淺談我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

李永濤

（山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督管理站，山西太原 030027）

淺談我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

李永濤

（山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督管理站，山西太原 030027）

從我國(guó)水稻生產(chǎn)基本情況入手，闡述了國(guó)內(nèi)外水稻聯(lián)合收割機(jī)的研究現(xiàn)狀，針對(duì)當(dāng)前我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，指出水稻聯(lián)合收割機(jī)將朝著大功率、高性能、高可靠性、高智能化方向發(fā)展，并對(duì)今后的行業(yè)發(fā)展提出合理化建議。

水稻聯(lián)合收割機(jī)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1 我國(guó)水稻作物種植基本概況

我國(guó)是水稻主要生產(chǎn)國(guó)之一，種植面積約為3 500×104hm2，占世界水稻總種植面積的近1/4，水稻產(chǎn)量居世界首位。我國(guó)水稻產(chǎn)區(qū)分布廣，除青海省外，各省區(qū)都有水稻種植，主要集中在黃河以南的省、市、自治區(qū)。不同的氣候條件對(duì)水稻的收成影響較大，華南大部分地區(qū)無(wú)霜期長(zhǎng)，一般在250～350 d，早稻收獲時(shí)雨量比較多，遇到臺(tái)風(fēng)侵入，倒伏率較高，為機(jī)械作業(yè)帶來(lái)困難；長(zhǎng)江流域地區(qū)無(wú)霜期一般為200～250 d，要求早稻及時(shí)收獲，趕時(shí)間為晚稻插秧，否則晚稻產(chǎn)量影響很大；北方地區(qū)華北無(wú)霜期為180～220 d，西北地區(qū)為150～180 d，尤其是東北地區(qū)的無(wú)霜期僅有130～150 d，收獲時(shí)常遇早霜，經(jīng)常會(huì)在霜后作業(yè)。

2 水稻聯(lián)合收割機(jī)國(guó)內(nèi)外研究狀況

2.1 國(guó)外研究狀況

進(jìn)入21世紀(jì)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，聯(lián)合收割機(jī)向大型、高效、可靠及高適應(yīng)性方向發(fā)展。為了提高收割機(jī)的利用率、適應(yīng)性、安全性和高適應(yīng)性并能可靠地工作，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)機(jī)企業(yè)融入機(jī)電液一體化、自動(dòng)化及智能化新技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，對(duì)收割機(jī)的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)控。例如，為了有效減少脫粒滾筒堵塞現(xiàn)象，研制出脫粒滾筒負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)；為了機(jī)手能實(shí)時(shí)觀察到機(jī)器作業(yè)狀況、機(jī)器位置，設(shè)計(jì)了收獲作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)；還有產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等新技術(shù)。這些新系統(tǒng)的安裝與投入，使得機(jī)手只需要觀察各個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)，就可以輕松地應(yīng)對(duì)田間作業(yè)，減少損失，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者進(jìn)行了大量的應(yīng)用研究，對(duì)谷物聯(lián)合收割機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行了較大的技術(shù)改進(jìn)。例如，通過(guò)增加分離系統(tǒng)尺寸提高分離的性能、采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)提高產(chǎn)品的作業(yè)超負(fù)荷能力、應(yīng)用GPS定位及高智能傳感器等電子信息技術(shù)應(yīng)對(duì)機(jī)器故障監(jiān)控和改善機(jī)器作業(yè)質(zhì)量。根據(jù)國(guó)外大農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的需求，國(guó)外谷物聯(lián)合收割機(jī)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展正在朝著大功率、高可靠性、高智能化方向發(fā)展。

2.2 國(guó)內(nèi)研究狀況

我國(guó)聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展起步于上世紀(jì)50年代，隨著我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制的不斷深化和“易地收割、跨區(qū)作業(yè)”經(jīng)營(yíng)模式的出現(xiàn)，谷物聯(lián)合收割機(jī)行業(yè)得到了快速發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期的幾家發(fā)展到20多家。到20世紀(jì)90年代末，涉足聯(lián)合收割機(jī)行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)增加到了150家左右，這一階段以新疆-Ⅱ號(hào)機(jī)型為代表的小麥?zhǔn)崭顧C(jī)技術(shù)得到快速成熟，隨著一些具有雄厚技術(shù)實(shí)力的其他行業(yè)大型企業(yè)加入，水稻聯(lián)合收割機(jī)的產(chǎn)量和社會(huì)持有量迅猛增加，同時(shí)小麥?zhǔn)崭顧C(jī)技術(shù)的成熟影響到水稻聯(lián)合收割機(jī)在南方水稻產(chǎn)區(qū)的技術(shù)革新，以中機(jī)南方、浙江柳林、沃得集團(tuán)為代表的水稻聯(lián)合收割機(jī)企業(yè)引導(dǎo)了水稻收割機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。值得一提的是，在南方水稻聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展的初期，日本、韓國(guó)等半喂入聯(lián)合收割機(jī)企業(yè)利用成熟的技術(shù)和可靠的性能，在國(guó)家購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼政策的推動(dòng)下很快進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)諸如“科利亞”“太湖”“碧浪”等品牌也追隨日本、韓國(guó)企業(yè)進(jìn)行了不斷的探索和實(shí)踐。但是，由于有技術(shù)和資金方面的支持，日本、韓國(guó)企業(yè)一直占據(jù)著我國(guó)市場(chǎng)的主要份額。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，日韓企業(yè)的產(chǎn)品2006年占半喂入機(jī)型近90%的市場(chǎng)份額，2007年仍占半喂入機(jī)型65%的市場(chǎng)份額，隨后國(guó)產(chǎn)半喂入機(jī)型的產(chǎn)品性能質(zhì)量有了較快的提高，性價(jià)比甚至高于日本、韓國(guó)產(chǎn)品。

經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，隨著成熟小麥?zhǔn)崭顧C(jī)技術(shù)的引領(lǐng)，廣大科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)不同程度地借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)的水稻聯(lián)合收割機(jī)通過(guò)引進(jìn)消化吸收，并在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，特別是在國(guó)家多年來(lái)惠農(nóng)政策的激勵(lì)下，在水稻收割機(jī)社會(huì)保有量持續(xù)增加的情況下，基本實(shí)現(xiàn)了水稻收獲機(jī)械化的普及過(guò)程。

目前，我國(guó)積極推行集約化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式，水稻聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將向大型號(hào)、大功率、多功能、自動(dòng)化、智能化等與國(guó)際接軌的模式發(fā)展。科研人員對(duì)現(xiàn)代新技術(shù)開(kāi)發(fā)在聯(lián)合收割機(jī)上的應(yīng)用，也做了大量有意義的探索。例如，河南科技大學(xué)介戰(zhàn)等人應(yīng)用模糊控制方法研究了關(guān)于聯(lián)合收割機(jī)喂入量自適應(yīng)系統(tǒng)；江蘇大學(xué)的陳樹(shù)人等人研究了基于GPS的聯(lián)合收割機(jī)測(cè)速裝置；浙江大學(xué)對(duì)聯(lián)合收割機(jī)主要工作部件檢測(cè)裝置進(jìn)行了研究，通過(guò)轉(zhuǎn)速變化分析實(shí)現(xiàn)收割機(jī)風(fēng)扇、脫粒滾筒、籽粒攪龍及雜余攪龍部件等堵塞故障判斷，并且進(jìn)行故障的預(yù)警和聲光報(bào)警等科研成果。

3 國(guó)內(nèi)水稻聯(lián)合收割機(jī)應(yīng)用與問(wèn)題

3.1 國(guó)內(nèi)水稻聯(lián)合收割機(jī)的應(yīng)用

國(guó)外的聯(lián)合收割機(jī)在上世紀(jì)中葉稱為“康拜因”，意思為農(nóng)作物收割作業(yè)的聯(lián)合機(jī)械，可完成農(nóng)作物的收割、脫粒、穎糠雜物等清選、分離的大型聯(lián)合收獲機(jī)械。聯(lián)合收割機(jī)的出現(xiàn)，改變了南方水稻產(chǎn)區(qū)農(nóng)民傳統(tǒng)的收獲模式（人工割稻、運(yùn)送稻谷到場(chǎng)院、脫粒作業(yè)、揚(yáng)場(chǎng)清選、人工裝袋），結(jié)束了歷朝歷代農(nóng)民“面朝換土背朝天”的歷史，農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到較大提高，隨著水稻聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，收獲損失越來(lái)越少、收獲質(zhì)量越來(lái)越高。

目前，我國(guó)水稻產(chǎn)區(qū)聯(lián)合收割機(jī)的產(chǎn)品分類較多，主要包括四大類：

（1）輪式自走全喂入聯(lián)合收割機(jī)。此機(jī)型轉(zhuǎn)彎半徑大，適合寬闊且平整的旱地作業(yè)，主要集中在北方稻麥產(chǎn)區(qū)和黑龍江墾區(qū)農(nóng)場(chǎng)的田間作業(yè)，因?yàn)檗D(zhuǎn)移方便，適合跨區(qū)域或異地收割。

（2）履帶式自走全喂入聯(lián)合收割機(jī)。此機(jī)型比較適用于華中及華南地區(qū)的濕性土壤環(huán)境作業(yè)，另外轉(zhuǎn)彎半徑小、重心低，比較適于山區(qū)及丘陵地區(qū)等小田塊收割，以收獲水稻為主，同時(shí)也能收獲小麥。不適合長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移，如要長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移作業(yè)，需要借助其他交通工具運(yùn)輸。

（3）履帶式自走半喂入聯(lián)合收割機(jī)。此機(jī)型主要適用于水稻收獲，是聯(lián)合收割機(jī)中價(jià)格相對(duì)較高、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的產(chǎn)品。與其他機(jī)型相比，此機(jī)型收獲的糧食清潔度高，對(duì)倒伏嚴(yán)重、深泥腳的收割條件具有較強(qiáng)適應(yīng)能力。多數(shù)機(jī)型都配裝有莖稈切碎器，根據(jù)用戶的需要，可以選擇收割后保留莖稈完整鋪放，以便回收利用；也可以選擇莖稈切碎后直接還田。

（4）懸掛式聯(lián)合收割機(jī)。此機(jī)型主要依附拖拉機(jī)來(lái)傳導(dǎo)動(dòng)力，雖然此機(jī)型比較簡(jiǎn)單，具有多種功能，但由于不是一體機(jī)，所以拆裝費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，目前此類產(chǎn)品基本被市場(chǎng)所淘汰。

3.2 國(guó)內(nèi)水稻聯(lián)合收割機(jī)存在的問(wèn)題

（1）通過(guò)性差。有些機(jī)型機(jī)身較重、不夠靈活，除去地塊大小的因素外，在泥腳較深的田塊作業(yè)較為困難。

（2）可靠性、適用性及舒適性較差。機(jī)器容易出現(xiàn)故障，影響作業(yè)效率，標(biāo)準(zhǔn)要求水稻清潔率在95%左右，但我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)因脫粒不凈、分離不徹底還伴有夾帶等因素，需要二次清選才能達(dá)到要求。

（3）成本過(guò)高。因技術(shù)條件不成熟，所以在提高機(jī)器質(zhì)量的同時(shí)，成本會(huì)相應(yīng)增加，人們想要買到好的機(jī)器會(huì)付出更高的費(fèi)用。

（4）耳位噪聲達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。耳位噪聲達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，其原因是多方面的。首先是發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲偏高；其次是發(fā)動(dòng)機(jī)的配置有不合理之處，如履帶機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)就在駕駛員座位下面，離操作者太近；第三是零部件制造質(zhì)量問(wèn)題，如機(jī)加工件精度達(dá)不到要求、旋轉(zhuǎn)件的平衡達(dá)不到要求；第四是裝配精度達(dá)不到要求，如位置度、配合間隙等；第五是工作臺(tái)、覆蓋件剛度較差，容易發(fā)生共振。

4 水稻聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策

4.1 水稻聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)向集約化模式的逐漸轉(zhuǎn)變，新一輪轉(zhuǎn)型后的水稻聯(lián)合收割機(jī)市場(chǎng)需求很大。今后，我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)重點(diǎn)應(yīng)放在高性能和高可靠性的機(jī)型上，通過(guò)上述分析，可看出今后的發(fā)展趨勢(shì)大致如下。

（1）懸掛式全喂入聯(lián)合收割機(jī)。由于我國(guó)南方地塊面積較小，大多數(shù)形狀不規(guī)則，且多為丘陵地形，泥腳相對(duì)較深，使得懸掛式全喂入聯(lián)合收割機(jī)不好下田，即使能下田也會(huì)因?yàn)楦畈绺邔?duì)后季作物種植增加難度。由于其配置受制于懸掛動(dòng)力的局限，結(jié)構(gòu)存在許多先天性的缺陷，平原地區(qū)多年前就沒(méi)有了它的存在空間。今后，在南方這種機(jī)型最終為其他自走機(jī)型所取代。

（2）半喂入聯(lián)合收割機(jī)。目前，市場(chǎng)上流行的半喂入聯(lián)合收割機(jī)基本上均為履帶自走式機(jī)型，該產(chǎn)品性能優(yōu)越、轉(zhuǎn)彎半徑小，尤其日本、韓國(guó)機(jī)型在2010年之前一段時(shí)間里風(fēng)靡一時(shí)，在我國(guó)主要水稻產(chǎn)區(qū)發(fā)揮著主力軍的作用。2010年之后，隨著履帶全喂入機(jī)型的技術(shù)成熟和農(nóng)村政策向集約化模式的轉(zhuǎn)變，半喂入聯(lián)合收割機(jī)由于受工作幅寬局限性的影響，一些區(qū)域的市場(chǎng)發(fā)展空間逐漸被履帶式自走全喂入機(jī)型所取代。

（3）多用途聯(lián)合收割機(jī)。拓寬機(jī)具的使用范圍，如果能做到一機(jī)多用，比如開(kāi)發(fā)通用底盤，能在收獲季節(jié)安裝收獲部件使其成為收割機(jī)，其他季節(jié)里安裝其他部件，便可從事運(yùn)輸作業(yè)或田間作業(yè)。這一思路結(jié)合丘陵山區(qū)和一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)民購(gòu)買力較低的現(xiàn)狀，有一定的現(xiàn)實(shí)意義；如果自走式谷物聯(lián)合收割機(jī)能做到稻麥兼收，通過(guò)更換割臺(tái)等部件可收獲玉米、大豆等農(nóng)作物，在北方也應(yīng)有較好的市場(chǎng)空間。

（4）高自動(dòng)化、高智能化是聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前，一些先進(jìn)的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在其產(chǎn)品上成功運(yùn)用了智能化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集等信息化技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在一些大專院校進(jìn)行較為深入的研究，但在產(chǎn)品應(yīng)用方面與國(guó)外先進(jìn)機(jī)型比較還有較大差距，如脫粒滾筒負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)、收獲作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、全自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等新技術(shù)。

4.2 今后水稻聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展的幾點(diǎn)建議

（1）進(jìn)一步發(fā)揮政策引領(lǐng)作用，各級(jí)政府要推行的農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)、集約化農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，在農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策實(shí)施過(guò)程中逐漸給予扶持導(dǎo)向。重點(diǎn)區(qū)域可適當(dāng)采取先行先試的方式，加大補(bǔ)貼力度或增加地方性補(bǔ)貼配套資金等措施，引導(dǎo)農(nóng)民購(gòu)買先進(jìn)適用的水稻聯(lián)合收割機(jī)。

（2）加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、協(xié)同創(chuàng)新、分工協(xié)作，全面提高聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)專業(yè)化。一些發(fā)展較好的水稻聯(lián)合收割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加大投入進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)研發(fā)，中小型企業(yè)應(yīng)積極吸納大專院校、科研機(jī)構(gòu)研發(fā)人員參與自身企業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)換代，促進(jìn)行業(yè)整體水平朝著高性能、高智能、高可靠性方向發(fā)展。

（3）水稻聯(lián)合收割機(jī)是比較復(fù)雜的農(nóng)業(yè)機(jī)械，既要在不同環(huán)境的田間操作使用，又要在公路上行駛轉(zhuǎn)移，產(chǎn)品體積大、操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，建議對(duì)收割機(jī)產(chǎn)品實(shí)行駕駛員證管理制度。目前，以類型劃分的聯(lián)合收割機(jī)產(chǎn)品，各家結(jié)構(gòu)大體相同，可以統(tǒng)一組織駕駛員進(jìn)行聯(lián)合收割機(jī)的安全使用、保養(yǎng)、維修、調(diào)整等系統(tǒng)學(xué)習(xí)，考試合格后發(fā)給駕駛證。我國(guó)聯(lián)合收割機(jī)行業(yè)產(chǎn)品使用說(shuō)明書的編制相對(duì)詳細(xì)、規(guī)范，但由于操作者的文化素質(zhì)較低，使用中基本不看使用說(shuō)明書，而各企業(yè)在使用說(shuō)明書中提出的“操作者必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)取得合格證后方可駕駛機(jī)器”的說(shuō)明大部分流于形式，操作者不按使用說(shuō)明書進(jìn)行操作、維修、保養(yǎng)，也是導(dǎo)致聯(lián)合收割機(jī)可靠性低的原因之一，為此企業(yè)在“三包”服務(wù)上也付出了較大的代價(jià)。此項(xiàng)工作可由農(nóng)機(jī)管理部門組織，企業(yè)參與，培訓(xùn)形式也可充分借助網(wǎng)絡(luò)、媒體等各種信息渠道進(jìn)行?！?/p>

Brief Discussion on Present Situation and Development Trend of Rice Combine Harvester in China

LI Yongtao

（Shanxi Agricultural Machinery Quality Supervision and Management Station，Taiyuan，Shanxi 030027，China）

This paper describes the research status of rice combine harvesters based on the basic situation of rice production in China.In view of the present situation and existing problems of rice combine harvesters，this paper analyses and put forward that rice combine harvester's development trend will be high-power，high performance，high reliability and high intelligence. This paper also gives some rationalization proposals on the future development of the rice combine harvester industry.

rice combine harvester；present situation；development trend

S225.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.032

1671-9646（2017）01a-0118-03

2016-11-17

李永濤（1990— ），男，大專，技術(shù)員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械。