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国内外玉米收获机械发展现状及展望(一)
2016-04-12   来源:《农机化研究》   

  一、引言

  玉米是我国主要的粮食作物之一,也是农民收入的重要来源。随着我国农村土地流转政策的实施,以及农村劳动力不断向二、三产业转移,农村劳动力越来越少,玉米的生产成本也在不断增加。收获作业是整个玉米生产过程中最重要的一个环节,对整个玉米的产量和质量的提升具有很大的影响。其作业特点是时间紧、任务重、季节性强,易遭受风、雨等自然天气侵蚀而造成减产。因此,实现玉米收获机械化作业对于提高生产效率、减轻劳动强度、降低收获损失和确保丰收具有非常重要的意义。据统计,至2013年底,我国玉米机收率为49%,且发展缓慢,使用机型以背负式为主,工艺落后、生产效率低、收获损失大等问题已经成为制约我国玉米生产的主要因素之一。然而,美国、德国、日本等发达国家早在20世纪60年代初期已经基本实现了玉米收获的全程机械化,并朝着大型化、自动化、现代化和精准化方向发展。

玉米机 (1).jpg

资料图

  二、国外玉米收获机械发展现状及特点

  在机械化程度较高的欧洲和美洲的一些国家,玉米机械化收获已有几十年的历史。根据地域、气候条件和种植制度的不同,各地区的玉米收获机械正在朝着不同的方向发展。19世纪初期,美国就发明了由人或牲畜提供动力的脱粒机和割捆机,1920年生产出29.4kW的玉米联合收获机,到1939年成功制作出第1台自走式玉米联合收获机械,从此美国玉米收获基本实现机械化。20世纪70年代后进入高速发展阶段,机具朝着大型化、通用化和高效的方向发展,电子技术、导航技术、遥感技术和地理信息系统等先进的智能技术也纷纷运用到玉米收获机上。结合其比较成熟、统一的种植工艺,使得玉米收获机快速发展。

  欧洲国家则在割捆机和脱粒机的基础上设计出了众多类型的玉米收获机,如东德E512型联合收获机、克拉斯D76和法国布劳特801等。日本则借鉴西方先进的玉米收获机械经验,结合日本多山地的地貌,设计制作出了一系列结构小巧、性能优良的收获机械。由于该国以种植水稻为主,所以收获机械多数为水稻收获机械。日本收获机械发展特点是起步晚但发展迅速:从1967年开始推广半喂入式联合收获机械到1977年全国水稻机收率为91.4%,仅用了10年。目前,日本的水稻收获机械在自动化程度和收获性能等方面均达到世界先进水平,久保田、洋马等公司生产的收获机械性能处于世界领先水平。

  玉米收获是通过一次或几次作业完成切割、摘穗、秸秆还田(或回收)、果穗收集和脱粒等过程,可以用不同的方法来实现。根据不同的自然环境、技术水平、种植规模和种植制度,目前常用的玉米收获工艺主要有以下几种:

  A、分段收获法

  分段收获是将玉米收获各个环节分开进行。首先人工将玉米果穗摘下,再用玉米割台将秸秆割倒,铺放在田间;然后人工将果穗和秸秆运送回场地晾晒,用脱粒机进行脱粒、分离和清选。这种机械的优点是结构简单、成本低、易于操作;缺点是需要耗费众多劳动力、生产效率低;适用于种植规模较小、经济发展欠缺的地区。

  B、联合收获法

  联合收获法是利用玉米联合收获机在田间一次性完成切割、摘穗、剥皮、脱粒、清选和秸秆还田作业。这种方法效率高、损失少,非常适合大型农场使用;但该类玉米收获机结构复杂、售价高、收获结束闲置时间长,整机利用率较低。

  C、两段收获法

  该方法首先用割晒机将秸秆割倒并铺放在割茬上,经过3~5天晾晒使玉米成熟并风干,然后使用具有拾禾器的玉米收获机进行捡拾、摘穗、剥皮和脱粒、分离、清选作业。这种方法可以使绝大多数籽粒饱满、坚实、色泽一致,提高了粮食的等级;收获后玉米籽粒含水率低,可直接入仓。但是,两段收获法耗时较长一般需要提前7~8天进行,割晒和收获分别作业,进地两次,增大机械对土壤的压实作用的同时,功率消耗有明显增加。

  D、割前脱粒法

  这是一种比较新的玉米收获工艺,先将玉米果穗摘下然后再进行秸秆切割。这种方法的特点是机器结构简单,功率消耗低,收获损失大。目前,该机型还处在开发研制阶段,工作质量有待提高,普及程度较小。随着适应机械化生产玉米品种的出现和玉米种植农艺技术的不断发展完善,玉米收获机的结构和类型也在不断地发生变化。目前,发达国家根据当地气候条件和种植制度的不同,主要采用玉米果穗收获机和换装玉米割台的谷物联合收获机这两种形式。

  三、玉米果穗收获机

  在俄罗斯、乌克兰和欧洲的一些国家,受当地气候条件和种植制度的影响,收获时玉米籽粒含水率一般在25%~35%之间,不宜采用直接脱粒的方法进行收获,故采用专用的玉米果穗收获机进行分段收获。第1段收获是指将秸秆切断后摘穗,收集果穗并将秸秆粉碎还田;第2段收获是指将玉米果穗晾干后去皮脱粒,经清选后入仓。如约翰迪尔Y210型玉米果穗收获机,该机设计新颖,在剥皮、茎秆粉碎处理等方面进行大胆创新,可以一次完成玉米作物的摘穗、输送、剥皮、装箱、秸秆粉碎还田的全过程作业。该机型装配先进的静液压驱动行走装置,操作更加灵活便捷,作业速度高达8km/h,并可实现无级变速,且机构更加耐久可靠;安装的茎秆铺放装置性能优越,高效可靠,满足用户对茎秆回收利用和粉碎还田的不同需求。


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标签:农机 展望 机械 收获 国内外

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