孫昀璟 姜鵬飛 許凱 李易 商兆宸

作者簡介:第一作者:孫昀璟,男,高級工程師,碩士,主要從事作物類收割機械研發應用、示范推廣等工作。
*通訊作者:許 凱,男,高級工程師,工學學士,主要從事農業機械試驗鑒定、技術推廣等工作。
摘 要:科學開展小麥機收減損工作,是確保國家糧食安全的重要技術手段和支撐。本文針對大型小麥聯合收割機作業以及機收減損、提質增效等方面,提出了小麥機收作業的要領、注意事項、機械化減損作業的操作規程以及作業指標的檢測內容和方法。通過大范圍實施機收減損,可以有效降低小麥收獲損失率,保障糧食增產豐收。
關鍵詞:小麥聯合收割機;喂入量;機收減損;損失率;破碎率
1 引言
小麥是我國重要的糧食作物之一,更是夏糧的主要組成部分。2023年全國夏糧種植面積為39912.9萬畝,產量為14612.9萬噸。其中小麥種植面積為34588.5萬畝,產量為13453.5萬噸,占比分別高達86.66%和92.07%。山東省是小麥種植大省,2023年小麥種植面積達6014.85萬畝,產量為2674.1萬噸,常年穩居全國第2位[1]。小麥機械化收獲方面,山東機械化收獲占種植面積99%以上,僅有極小部分山地丘陵存在人工收割現象。當前,在保障糧食安全、確保顆粒歸倉、推進機收減損政策的大力推動下,在土地集中化程度越來越高、大型機械化作業愈加普遍的趨勢下,大型小麥聯合收割機減損作業在保障小麥增產豐收中將起到越來越重要的作用。本文所指大型小麥聯合收割機,是指標定喂入量不小于12kg/s的全喂入式小麥聯合收割機械。
2 收割機減損作業要領
開展小麥機械化收割作業過程中,很容易受到機械裝備及自然環境等因素的影響,在一定程度上加大了小麥收割損失率[2]。為提高小麥收獲效率和質量,需對收獲損失原因進行深入分析,并提出針對性減損措施,從而盡可能降低機收損失。
2.1 機收作業前準備
機收作業前準備主要是對大型小麥聯合收割機進行檢查、調試和試收。作業季節前機手或者機主應嚴格按照產品使用說明書要求對大型小麥聯合收割機進行一次全面檢查保養和調試,使機具達到最佳工作狀態,預防和減少作業故障的發生。正式開始作業前,要選擇有代表性的地塊進行試收。依據小麥種植模式、籽粒成熟度、秸稈含水率、自然高度等控制行走速度、割臺離地高度等,試收30~60m。試收完成后,機手或者機主應對照作業質量標準仔細檢查損失、破碎、含雜等情況以及有無漏割、堵草、漏糧,并以此為依據對割刀間隙、脫粒間隙、篩子開度和(或)風扇風量等進行調整。調整后再進行試割并檢測,直至達到作業質量標準要求。當收割地塊條件發生變化時,要重新試收和調試機具。
2.2 合理確定適宜收獲期
一般來說,小麥機收宜在蠟熟末期至完熟初期進行。小麥適宜收獲的主要特征有:蠟熟末期植株變黃,僅葉鞘莖部略帶綠色,莖稈仍有彈性,籽粒黃色稍硬,內含物呈蠟狀,含水率20%~25%;完熟初期葉片枯黃,籽粒變硬,呈品種本色,含水率在20%以下。
機手或者機主應根據收割時的天氣情況、品種特性和栽培條件,合理安排收割順序,做到因地制宜、適時搶收。小面積收獲宜在蠟熟末期,大面積收獲適當提前在蠟熟中期,以使大部分小麥在適收期內收獲。留種用的麥田宜在完熟期收獲。如遇雨季迫近,或急需搶種下茬作物,或品種易落粒、折稈、折穗、穗上發芽等情況,應適當提前確定收獲時間[3]。
2.3 機械化減損收獲
2.3.1 小麥作物和田塊的前期整理
收割前,應根據小麥品種、種植幅寬、自然高度、成熟度、產量水平及莖稈倒伏以及是否需要清理地頭等情況,提前考慮機收作業方案。對地塊中的溝渠、田埂、通道等盡可能予以平整,并將地里水井、電桿拉線、樹樁等不明顯障礙進行標記,以利于安全作業。
2.3.2 合理規劃作業路線
根據地塊大小、形狀和小麥種植方向,合理規劃作業行走路線。行走路線的規劃應使收割機作業行進方向盡量與小麥種植方向保持一致。大多數情況下,收割機應保持直線作業,轉彎時應采用倒車法轉彎或兜圈法直角轉彎,避免分禾器、行走輪等壓倒未收獲的小麥,造成漏割損失[4]。對于不規則地塊,宜先從其中分割出較大面積的規則形狀地塊進行收割,余下不規則小地塊待大面積規則地塊割完后再收割,不應依地塊形狀沿曲線作業(小麥沿曲線播種除外)。應根據收割機割臺結構選取順時針或逆時針向心回轉收割的作業路線,由外圈向內圈漸進,完成地塊的收割作業。
2.3.3 收割方法
收割方法可采用“兩邊收割法”或“四邊收割法”。對于較方正的地塊,開辟割道后,可采用兩邊收割法。當收割作業接近地頭后,收割機車體中部與旁邊未割作物平齊時,操縱方向盤使車體轉向60°;當收割機尾部超出未割作物時,邊提升割臺邊倒車,反方向操縱方向盤使車體繼續轉向30°,完成車體90°轉向,割臺正對未割區,然后繼續收割作業。對于長度較長而寬度較窄的地塊,在兩端地頭開出割臺幅寬2倍以上寬度的橫向割道后,可采用四邊收割法。當沿長度方向收割作業接近地頭時,利用橫向割道空間轉彎,并空行至地塊未割區域另一側繼續進行收割作業。
2.3.4 機械收割作業參數的控制和調整
作業參數包括作業速度、作業幅寬、留茬高度、撥禾輪速度和位置調整、脫粒和清選等工作部件調整。
作業速度:應根據收割機自身喂入量、小麥產量、植株密度、自然高度、干濕程度等因素選擇合理的作業速度。當小麥生長稠密、植株大、產量高、地形起伏不定、早晚及雨后作物濕度大時,應適當降低作業速度。開始收割時先用低速,然后逐漸提高作業速度至適宜的正常作業速度。作業速度應保持穩定,避免急加速或急減速。應保證前進速度與撥禾輪轉速相匹配,避免不同步造成的割臺損失。
作業幅寬:收割機割臺工作幅寬應與作業地塊的小麥播種寬度或畦寬相適應。在收割機負荷允許的情況下,保持作業速度穩定,使割臺滿割幅或接近滿割幅工作,保證作物喂入均勻,防止喂入量過大,影響收獲質量[5]。當小麥產量高、濕度大或者留茬高度過低時,以低速作業仍超出收割機標定喂入量時,適當減小割幅,一般減少到標定割幅的80%,以保證收割質量。
留茬高度:留茬高度應根據小麥植株的高度、地塊的平整情況、當地農藝要求等綜合確定,一般以5~15cm為宜。留茬高度過高會因小麥高度不一及地形起伏等情況造成小麥漏割,同時會因撥禾輪的撥禾、推禾作用減弱以及擊打小麥穗頭等造成割臺損失增加;留茬高度過低會導致切割器切割泥土,引發機具故障。
撥禾輪速度和位置調整:撥禾輪線速度應調整為聯合收割機前進速度的1.1~1.2倍。撥禾輪高低位置應使撥禾板作用在被切割作物高度離地面2/3處為宜,前后位置應根據作物密度和倒伏程度而定,當作物植株密度大并且倒伏時,適當前移,以增強扶禾能力。
脫粒和清選等工作部件調整:收割機作業時,應統籌考慮脫粒損失率和籽粒含雜率,防止顧此失彼。在籽粒破碎率不大于作業質量標準的前提下,可進行適當提高脫粒滾筒的轉速,減小滾筒與凹板篩之間的間隙,減小凹板篩入口與出口間隙之比,減少脫粒分離損失。在籽粒含雜率不大于作業質量標準的前提下,可進行適當減小風扇風量、調大篩子的開度及提高尾篩位置,減少清選損失[6]。作業中應定期檢查收割機秸稈堵塞情況。
3 作業質量檢測內容和方法
作業質量檢測是檢驗大型小麥聯合收割機性能的最直接方式。目前,小麥聯合收獲機執行的國家或行業標準有NY/T 995-2006《谷物(小麥)聯合收獲機械作業質量》和JB/T 5117-2017《全喂入聯合收割機 技術條件》,針對大型小麥聯合收割機,尚未有專門的指定性標準。NY/T 995-2006《谷物(小麥)聯合收獲機械作業質量》標準中規定,全喂入式小麥聯合收割機作業損失率指標為≤2.0%;JB/T 5117-2017《全喂入聯合收割機技術條件》中規定,全喂入式小麥聯合收割機作業損失率指標為≤1.2%。結合近年來對于大型小麥聯合收割機的檢測,本文采納JB/T 5117-2017《全喂入聯合收割機技術條件》的有關作業質量檢測的內容和方法。
4 作業質量檢測結果分析
近年來,結合大型小麥聯合收割機推廣鑒定工作和機收減損活動的開展,匯總出部分代表性小麥聯合收割機作業質量檢測結果(見表1)。由表1可以看出,三個型號的12kg/s喂入量以上的大型小麥聯合收割機作業損失率分別為0.77%、0.75%、0.50%,均遠低于指標值1.2%;破碎率分別為0.81%、0.45%、0.51%,均低于指標值1.0%;含雜率分別為0.93%、0.53%、0.50%,均遠低于指標值2.0%;三種機型實際喂入量也均達到了標定喂入量的要求。這就表明了大型小麥聯合收割機作業指標完全能夠達到作業質量指標規定的相關要求。相比于兩個標定喂入量為8kg/s和10kg/s的成熟主流機型,在含雜率、破碎率、總損失率方面已經相差不多甚至有些指標要優于主流機型。
表1 部分小麥聯合收割機作業質量檢測結果
[機器型號 4LZ-12M1 4LZ-15K1 4LZ-15K 4LZ-8R2 4LZ-10E4 標定喂入量(kg/s) 12 15 15 8 10 作業速度(km/h) 7.5 7.4 7.5 7.4 7.4 喂入量(kg/s) 12.4 15.7 17.5 8.9 10.7 測區內平均產量(kg/hm2) 9690.1 7530.2 9271.4 8555.2 9553.4 含雜率(%) 0.93 0.53 0.50 0.30 0.65 破碎率(%) 0.81 0.45 0.51 0.30 0.57 脫粒機體損失率(%) 0.51 0.48 0.34 0.37 0.44 割臺損失率(%) 0.26 0.27 0.16 0.16 0.23 總損失率(%) 0.77 0.75 0.50 0.53 0.67 草谷比 0.84 0.89 1.10 0.90 1.03 割茬高度(cm) 22 24 23 23 20 ]
5 結論
近年來,農業農村部大力推動機收減損工作,通過科學指引、持續培訓和引領示范,全國各地均開展了機收減損工作。山東省已實現糧食作物面積50萬畝以上的市、縣機收減損比武活動常態化、全覆蓋。目前全省小麥機收減損總損失率平均值降低到了0.99%,并且通過進一步探索、改進,通過改善種植模式、收獲條件、機具升級、倉儲運輸等手段,完全有能力將損失率進一步降低。
5.1 農業機械化是實現農業現代化的重要手段和技術支撐
機械化收獲能有效降低人為因素產生的不可控的影響,能有效降低災害突發天氣對于農業生產的損失。大型小麥聯合收割機作業效率大為提升,一次能完成2~3臺小型小麥聯合收割機的作業量,既節省了人工,又減少了收割次數,同樣降低了損失率。
5.2 技術改進進一步降低機收損失
根據對大型小麥聯合收割機的持續跟進和檢測,總損失率平均值為0.67%,已遠低于相關指標值。并且通過不斷的技術改進,升級大型小麥聯合收割機的收割、脫粒、清選系統的結構和配合,完全能夠實現從機械方面將損失率進一步降低。
5.3 提升大型小麥聯合收割機械裝備智能化水平
可在大型小麥聯合收割機上裝配損失率、含雜率、破碎率在線監測裝置,機手根據在線監測裝置提示的相關指標、曲線,適時調整作業速度、喂入量、留茬高度等作業狀態參數,得到并保持損失率、含雜率、破碎率較理想的作業狀態。借助于北斗導航、無人駕駛、大數據等先進高端技術,通過實時作業指標的反饋,來隨時自動調整機器的作業狀態,從而達到可監控、可調整、可預測。
5.4 持續開展培訓和監督
機手、種植戶和從事收獲質量監督的鄉鎮農機管理人員應經過培訓,掌握小麥品種、籽粒含水率、種植模式、收割地形等方面的知識,掌握聯合收割機的正確使用、維護保養知識以及作業質量標準要求。鼓勵種植戶與機手簽訂收獲作業損失協議,農機管理人員可通過巡回檢查監督作業損失等情況,并在損失偏大或出現其他不合乎要求情形時,要求機手對聯合收割機進行調整,仍不合要求的,應及時更換故障部件或整機。
參考文獻
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