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(yáng)

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(yáng)

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院院長(zhǎng)王博認(rèn)為，要以國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“玉米聯(lián)合收獲技術(shù)與智能裝備研發(fā)”實(shí)施為引導(dǎo)，推進(jìn)以玉米聯(lián)合收獲機(jī)等為代表的農(nóng)機(jī)裝備向高端化發(fā)展，支撐農(nóng)機(jī)裝備制造強(qiáng)國(guó)和高質(zhì)量的全程全面農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展。

1492年，哥倫布踏上美洲的一個(gè)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(guó)第一大糧食作物。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、土地流轉(zhuǎn)，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)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(jī)械化、智能化提供了基礎(chǔ)。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，玉米收獲機(jī)的供給側(cè)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(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院院長(zhǎng)王博認(rèn)為，智能農(nóng)機(jī)裝備是國(guó)際農(nóng)業(yè)及裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。王院長(zhǎng)說(shuō)：“當(dāng)前，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，發(fā)展中國(guó)特色新型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，發(fā)揮科技創(chuàng)新在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革中的基礎(chǔ)、關(guān)鍵和引領(lǐng)作用，給農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)了新機(jī)遇，提出了新要求，要堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，不斷深化產(chǎn)學(xué)研對(duì)接與合作，推進(jìn)創(chuàng)新資源聚集共享與聯(lián)合協(xié)同攻關(guān)，不斷提高以智能化、信息化為核心先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)供給的質(zhì)量和效率，要以國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目‘玉米聯(lián)合收獲技術(shù)與智能裝備研發(fā)’（以下簡(jiǎn)稱項(xiàng)目）實(shí)施為引導(dǎo)，推進(jìn)以玉米聯(lián)合收獲機(jī)等為代表的農(nóng)機(jī)裝備向高端化發(fā)展，支撐農(nóng)機(jī)裝備制造強(qiáng)國(guó)和高質(zhì)量的全程全面農(nóng)業(yè)機(jī)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(guó)家收獲玉米時(shí)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(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家收獲玉米時(shí)籽粒含水率較低，普遍采用此工藝，在谷物聯(lián)收獲機(jī)上換裝玉米摘穗割臺(tái)，實(shí)現(xiàn)玉米籽粒直收。

發(fā)達(dá)國(guó)家玉米收獲技術(shù)與產(chǎn)品已日臻成熟，收獲時(shí)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(guó)玉米機(jī)收率為55%。大部分地區(qū)玉米收獲時(shí)的籽粒含水率在25%到40%。目前，我國(guó)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(yán)重的問(wèn)題。我國(guó)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(shù)不成熟，智能控制技術(shù)尚屬空白。

近年來(lái)，我國(guó)在大型谷物聯(lián)合收割機(jī)上換裝玉米收割臺(tái)進(jìn)行玉米籽粒直收試驗(yàn)研究，在單縱、雙縱軸流脫粒分離技術(shù)方面取得了進(jìn)展，在玉米籽粒含水率低于25%的條件下，實(shí)現(xiàn)直收玉米籽粒，性能基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。但在收獲含水率大于25%的玉米時(shí)，籽粒的破碎率嚴(yán)重超標(biāo)，無(wú)法滿足實(shí)際需求，急需研發(fā)高含水率玉米籽粒收獲機(jī)。

我國(guó)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(jī)收獲，可靠性差、果穗損失率高、種子損傷嚴(yán)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(shù)的研究，取得了一定的進(jìn)展，但技術(shù)尚不成熟。

針對(duì)我國(guó)高含水率玉米收獲的現(xiàn)狀，滿足我國(guó)玉米收獲的實(shí)際需求，由中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)院主持，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中聯(lián)重機(jī)股份有限公司等單位參與，開展“玉米聯(lián)合收獲技術(shù)與智能裝備研發(fā)”項(xiàng)目研究，將目光聚集高含水率玉米收獲等問(wèn)題，意在縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家差距，提高我國(guó)玉米收獲機(jī)械化、智能化水平。

創(chuàng)新：滿足需要 引領(lǐng)發(fā)展

中國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)陳志說(shuō)道：“我國(guó)玉米收獲機(jī)械經(jīng)歷近幾年的快速進(jìn)步，正向高端化、全覆蓋、系列化發(fā)展。項(xiàng)目實(shí)施要抓住機(jī)械化與信息化、智能化深度融合發(fā)展的大方向，重點(diǎn)圍繞減損提質(zhì)、智能控制、高效收獲等關(guān)鍵問(wèn)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(guān)鍵技術(shù)及智能化裝備，提升我國(guó)玉米收獲機(jī)械技術(shù)及產(chǎn)品水平，不斷滿足玉米全程全面機(jī)械化生產(chǎn)的需要?！?/p>

以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力，滿足我國(guó)高含水率玉米收獲的實(shí)際需求，引領(lǐng)我國(guó)玉米收獲機(jī)械快速、高效發(fā)展，項(xiàng)目將取得突破創(chuàng)新。

項(xiàng)目將通過(guò)研究高含水率玉米籽粒低損傷和低破碎脫粒機(jī)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(biāo)，建立自適應(yīng)智能調(diào)控策略，通過(guò)集成在線傳感單元和模塊化調(diào)控裝，自適應(yīng)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(shí)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(shí)際生產(chǎn)需求，貼合我國(guó)玉米收獲實(shí)際情況，項(xiàng)目將開展玉米收獲智能控制技術(shù)研究，開發(fā)高含水率單縱、雙縱軸流玉米籽粒收獲機(jī)，玉米穗莖聯(lián)合收獲機(jī)，鮮食玉米和種穗玉米聯(lián)合收獲機(jī)等高效智能玉米收獲裝備，構(gòu)建適合于我國(guó)的玉米機(jī)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(dòng)強(qiáng)度，增加玉米種植農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入，引導(dǎo)農(nóng)民擴(kuò)大種植面積，提升行業(yè)和產(chǎn)業(yè)整體水平，促進(jìn)種植區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)。研發(fā)的高效智能玉米收獲裝備將使農(nóng)機(jī)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品多元化，為企業(yè)創(chuàng)造新的宂長(zhǎng)點(diǎn)，提高相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

由于玉米收獲模式多樣，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，目前玉米收獲作業(yè)質(zhì)量參數(shù)還沒(méi)有可靠的檢測(cè)方法，通過(guò)項(xiàng)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(cè)技術(shù)，整體提升我國(guó)收獲裝備的自主技術(shù)水平，使我國(guó)收獲機(jī)械在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)地位。

項(xiàng)目系列產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用，將大大提島玉米機(jī)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(huì)效益。

經(jīng)初步推算，如能推廣，將形成年產(chǎn)量1萬(wàn)臺(tái)規(guī)模，按每臺(tái)平均價(jià)格利55萬(wàn)元（利潤(rùn)率20%）計(jì)算，該系列產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)銷售收入55億元，利潤(rùn)11億元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。同時(shí)，玉米莖穗聯(lián)合收獲機(jī)還可每畝增收節(jié)支可達(dá)255.5元，如果按照2014年我國(guó)玉米播種面積3707.6萬(wàn)公頃中有10%的地域采用這種新技術(shù)計(jì)算，每年增收多達(dá)142.1億元。

同時(shí)，項(xiàng)目的實(shí)施，將為參加項(xiàng)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(xué)的重要平臺(tái)。依托項(xiàng)目開展，各參與單位的研究、生產(chǎn)隊(duì)伍將得到明顯加強(qiáng)，進(jìn)一步提高學(xué)術(shù)隊(duì)伍的整體素質(zhì)和水平，教師中博士比例達(dá)到70%，學(xué)緣結(jié)構(gòu)優(yōu)良，培養(yǎng)國(guó)內(nèi)知名、國(guó)際上有一定影響的學(xué)者2到3名。在高層次人才培養(yǎng)方面，項(xiàng)目具備每年接納30名碩士生，5名博士生的能力。