玉米機械化收獲與機械化秸稈還田技術的協同優化路徑分析

隨著農業現代化的不斷推進，玉米生產對機械化的依賴程度日益加深，尤其是在收獲和秸稈處理環節，機械化作業已經成為提高生產效率、降低勞動強度、實現可持續發展的關鍵手段。玉米大田收獲作業過程中，機械化收獲技術通過采用玉米聯合收獲機，一次性完成玉米的摘穗、剝皮、脫粒、秸稈粉碎等多項作業，大幅提高了收獲效率，縮短了收獲周期，降低了農民的勞動強度。同時，玉米機械化收獲過程中通過大力推行秸稈還田技術，能夠更好地解決傳統玉米秸稈燃燒造成的環境污染問題，實現秸稈的資源化利用。這不僅能增加土壤有機質含量、改善土壤結構、提高土壤肥力，還能減少化肥使用量、降低農業生產成本，實現可持續發展。但不可忽視的是，現階段機械化收獲與秸稈還田技術操作較為復雜，在實際生產中需完善操作技術規程，明確相應的操作要點，依托現代農機裝備，不斷提高生產效率和生產質量。本文聚焦玉米機械化收獲與秸稈還田技術的協同優化路徑，旨在為提升農業生產效率、促進農業綠色低碳轉型提供理論支撐與實踐參考。

一、玉米機械化收獲與機械化秸稈還田的現實意義

1、有利于提高生產效率，降低生產成本

傳統人工收獲玉米勞動強度大、速度慢，而機械化收獲能在短時間內完成大面積玉米收割任務，縮短了收獲時間，確保玉米及時收獲，避免因收獲不及時導致的產量損失。農機在田間作業過程中不受人力體力限制，可連續、高效地進行收獲作業，適應大規模種植的需求，提高農業生產的規模化和集約化水平的要求。同時，機械化收獲減少了對大量人工的依賴，降低了人工成本，緩解了農忙時節勞動力短缺問題。雖然前期購置農業機械需要一定資金投入，但從長期來看，機械化收獲降低了生產成本，提高了生產效率，增加了農民的經濟收益。

2、有利于提高收獲質量

機械化收獲設備具有較高的精準度和穩定性，能有效減少收獲過程中的落穗、落粒等損失，提高玉米的收獲質量和產量。在機械化收獲作業中，還能依托現代農機裝備對玉米進行有效的脫粒和清選，保證了籽粒的完整性和清潔度，為后續玉米的儲存和銷售奠定堅實基礎。

3、有利于改善土壤質量

在玉米機械化收獲作業的同時實施秸稈還田，可使秸稈中豐富的氮、磷、鉀等營養元素和有機質回歸農田，實現養分還田，增加土壤有機質含量，改善土壤結構，提高土壤肥力，為下一季作物生長提供良好的土壤條件。秸稈還田后能增加土壤孔隙度，提高土壤的保水、保肥和通氣性能，減少土壤水分蒸發和養分流失，增強土壤的抗旱和抗侵蝕能力。

4、有利于保護生態環境，促進農業可持續發展

傳統秸稈處理方式（如焚燒）會產生大量煙塵和有害氣體，嚴重污染空氣環境，危害人體健康；秸稈隨意堆放還容易引發火災，威脅生命財產安全。機械化秸稈還田及時處理秸稈，消除了火災隱患，保障農村地區安全穩定，避免了秸稈焚燒帶來的環境污染，有利于改善空氣質量、保護生態環境。從資源可持續利用和農業可持續發展角度看，機械化秸稈還田將農作物秸稈這一寶貴資源重新利用，實現了農業資源的循環利用，符合可持續發展理念。尤其隨著土壤肥力提高，秸稈還田可減少化肥使用量，在降低農業生產成本的同時，減少因過量使用化肥對環境的污染，促進農業可持續發展。

二、玉米機械化收獲與機械化秸稈還田技術

1、農機裝備的選型

① 按種植規模與地形選擇機型

平原地區尤其是規?；N植地塊，可選用4行及以上的大型自走式玉米聯合收獲機，適合連片平坦地塊，作業效率高6667～10000m²/h ）。若支持籽粒直收，需選用含水率低、適合機收的品種，代表機型如中聯重科、雷沃谷神系列。籽粒與秸稈處理一體化機型需配備高效脫粒裝置和秸稈粉碎拋撒裝置，實現收獲與還田同步完成。丘陵緩坡地，推薦選用2～3行的中型自走式/履帶式玉米收獲機，如約翰迪爾Y210或國產勇猛4YZ-3A系列，動力強且轉向靈活。面積較小的種植地可選擇輕型懸掛式摘穗機，配套70～90馬力拖拉機，適合超小地塊，靈活性強，但需人工輔助集穗。坡度 ：gt;15^° ，地塊不規整的山地或超小梯田，可使用微型單行玉米收獲機（如山東產1YD-1型），體積小、重量輕，適合人工搬運；也可改裝山地收割平臺，將摘穗裝置適配于小型山地拖拉機，通過優化重心提升爬坡能力。

② 按收獲模式選擇技術路線

傳統摘穗收獲推薦使用，福田4YZ-4B摘穗型聯合收獲機，保留果穗完整并粉碎秸稈；經濟條件相對較差的山區可使用簡易摘穗機 .+ 人工集穗。規?；N植且玉米成熟后籽粒含水率 ? 25% 的地塊，采用籽粒直收模式，可使用久保田PRO2108籽粒直收聯合機（配備高效脫粒清選系統，降低籽粒破損率），或加裝籽粒烘干設備（配套烘干塔或移動式烘干機），解決籽粒含水率高導致的霉變問題。青貯玉米收獲可使用CLAASJAGUAR系列青貯玉米專用收獲機，一次性完成切割、粉碎和收集，破碎長度可調；也可采用牽引式青貯收割機與大型拖拉機配套，適用于大面積作業。

③ 關鍵技術參數考量

無論選擇哪種機械設備，都需明確相應參數技術標準：籽粒直收機總損失率需 ?3% ，摘穗機落穗率 ?2% ；優先選擇帶智能監測系統的機型，可實時調整作業參數。平原大型機需配套150馬力以上的拖拉機，丘陵中型機適配90～120馬力的拖拉機。優先選擇秸稈粉碎長度 ?10cm 拋撒均勻的機型，確保還田效果；配置GPS導航、作業數據記錄功能的機型，可優化路線規劃，減少重收漏收。對于子洲縣丘陵地塊，建議選擇山東金大豐4YZP-2F（2行）中農博遠4YZ-3A等中型機型，兼具爬坡能力和作業穩定性;鼓勵合作社配置帶秸稈粉碎功能的中型機，提供“收割-還田-深翻”套餐服務，降低散戶使用門檻。

2、玉米收獲機使用前的精細化調整

① 預處理檢查與整機調試

作業前加強整機靜態檢查，做好關鍵部位潤滑：潤滑點涵蓋割臺傳動鏈條、摘穗輥軸承、脫粒滾筒軸承、液壓油缸轉軸等，使用鋰基潤滑脂（NLGI2級），每個潤滑點加注至溢出舊脂為準，潤滑周期 ?8h 。檢查割臺螺栓、護刃器固定螺絲、篩箱固定架等關鍵連接點，扭矩值需符合說明書要求；明確皮帶與鏈條張緊度，脫粒滾筒皮帶按下中部時下垂量 ?10mm ，割臺鏈條懸掛狀態下垂量 5～8mm （過緊增加磨損，過松導致跳齒）。動力系統預檢：冷機啟動后怠速運轉 5min ，轉速穩定在 800～1000r/min ，主油路壓力 2.5～3.5MPa ；液壓油油位位于標尺中上限（使用ISOVG46液壓油）;冷卻液冰點 ?-25^°C （北方地區建議 -35^qC ），液面高度距加水口 3～5cm。

② 割臺系統調整

根據玉米種植行距調整摘穗輥寬度，摘穗輥間隙與高度誤差 ±2cm 。如行距 60cm 時，輥間距 58～62cm ，入口間隙 30～35mm （適應莖稈直徑 20～30mm ，出口間隙控制在 15～20mm （避免堵塞或壓碎籽粒），調節通過摘穗輥右側偏心套進行，順時針旋轉減小間隙。割臺高度調整依據地塊地勢：丘陵地塊割臺底部距地面 40～50cm （防止啃土），平原地塊 50～60cm （留茬高度 ?15cm ）。拉莖輥轉速比1.2：1～1.5：1，例如，機器前進速度 6km/h 時，拉莖輥線速度 7.2～9m/s 調節分禾器與地面夾角至 20～25^° ，減少植株倒伏導致的漏收。

③ 脫粒清選系統參數校準

脫粒滾筒轉速根據籽粒含水量分級調控：籽粒含水率 ? 22% 時，滾筒轉速 850～950r/min （配套中聯4LZ-8）；含水率 23% ～28% 時，轉速保持在 750～850r/min （配套雷沃谷神GE70）；含水率 528% 時，轉速 650～750r/min （配套勇猛4YZ-4A）。調節通過駕駛室電控面板或無級變速器手柄實現，嚴禁超速，避免籽粒破碎率 51.5% 。凹板篩入口間隙前段 25-30mm ，后段 15～20mm ;籽粒篩振幅 8～12mm ，頻率400～500次 /min ；雜余篩振幅 6～8mm ，頻率350～400次/min。

④ 秸稈粉碎裝置精準調節

在進行秸稈粉碎裝置調整過程中，要注重加強粉碎刀片狀態檢查，明確刀片磨損量，當發現刃口厚度 gt;2mm 或缺口 gt;5mm 時需更換；刀片排列采用螺旋交錯排列，相鄰刀片投影重疊量 ? 10mm. 。秸稈粉碎長度在控制過程中，如果直接還田，長度保持在 ?8cm ，碎段長 5～8cm ;如果是飼料化利用長度一般調控在 1～ 3cm ，需更換細碎刀組。調整過程中主要通過調整定刀與動刀間距（標準 1～2mm ）及刀片轉速（ 1800～2200r/min 實現，例如，玉米秸稈含水率 565% 時，需降低轉速至 1600～1800r/min 防止纏刀。

⑤ 行走系統與作業參數匹配

機械在前進和作業過程中，需要根據地形的不同，明確相應的速度和功率搭配：平原密植區推薦速度 5～7km/h ，配套功率 ? 110kW;丘陵坡地推薦速度 3～5km/h ，功率匹配90～110kW；山地小田塊推薦速度 2～3km/h ，功率匹配保持在 40～70kW 。對于田間濕度相對較大的玉米田，輪胎氣壓降低 10%～15% （由標準氣壓250kPa 調至 210～225kPa ）;對于坡度較大的種植地塊，履帶式機型張緊度調整至下支履帶下垂量 20～30mm 。

3、玉米機械化收獲與秸稈還田操作技術方案

① 作業前準備

正式作業之前應該做好裝備檢查：動力系統中機油液位于標尺中上限，空氣濾清器清潔度目測無堵塞，冷卻液 ?-25^°C ；摘穗輥間隙入口 30～35mm ，出口 15～20mm ，分禾器傾角 20～25^° 粉碎刀片完好率達標（破損刀片 ?3 片/組），定刀間距 1～2mm 。同時要注重加強作物狀態評估：隨機取10穗玉米剝粒，用便攜式水分儀測量，籽粒直收目標含水率 ≤25% ，摘穗收儲目標含水率 ≤28% ；含水率超限時應推遲收獲或啟用烘干設備（烘干溫度 ?45% ）。倒伏率 gt;15% 時，切換至低割臺模式（割茬高度 ?10cm ，并降低作業速度 20% 。

② 機械化收獲作業

平原地區割臺高度 50～60cm ，倒伏地塊降至 40～45cm ；丘陵/山地割臺高度 40～50cm ，倒伏地塊降至 30～35cm_? 。作業速度與拉莖輥線速度比為1：1.2～1：1.5，若作業速度 5km/h（1.39m/s） 。拉莖輥線速度應調至 1.67～2.08m/s ，調節風扇轉速至 800～1000r/ min ，目測篩面無籽粒吹出。

③ 機械化秸稈還田操作

在玉米機械化收獲作業過程中，應該協同完成秸稈粉碎與拋撒，直接還田：秸稈目標長度 ?8cm （碎段 5～8cm ），確保大田還田合格率 ?90% ;飼料化/燃料化秸稈目標長度保持在 ?3cm 確保合格率維持在 ?95% 。田間秸稈拋撒均勻度檢測：使用 1m× 1m 方框取樣，碎稈覆蓋密度變異系數 ?15% 。秸稈還田作業時還需要完善相應的配套措施：秸稈拋撒后，大田施入腐熟劑3～4kg/667m² ，同時利用機械設備進行田間深翻作業（翻耕深度 ? 25cm ，翻垡率 ?85% ），翻后鎮壓1～2遍，確保秸稈與土壤充分接觸。

④ 作業質量驗收標準

在進行機械化收獲作業過程中應該嚴格掌握籽粒損失率：隨機選取 10m² 區域，收集落地籽粒稱重，按“損失率 落地籽粒重量/理論產量 ×100% ”計算，確保籽粒直收機損失率 ?3% ，摘穗機落穗 ?0.5 穗/株、落粒 ?2% 。果穗完整率（摘穗機型）統計：隨機取100穗，表皮損傷率 ?5% 。秸稈還田作業過程中要充分掌握秸稈粉碎長度：每0.67萬 hm² 取5點，每點測量20根秸稈，長度合格率達標；深翻后田間秸稈裸露率 ?10% ，翻耕深度達標率 ?90% 。

三、玉米機械化收獲與機械化秸稈還田技術推廣應用工作對策

1、技術集成與裝備升級對策

今后玉米機械化收獲和秸稈還田作業過程中，應大力推動農機農藝深度融合，推廣“籽粒直收 + 秸稈精細粉碎”一體化作業模式，要求收獲機同步配備高精度秸稈粉碎拋灑裝置，確保還田秸稈分布均勻、長度達標。選育抗倒伏、低穗位、脫水快的適宜機械化作業玉米品種，降低籽粒破碎率與秸稈還田阻力。強化智能化技術賦能：農機裝備上加裝北斗導航自動駕駛系統，實現收獲路徑精準規劃，避免重收漏收，保障秸稈粉碎全覆蓋；應用籽粒損失傳感器、秸稈粉碎質量識別等在線監測模塊，實時反饋作業質量并動態調整參數。

2、優化秸稈科學還田技術

秸稈還田作業過程中應實施還田-整地-播種協同優化，推行\"粉碎 $$ 深翻→耙壓\"連貫作業，粉碎后立即深翻（ ?25cm ）掩埋秸稈，加速腐解并減少病蟲寄生；配套重耙鎮壓消除土壤空隙，預防下茬播種“吊苗”；聯合噴施秸稈腐熟菌劑與深翻作業，將腐解周期縮短至45d內。加強病蟲草害綠色防控銜接：秸稈還田田塊強制實施生物熏蒸、太陽能消毒等土壤消毒，切斷病原體傳播鏈；后一茬作物播種到出苗前推廣苗期封閉除草技術，抑制還田秸稈層滋生的雜草。

3、組織管理與服務支撐對策

強化規模化作業組織培育：積極發展“農機合作社 + 種植主體\"訂單服務，由合作社包干區域化收獲、還田、整地作業鏈，實現技術標準化；建立跨區作業調度平臺，協調機具流動填補區域產能缺口。

構建全周期技術培訓體系：實施分層培訓，農機手重點培訓故障應急處理、智能化設備操作等技術，農戶重點學習還田后水肥管理要點、病蟲監測技能；設立田間實訓基地，演示秸稈還田與下茬小麥/玉米播種的配套技術。

總之，玉米機械化收獲與秸稈還田技術是現代農業技術體系的重要組成部分，其深度融合不僅重構了傳統玉米生產的作業模式，更從產業鏈維度推動了資源高效利用與生態價值創造的統一。大田作業過程中，通過機械化的精準作業，玉米采收環節的損耗得以有效控制；秸稈科學還田為土壤結構改良與耕地質量提升提供了物質基礎，實現了“收獲-還田-養護\"的閉環循環。未來，隨著智能感知、無人駕駛等新興技術的賦能，機械化作業勢必向精準化、信息化方向深度演進；加之農藝栽培模式與機械化裝備的協同創新、政策扶持與社會化服務的配套完善，將為現代農機裝備的有效推行和應用奠定堅實支撐，在促進鄉村產業振興中發揮更深遠作用，為我國農業高質量發展注入持久動力。

（作者單位：718499陜西省榆林市子洲縣農業機械推廣站；719000陜西省榆林市榆陽區農業綜合執法大隊）