提質(zhì)增效 玉米聯(lián)合收獲走向智能高端之路

本刊記者|楊陽

提質(zhì)增效 玉米聯(lián)合收獲走向智能高端之路

本刊記者|楊陽

中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院院長王博認為，要以國家重點研發(fā)計劃項目“玉米聯(lián)合收獲技術與智能裝備研發(fā)”實施為引導，推進以玉米聯(lián)合收獲機等為代表的農(nóng)機裝備向高端化發(fā)展，支撐農(nóng)機裝備制造強國和高質(zhì)量的全程全面農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展。

1492年，哥倫布踏上美洲的一個島嶼，“發(fā)現(xiàn)了一種名叫麥茲的奇異谷物。它甘美可口，焙干，可以做粉”。1499年，哥倫布把這種谷物帶回了西班牙，隨著世界航海業(yè)的發(fā)展，這種谷物逐漸傳至世界各地。這種“奇異谷物”就是玉米。

玉米目前已成為我國第一大糧食作物。隨著我國農(nóng)業(yè)結構的調(diào)整、勞動力轉(zhuǎn)移、土地流轉(zhuǎn)，農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模變大，玉米的種植總面積雖然并未增加，但其總種植面積規(guī)模已為機械化、智能化提供了基礎。隨著我國農(nóng)業(yè)結構調(diào)整，玉米收獲機的供給側發(fā)生了變化，玉米收獲向著大型高效低損收獲、信息化、智能化方向發(fā)展。

中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院院長王博認為，智能農(nóng)機裝備是國際農(nóng)業(yè)及裝備產(chǎn)業(yè)技術競爭的焦點。王院長說：“當前，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，發(fā)展中國特色新型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，發(fā)揮科技創(chuàng)新在供給側結構性改革中的基礎、關鍵和引領作用，給農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新及轉(zhuǎn)型升級帶來了新機遇，提出了新要求，要堅持創(chuàng)新驅(qū)動，不斷深化產(chǎn)學研對接與合作，推進創(chuàng)新資源聚集共享與聯(lián)合協(xié)同攻關，不斷提高以智能化、信息化為核心先進農(nóng)機裝備技術供給的質(zhì)量和效率，要以國家重點研發(fā)計劃項目‘玉米聯(lián)合收獲技術與智能裝備研發(fā)’（以下簡稱項目）實施為引導，推進以玉米聯(lián)合收獲機等為代表的農(nóng)機裝備向高端化發(fā)展，支撐農(nóng)機裝備制造強國和高質(zhì)量的全程全面農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展?！?/p>

聚焦：高含水率 發(fā)展智能

根據(jù)玉米籽粒的含水率，收獲玉米的工藝有所不同。玉米收獲工藝主要有2種，一種是收獲玉米果穗。俄羅斯、烏克蘭和東歐一些國家收獲玉米時的籽粒含水率較高，普遍采用此工藝，鮮食玉米和玉米種穗收獲也采用此工藝。

另一種是玉米籽粒直收工藝。美國、德國等發(fā)達國家收獲玉米時籽粒含水率較低，普遍采用此工藝，在谷物聯(lián)收獲機上換裝玉米摘穗割臺，實現(xiàn)玉米籽粒直收。

發(fā)達國家玉米收獲技術與產(chǎn)品已日臻成熟，收獲時的籽粒含水率較低，采用直收籽粒工藝，向著高效智能化的方向發(fā)展。

我國玉米機收率為55%。大部分地區(qū)玉米收獲時的籽粒含水率在25%到40%。目前，我國玉米收獲方式以果穗收獲為主，籽粒直收工藝僅在東北、西北局部地區(qū)采用，但存在籽粒破損嚴重的問題。我國在高含水率玉米籽粒收獲、玉米穗籽兼收、鮮食玉米收獲、種穗玉米收獲等方面技術不成熟，智能控制技術尚屬空白。

近年來，我國在大型谷物聯(lián)合收割機上換裝玉米收割臺進行玉米籽粒直收試驗研究，在單縱、雙縱軸流脫粒分離技術方面取得了進展，在玉米籽粒含水率低于25%的條件下，實現(xiàn)直收玉米籽粒，性能基本符合國家標準要求。但在收獲含水率大于25%的玉米時，籽粒的破碎率嚴重超標，無法滿足實際需求，急需研發(fā)高含水率玉米籽粒收獲機。

我國種植的鮮食玉米、種穗玉米大多采用經(jīng)改造后的糧食玉米聯(lián)合收獲機收獲，可靠性差、果穗損失率高、種子損傷嚴重，推廣困難。一些科研單位與企業(yè)開展了穗莖兼收、鮮食玉米果穗收獲、種穗玉米收獲技術的研究，取得了一定的進展，但技術尚不成熟。

針對我國高含水率玉米收獲的現(xiàn)狀，滿足我國玉米收獲的實際需求，由中國農(nóng)業(yè)機械化科學院主持，中國農(nóng)業(yè)大學、中聯(lián)重機股份有限公司等單位參與，開展“玉米聯(lián)合收獲技術與智能裝備研發(fā)”項目研究，將目光聚集高含水率玉米收獲等問題，意在縮短與發(fā)達國家差距，提高我國玉米收獲機械化、智能化水平。

創(chuàng)新：滿足需要 引領發(fā)展

中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會會長陳志說道：“我國玉米收獲機械經(jīng)歷近幾年的快速進步，正向高端化、全覆蓋、系列化發(fā)展。項目實施要抓住機械化與信息化、智能化深度融合發(fā)展的大方向，重點圍繞減損提質(zhì)、智能控制、高效收獲等關鍵問題，創(chuàng)新突破玉米籽粒收獲、玉米穗莖收獲、鮮食玉米聯(lián)合收獲、玉米種穗收獲等核心關鍵技術及智能化裝備，提升我國玉米收獲機械技術及產(chǎn)品水平，不斷滿足玉米全程全面機械化生產(chǎn)的需要?！?/p>

以創(chuàng)新為驅(qū)動力，滿足我國高含水率玉米收獲的實際需求，引領我國玉米收獲機械快速、高效發(fā)展，項目將取得突破創(chuàng)新。

項目將通過研究高含水率玉米籽粒低損傷和低破碎脫粒機理，研制新型脫粒元件、優(yōu)化凹板分離面積，將玉米籽粒破碎作為控制目標，建立自適應智能調(diào)控策略，通過集成在線傳感單元和模塊化調(diào)控裝，自適應調(diào)控滾筒轉(zhuǎn)速，集成研制高效單縱軸流和雙縱軸流脫粒裝置，實現(xiàn)高含水率玉米低損脫粒。

效益：提高效率 造福農(nóng)民

為了解決實際生產(chǎn)需求，貼合我國玉米收獲實際情況，項目將開展玉米收獲智能控制技術研究，開發(fā)高含水率單縱、雙縱軸流玉米籽粒收獲機，玉米穗莖聯(lián)合收獲機，鮮食玉米和種穗玉米聯(lián)合收獲機等高效智能玉米收獲裝備，構建適合于我國的玉米機械化收獲體系，將顯著提高玉米收獲作業(yè)質(zhì)量，降低收獲勞動強度，增加玉米種植農(nóng)戶的經(jīng)濟收入，引導農(nóng)民擴大種植面積，提升行業(yè)和產(chǎn)業(yè)整體水平，促進種植區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構調(diào)整升級。研發(fā)的高效智能玉米收獲裝備將使農(nóng)機生產(chǎn)廠家產(chǎn)品多元化，為企業(yè)創(chuàng)造新的宂長點，提高相關企業(yè)經(jīng)濟效益。

由于玉米收獲模式多樣，作業(yè)環(huán)境復雜，目前玉米收獲作業(yè)質(zhì)量參數(shù)還沒有可靠的檢測方法，通過項目研究，突破玉米籽粒破碎、摘穗損失、剝皮損失等玉米收獲作業(yè)質(zhì)量檢測技術，整體提升我國收獲裝備的自主技術水平，使我國收獲機械在相關技術領域處于世界先進地位。

項目系列產(chǎn)品的推廣與應用，將大大提島玉米機械化收獲水平、增加農(nóng)民收入和 降低環(huán)境污染，具有極大的社會效益。

經(jīng)初步推算，如能推廣，將形成年產(chǎn)量1萬臺規(guī)模，按每臺平均價格利55萬元（利潤率20%）計算，該系列產(chǎn)品可實現(xiàn)銷售收入55億元，利潤11億元，經(jīng)濟效益可觀。同時，玉米莖穗聯(lián)合收獲機還可每畝增收節(jié)支可達255.5元，如果按照2014年我國玉米播種面積3707.6萬公頃中有10%的地域采用這種新技術計算，每年增收多達142.1億元。

同時，項目的實施，將為參加項目的各單位培養(yǎng)高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才，成為教師科研教學的重要平臺。依托項目開展，各參與單位的研究、生產(chǎn)隊伍將得到明顯加強，進一步提高學術隊伍的整體素質(zhì)和水平，教師中博士比例達到70%，學緣結構優(yōu)良，培養(yǎng)國內(nèi)知名、國際上有一定影響的學者2到3名。在高層次人才培養(yǎng)方面，項目具備每年接納30名碩士生，5名博士生的能力。