劉琳　高占文　趙大為

摘要：詳細(xì)介紹懸掛式玉米收獲機械化技術(shù)及機具的國內(nèi)外發(fā)展歷程及研制現(xiàn)狀，根據(jù)糧食安全及玉米生產(chǎn)的實際情況，探討研發(fā)此技術(shù)及機具的重要性及可行性，為提高我國玉米收獲機械化水平提供理論參考。

關(guān)鍵詞：懸掛式玉米收獲機；機械化收獲；糧食安全；可行性

中圖分類號：S225.5+1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）11-0060-03

玉米收獲是玉米種植過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。玉米收獲季節(jié)性強、勞動強度高、作業(yè)量大。玉米機械化收獲技術(shù)在美國等先進國家早已經(jīng)普及，而我國大部分地區(qū)依然采用人工收獲方式。加快發(fā)展玉米收獲作業(yè)機械化，對提高作業(yè)效率、減輕勞動生產(chǎn)強度、有效解決收獲季節(jié)雇工難題、確保玉米實現(xiàn)適時收獲、實現(xiàn)玉米生產(chǎn)增產(chǎn)增收具有重要的現(xiàn)實意義。

從20世紀(jì)60年代開始，我國的玉米收獲機械及摘穗機構(gòu)研制經(jīng)歷了3次高潮。目前，國內(nèi)的玉米收獲機主要有單行玉米收獲機、多行懸掛式（或牽引式）玉米收獲機、多行自走式玉米收獲機、穗莖兼收型玉米收獲機等。懸掛式玉米收獲機具有良好的配套性，一次性投入相對較少，且適應(yīng)我國目前的土地經(jīng)營規(guī)模。隨著引進示范和改進完善的不斷深入，懸掛式玉米收獲機逐漸被人們認(rèn)可，盡管其還存在著需要完善之處，但此項技術(shù)的應(yīng)用已是大勢所趨。

1 懸掛式玉米收獲機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外

從世界上第一臺玉米聯(lián)合收獲機問世，至今已走過了85 a的歷程。美國、德國、意大利和法國等發(fā)達(dá)國家，從20世紀(jì)70年代就基本實現(xiàn)了玉米機械化收獲。由于這些國家的種植方式多為一年一季，收獲時玉米籽粒的含水率很低，因此大多采用玉米摘穗并直接脫粒的收獲方式。美國的John Deere公司、Case公司，以及德國的Mengle公司、Klass公司、道依茨公司生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機，都是在小麥聯(lián)合收獲機上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進行玉米聯(lián)合收獲。

1.2 國內(nèi)

我國玉米的機械化收獲起步較晚、水平較低。從20世紀(jì)50年代開始研究玉米收獲機械化，引進前蘇聯(lián)的牽引式玉米聯(lián)合收獲機，在黑龍江省趙光縣進行試制生產(chǎn)。此后，從烏克蘭引進了玉米青貯機和多行收獲機，由于機型不適應(yīng)，沒有大面積推廣應(yīng)用。20世紀(jì)80年代初期，我國相繼引進了一些國外機型，如美國Case公司的聯(lián)合收獲機換裝玉米割臺，一次可完成玉米摘穗、脫粒和清選作業(yè)。我國北方玉米產(chǎn)區(qū)為一年兩茬輪作種植區(qū)，玉米收獲時籽粒含水率高達(dá)35%以上，若采用直接脫粒方式收獲，籽粒破碎率較大。而且這種直接脫粒的收獲方式也不利于玉米后熟，易導(dǎo)致產(chǎn)量降低。同期，我國還引進了前蘇聯(lián)的KCKY—6型玉米收獲機，為烏克蘭赫爾松康拜因聯(lián)合收獲機制造公司生產(chǎn)。這種收獲機可以進行摘穗—青貯聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)穗莖兼收。它采用對行作業(yè)，設(shè)計收獲行距700 mm，而我國的玉米種植行距多為500 mm，制約了機具的使用；同時，它的秸稈切割方式為無支撐切割，使得作業(yè)后的留茬高度高且參差不齊；由于喂入雜亂造成切碎后的莖稈長短不一、飼料斜茬率高，使得飼料利用率很低；這種機型寬度達(dá)4.5 m，機體龐大，價格昂貴，不適應(yīng)我國農(nóng)村廣大地區(qū)的田間道路情況及經(jīng)濟發(fā)展水平。

我國的玉米收獲機研制經(jīng)歷了3個階段。第一階段始于20世紀(jì)60年代，幾乎沒有定型產(chǎn)品。第二次高潮出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代后期，共有近50家企業(yè)和科研單位參與其中，研究開發(fā)的重點是解決高濕玉米（籽粒含水率高達(dá)35%以上）的收獲問題，針對當(dāng)時農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r和經(jīng)營規(guī)模，研制成功了60多種機型，歸納起來主要有以下幾種機型：1） 摘穗輥式單行玉米收獲機。代表機型有4YZF-1型、4Y-118型等，該類型的收獲機大多為披掛式，配套動力為11～14.7 kW小四輪拖拉機；均采用摘穗輥式摘穗機構(gòu)，置于拖拉機右側(cè)，一次可以完成玉米的摘穗、集箱和秸稈粉碎等作業(yè)。該類型收獲機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性比較高、價格低廉，但由于采用摘穗輥式摘穗機構(gòu)，破碎率較高，難以滿足用戶要求。同時，由于拖拉機動力不足、效率低、重復(fù)碾壓地表嚴(yán)重，現(xiàn)已停止生產(chǎn)。2） 多行懸掛式或牽引式玉米收獲機。該機與36.8～48 kW的大中型輪式拖拉機配套，大部分機型采用輥式摘穗機構(gòu)，也有部分機型采用板式摘穗機構(gòu)，可一次完成多行玉米的摘穗、果穗集箱、秸稈粉碎處理作業(yè)，部分機具還具有剝皮功能。多行牽引式玉米收獲機的代表機型是豐收-2型，由于該機型機組過長，作業(yè)前需人工開道，不適應(yīng)小地塊作業(yè)，已很少生產(chǎn)使用。多行懸掛式玉米收獲機代表機型有天津富康公司生產(chǎn)的4YW-Q型、山東玉豐和國豐機械廠生產(chǎn)的4YW-2型、北京金樂公司生產(chǎn)的4YW-3型等。3） 多行自走式玉米聯(lián)合收獲機。該型號的機具大多采用板式摘穗機構(gòu)，具有籽粒損失小、剝皮效果好、動力匹配合理、機動靈活等優(yōu)點，適應(yīng)性和可靠性較強，可一次完成多行玉米的摘穗、剝皮、果穗集箱、秸稈粉碎處理作業(yè)。主要代表機型有藁城聯(lián)合收獲機廠生產(chǎn)的4YZ-2型、邯鄲正和機械廠生產(chǎn)的4YJL-3型、山西信聯(lián)公司生產(chǎn)的4YZ-2型等。但這類收獲機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本高，售價均在10萬元以上。機具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的專用設(shè)備、工藝裝備較多，許多關(guān)鍵部件制造精度難以保證，造成機具可靠性不高。

2 懸掛式玉米收獲機研發(fā)必要性分析

玉米是我國三大糧食作物之一，占全國糧食種植面積20%以上。但玉米收獲機械化水平卻不到5%，遠(yuǎn)低于小麥機收水平，已成為阻礙我國農(nóng)業(yè)機械化綜合水平進一步提高的主要因素。近年來，各地政府紛紛出臺支持玉米機收的優(yōu)惠政策，鼓勵農(nóng)民購置玉米收獲機，引導(dǎo)和推動作用已經(jīng)顯現(xiàn)。日前，國內(nèi)玉米收獲機的市場正逐步形成，并將呈快速擴大之勢。

隨著人民生活水平的不斷提高，降低農(nóng)民勞動強度、提高生產(chǎn)率、增加農(nóng)民收入，成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。但我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段還很落后，與國際現(xiàn)代化生產(chǎn)模式有很大差距，采用先進的機械化作業(yè)代替繁重的手工勞動是一項長期的任務(wù)。近年來，玉米收獲機械市場需求急劇擴大，受政府補貼惠農(nóng)政策和配套動力保有量提高等因素驅(qū)動，玉米收獲機械的需求量不斷增加，經(jīng)濟適用的小型懸掛式玉米收獲機械前景廣闊。

此外，糧食安全問題將貫穿國民經(jīng)濟發(fā)展的各個時期。當(dāng)前，黨中央、國務(wù)院對解決糧食安全問題愈加重視。從長遠(yuǎn)看，糧食安全的關(guān)鍵是飼料糧，而玉米是非常重要的優(yōu)質(zhì)飼料糧。人民生活水平的提高、飲食結(jié)構(gòu)的變化，必將促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進一步調(diào)整，加快畜牧業(yè)的發(fā)展，從而需要更多的優(yōu)質(zhì)玉米。玉米種植面積的不斷提高，是玉米收獲機械化發(fā)展的客觀需要。

玉米收獲機械不僅可以摘取果穗，還可以將玉米秸稈粉碎還田，從而減少秸稈焚燒造成的環(huán)境污染，起到增加土壤有機質(zhì)含量、培肥地力的作用。隨著玉米收獲機械化水平的提高，解決主要農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的難點問題，對提高農(nóng)業(yè)機械化整體水平有著重要的作用。這一問題的解決，將促進土地合理流轉(zhuǎn)，有利于農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營的形成和發(fā)展。另外，還可以利用我國玉米種植范圍廣的有利條件，組織農(nóng)民機手進行跨區(qū)作業(yè)，增加機械作業(yè)收入，形成更為廣闊的跨區(qū)機收市場。

人工收獲玉米勞動強度大，時常出現(xiàn)勞動力短缺的現(xiàn)象，影響農(nóng)民種糧積極性。根據(jù)國家建設(shè)小康社會的總體目標(biāo)，將農(nóng)村勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，必將加劇農(nóng)村勞動力短缺的情況。解決上述問題，必須依靠農(nóng)業(yè)機械化水平的提高。因此，必須大力發(fā)展玉米收獲機械化技術(shù)，開發(fā)經(jīng)濟適用的小型懸掛式玉米收獲機。

3 懸掛式玉米收獲機研發(fā)趨勢

懸掛式玉米收獲機的發(fā)展，將以適用性強、可靠性高為主攻方向，進一步擴大機具的行距適應(yīng)范圍，提高跨地區(qū)作業(yè)的行距適應(yīng)性。各生產(chǎn)和科研單位研制開發(fā)懸掛式玉米聯(lián)合收獲機時，將更加注重機具生產(chǎn)成本，最大限度地降低產(chǎn)品售價，以適應(yīng)我國農(nóng)村經(jīng)濟狀況。另外，機具與配套動力的掛接方便性、配套通用性、匹配合理性等，也將成為適應(yīng)市場需求的重要因素。

近年來，圍繞懸掛式玉米機收技術(shù)難題，有關(guān)研究機構(gòu)開展了技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，解決了懸掛式玉米收獲機必須對行收獲的難題，并取得了多項技術(shù)成果。通過開展機具試驗示范，探索出不同的玉米收獲機械化技術(shù)模式，培養(yǎng)了一批玉米收獲機械化技術(shù)研究人才，為懸掛式玉米收獲機的研發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。