國玉米機(jī)械化收獲階段還有很大的發(fā)展空間，玉米機(jī)械化收獲的發(fā)展前景也是非常巨大的。

（1）提高設(shè)計(jì)精度，減少故障率。2015年我國發(fā)布了《中國制造2025》，描述了農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域技術(shù)路線圖。此技術(shù)路線圖對收獲機(jī)械提出了明確的要求：2020年，聯(lián)合收割機(jī)平均無故障時(shí)間提高至60h；2025年，智能收獲機(jī)械投入使用，聯(lián)合收割機(jī)平均無故障時(shí)間達(dá)到100h。這就為我國玉米收獲機(jī)研發(fā)部門提出了要求，機(jī)械設(shè)計(jì)要更合理，制造精度更高。

（2）開發(fā)新型技術(shù)含量高的產(chǎn)品。《中國制造2025》中提出，要開發(fā)新型玉米籽粒收獲機(jī)，要具有靜液壓驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)航定位、故障診斷、主要參數(shù)實(shí)時(shí)采集與自動(dòng)監(jiān)控功能。隨著電子技術(shù)、空間技術(shù)、液壓技術(shù)的發(fā)展，玉米收獲機(jī)要越來越“聰明”。如國外已有的智能化小區(qū)收獲機(jī)可在育種田收獲過程中將小區(qū)種子進(jìn)行稱重、計(jì)量并測定種子含水率，同時(shí)計(jì)算、打印出籽