本刊記者|武圣俊

為中國雜糧收獲開啟機(jī)械化時(shí)代

本刊記者|武圣俊

雜糧是我國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要代替作物和改善膳食結(jié)構(gòu)的重要口糧品種，他是老少邊窮地區(qū)促進(jìn)扶貧開發(fā)，提高農(nóng)民受益的重要經(jīng)濟(jì)作物。谷子、蕎麥、燕麥、青稞等雜糧作物種植面積近400萬公頃，總產(chǎn)量居世界前列。但是我國雜糧作物種植區(qū)域地形復(fù)雜多樣，雜糧生產(chǎn)大多都停留在人工收獲水平，嚴(yán)重制約了我國雜糧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

雜糧機(jī)械收獲正起步

糧食作物關(guān)系到國家的糧食安全。在中國水稻、玉米、小麥這些主糧作物已經(jīng)有了相當(dāng)成熟的機(jī)械化服務(wù)，這些作物種植面積達(dá)？，市場(chǎng)廣，機(jī)械生產(chǎn)廠家也愿意在大田作物機(jī)械上多投入，但是與主糧作物同為糧食作物的雜糧作物的機(jī)械化水平卻非常低。在中國的農(nóng)機(jī)市場(chǎng)上幾乎是見不到專門針對(duì)某一雜糧作物的農(nóng)機(jī)。雜糧種植面積狹小、分散以及作物本身的生長(zhǎng)特性制約了雜糧收獲機(jī)械的研發(fā)推廣，反過來機(jī)械化的發(fā)展滯后也制約著中國雜糧產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

谷子在澳大利亞、美國、日本等國家大都是被當(dāng)作動(dòng)物牧草而少量種植，其收獲也是利用牧草收獲機(jī)械進(jìn)行收割。在國內(nèi)谷子則是當(dāng)作糧食作物種植，之前國內(nèi)星光農(nóng)機(jī)、山東寧聯(lián)等農(nóng)機(jī)企業(yè)通過更換傳統(tǒng)谷物聯(lián)合收獲機(jī)的個(gè)別部件進(jìn)行谷子收獲，但是谷粒的損失率非常高。

蕎麥在全世界的種植范圍都非常廣。在國內(nèi)大多是通過改造谷物聯(lián)合收獲機(jī)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械化收獲。意大利崔凱紐荷蘭（全球）有限公司卻通過更換大豆聯(lián)合收獲機(jī)的脫粒凹版、降低滾筒和清洗風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)了蕎麥的機(jī)械化收獲。美國的康奈爾大學(xué)研究認(rèn)為兩端聯(lián)合收獲不僅可以降低收獲損失，還可使籽粒充分后熟，是蕎麥的最佳收獲方式。我國蕎麥種植面積和產(chǎn)量位居世界第2位，但目前仍采用人工收獲，蕎麥專用聯(lián)合收獲機(jī)還沒有在國內(nèi)出現(xiàn)。

美國約翰迪爾公司（John Deere）通過更換收獲機(jī)械的割臺(tái)，調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了燕麥的機(jī)械收獲。但是國外的燕麥品種是以皮燕麥為主。皮燕麥在機(jī)械收獲的時(shí)候不易圍纏堵塞，滾筒脫出物中輕雜物也比較少，因此才可以通過更換稻麥聯(lián)合收獲機(jī)部件來實(shí)現(xiàn)機(jī)械收獲。但是在我國燕麥種植是以裸燕麥為主，在采用谷物聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)時(shí)割臺(tái)損失大、燕麥的籽實(shí)破損嚴(yán)重、收割機(jī)旋轉(zhuǎn)部件容易圍繞堵塞，所以目前我國的燕麥種植仍然是以人工收獲為主。

青稞的種植主要分布在我國的西藏、青海、四川甘孜和阿壩等區(qū)域。青稞不僅是藏族人民的主要糧食，更是全國各地人民喜愛的粗糧。不僅如此，青稞的莖稈也是種植區(qū)畜牧業(yè)的主要飼料。但是在采用稻麥聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)的時(shí)候，卻不能分離芒-草，無法滿足農(nóng)戶糧草雙收的需求。目前我國青稞收獲還以人工為主，國內(nèi)關(guān)于青稞機(jī)械收獲的研究也尚為空白。國外還沒有種植青稞的記錄，所以關(guān)于青稞聯(lián)合收獲機(jī)的研究也未見報(bào)道。

目前國內(nèi)雜糧作物機(jī)械化收獲還處于起步的階段，專用的雜糧聯(lián)合收獲機(jī)械非常的少，雜糧機(jī)械化收獲的水平很低。雜糧收獲機(jī)械可進(jìn)一步推動(dòng)我國雜糧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品種植結(jié)構(gòu)，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。研發(fā)雜糧聯(lián)合收獲機(jī)械，對(duì)于提升我國雜糧生產(chǎn)水平、支撐雜糧產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展及保障我國糧食安全具有重要意義。

解決關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雜糧機(jī)械化收獲

特色雜糧收獲技術(shù)與裝備研發(fā)項(xiàng)目由中農(nóng)集團(tuán)農(nóng)業(yè)裝備有限公司為項(xiàng)目牽頭承擔(dān)單位，河南科技大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、洛陽中收機(jī)械裝備有限公司、河北省農(nóng)林科學(xué)院等院校、企業(yè)、科研院所共同參與。河南科技大學(xué)姬江濤為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。該項(xiàng)目將結(jié)合不同的雜糧作物的生長(zhǎng)的獨(dú)特特點(diǎn)，綜合分析雜糧作物莖-穗機(jī)械力學(xué)特性、植株生產(chǎn)形狀、籽粒成熟期的差異，進(jìn)行系統(tǒng)研究。

雜糧作物目前大多為無序種植，在成熟的時(shí)候穗頭會(huì)低垂糾纏，穗子里的籽實(shí)也較為分散，穗幅差非常大。除此之外還存在芒-莖分離、韌性秸稈容易纏繞積聚阻塞等難題。

為此，項(xiàng)目組將針對(duì)這些雜糧實(shí)現(xiàn)機(jī)械收獲中的棘手難題，探索低損分禾切割、莖穗分流收獲技術(shù)。減少韌性秸稈纏繞對(duì)收獲機(jī)械運(yùn)作的不良影響，實(shí)現(xiàn)兩段收獲。使脫粒的損傷率降到最低，差異較小的混雜籽粒得到清選。這些技術(shù)取得突破后，將提高我國雜糧收獲裝備的整體自主技術(shù)水平，使我國的雜糧收獲機(jī)械在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)地位。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姬江濤介紹，項(xiàng)目研究將針對(duì)雜糧機(jī)械化收獲迫切需求，和現(xiàn)有谷物聯(lián)合收獲機(jī)無法用于雜糧收獲的現(xiàn)狀，開展對(duì)雜糧作物機(jī)械收獲力學(xué)特性和收獲機(jī)理的研究，突破作物機(jī)械力學(xué)特性、復(fù)雜性狀雜糧作物低損收割、韌性秸稈纏繞消減、小差異混雜籽粒清選等9項(xiàng)雜糧收獲關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出8種出適合典型區(qū)域的雜糧聯(lián)合收獲機(jī)械。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)將以雜糧作物機(jī)械收獲力學(xué)特性，雜糧作物收獲機(jī)理及關(guān)鍵工作部件以及雜糧作物系列收獲機(jī)研發(fā)為研究重點(diǎn)。按照基礎(chǔ)理論研究、收獲機(jī)理研究、關(guān)鍵工作部件研究、整機(jī)開發(fā)與田間試驗(yàn)4個(gè)層面制定技術(shù)路線。以作物機(jī)械收獲力學(xué)特性基礎(chǔ)理論研究支撐收獲機(jī)理研究，以小差異混雜籽粒清選等收獲機(jī)理研究支撐關(guān)鍵工作部件研究，以超低草谷比脫粒裝置等關(guān)鍵工作部件研究支撐雜糧聯(lián)合收獲整機(jī)開發(fā)，并會(huì)通過田間試驗(yàn)來對(duì)成果進(jìn)行考核。

推進(jìn)雜糧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈增益

項(xiàng)目取得的一系列技術(shù)成果得到實(shí)際運(yùn)用之后，可以明顯降低收獲勞動(dòng)強(qiáng)度，減少作業(yè)損失，提高雜糧種植的效益，提高雜糧種植農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，引導(dǎo)農(nóng)民擴(kuò)大雜糧種植面積，提高雜糧作物的產(chǎn)業(yè)化水平，促進(jìn)種植區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級(jí)。另外，雜糧作物收獲裝備的研發(fā)可以使我國的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品多元化，為農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造新的增長(zhǎng)點(diǎn)，提高與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雜糧收獲機(jī)械得到推廣應(yīng)用之后，也可以增加農(nóng)機(jī)商戶、農(nóng)機(jī)手的經(jīng)濟(jì)收入。

姬江濤介紹，在研究雜糧機(jī)械收獲之外，還將項(xiàng)目研究打造成為教師科研教學(xué)的重要平臺(tái)，為參加單位在培養(yǎng)高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才方面起到重要作用。隨著項(xiàng)目的開展，各參與單位的研究與生產(chǎn)隊(duì)伍會(huì)得到明顯的加強(qiáng)，學(xué)術(shù)隊(duì)伍的整體素質(zhì)將進(jìn)一步得到提高。

在項(xiàng)目研發(fā)的收獲機(jī)投入使用之后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還將對(duì)雜糧收獲機(jī)的實(shí)際工作情況進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤檢測(cè)，確保收獲機(jī)的工作性能，有效提高收獲機(jī)的工作效率和可靠性。為了能夠更好地服務(wù)收獲機(jī)操作和維修人員，項(xiàng)目組會(huì)對(duì)雜糧收獲機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)地理位置檢測(cè)，方便廠家進(jìn)行售后隨訪和售后服務(wù)，以此提升廠家售后服務(wù)率，提升服務(wù)質(zhì)量。

我國雜糧種植區(qū)域廣，地勢(shì)多樣。項(xiàng)目研發(fā)的谷子、蕎麥、燕麥、青稞聯(lián)合收獲機(jī)將綜合采用疏落籽實(shí)低損收割、低損傷脫粒、圓筒篩-風(fēng)機(jī)清選、芒-莖分離、秸稈粉碎打捆等技術(shù)，開發(fā)與出不同雜糧作物，不同種植區(qū)域條件、生產(chǎn)率匹配的割臺(tái)、脫粒、分離、清洗、秸稈打捆等裝置。除此之外，該項(xiàng)目還將優(yōu)化收獲機(jī)整機(jī)布置參數(shù)，研制輪式、履帶式雜糧聯(lián)合收獲機(jī)，以滿足平原地區(qū)與丘陵山區(qū)等不同地形區(qū)域雜糧機(jī)械化收獲的需求。

雜糧因其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，已成為全世界廣泛食用的健康食品。但是，由于種植雜糧產(chǎn)量低、收獲期短、勞動(dòng)強(qiáng)度大、損失高等原因?qū)е?0年代之后雜糧的種植面積下降到了高峰期的50%。

該項(xiàng)目研發(fā)的系列雜糧聯(lián)合收獲機(jī)，將有力推動(dòng)我國雜糧作物機(jī)械化收獲技術(shù)水平，促進(jìn)我國雜糧產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。在收獲機(jī)得到推廣之后，我國現(xiàn)有的400萬公頃種植面積中的70%將實(shí)現(xiàn)機(jī)械化收獲，會(huì)使160萬人口的勞動(dòng)力得到解放，種植戶的生產(chǎn)效益將會(huì)顯著提高，我國雜糧種植面積也會(huì)迅速擴(kuò)大。根據(jù)我國雜糧種植種類、區(qū)域、面積等因素估算，我國雜糧預(yù)計(jì)需要80000臺(tái)各型雜糧收獲機(jī)。在技術(shù)對(duì)接生產(chǎn)廠家之后，將形成16000臺(tái)的年生產(chǎn)能力，可取得16億的銷售收入，創(chuàng)造12000個(gè)就業(yè)崗位，得到20800萬元的利稅。