飼用苧麻機(jī)械化收獲發(fā)展現(xiàn)狀·問題·對(duì)策建議

劉佳杰 馬蘭 周韋

摘要 近年來，飼用苧麻產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，收獲難的問題成為制約其發(fā)展的瓶頸。在分析當(dāng)前飼用苧麻機(jī)械化收獲發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了當(dāng)前存在的主要問題，并提出了相應(yīng)的對(duì)策措施。

關(guān)鍵詞 飼用苧麻；機(jī)械化收獲；現(xiàn)狀分析；對(duì)策措施

中圖分類號(hào) S225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）18-0173-03

Abstract As the industrial development of feedingramie silage，harvesting difficulties have become the bottleneck restraining its development of feedingramie silage.On the basis of analyzing the present situation，the main existent problems were pointed out，and the future development countermeasures on the feedingramie silage harvest were also proposed.

Key words Feedingramie；Mechanical harvest；Situation analysis；Countermeasures

近年來，我國畜牧業(yè)快速發(fā)展，飼料原料缺口持續(xù)加大。2015年我國畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重由2010年的30%上升為36%[1-2]。據(jù)全國飼料工業(yè)辦公室估算，到 2020 年我國所需的能量飼料和蛋白質(zhì)飼料均有較大缺口，其中蛋白質(zhì)飼料缺口達(dá)4 800萬t[3-4]。蛋白飼料短缺、飼料用糧的持續(xù)增加對(duì)我國人口口糧安全及畜牧業(yè)的發(fā)展構(gòu)成巨大威脅。青貯飼料是一種優(yōu)質(zhì)的飼料資源，對(duì)我國飼料原料的短缺是一個(gè)很好的補(bǔ)充，它具有口感好、易消化、營養(yǎng)豐富、耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于減少大豆、玉米和小麥等飼料糧用量，發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)，促進(jìn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)良性循環(huán)發(fā)展具有重要意義。

苧麻屬于蕁麻科苧麻屬，是多年生草本植物，俗稱“中國草”，是我國傳統(tǒng)特色經(jīng)濟(jì)作物，在我國長江流域及以南地區(qū)廣泛種植。我國是世界上最大的苧麻生產(chǎn)國，種植面積和總產(chǎn)量均占世界的90%以上[5-6]。飼用苧麻是專門選育出來的飼草苧麻品種，其生物產(chǎn)量高，每年可收割 8～10 次，可產(chǎn)鮮莖葉達(dá)150 000 kg/hm2，相當(dāng)于18 t 干料[7-10]。苧麻含有蛋白質(zhì)、賴氨酸、類胡蘿卜素、核黃素和鈣等營養(yǎng)物質(zhì)，是一種非常理想的植物蛋白質(zhì)的飼料作物，其營養(yǎng)成分高于其他牧草[9-11]。農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《全國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃（2016—2020）》中，在飼草作物品種調(diào)整方向重點(diǎn)建議“以養(yǎng)帶種 多元發(fā)展……南方地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展黑麥草、三葉草、狼尾草、飼用油菜、飼用苧麻和飼用桑葉等”[1，12-13]。這一政策為飼用苧麻的發(fā)展起到很好的推動(dòng)作用。

飼用苧麻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已取得了一定的進(jìn)展，但是機(jī)械化收獲水平相對(duì)滯后，成為制約其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。飼用苧麻機(jī)械化水平低，其中一個(gè)很重要的原因是由于苧麻是韌皮纖維作物，其莖稈與葉片中含有大量纖維，纖維內(nèi)部含有麻骨，機(jī)械化收獲難度較大，加之飼用苧麻生物量大、收獲季節(jié)短，以致飼用苧麻對(duì)收獲加工機(jī)械的工作性能和作業(yè)效率有很高的要求。實(shí)現(xiàn)飼用苧麻機(jī)械化收獲可以減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、保障糧食安全具有重要意義。

1 飼用苧麻機(jī)械化收獲發(fā)展現(xiàn)狀

目前，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家機(jī)械化程度高，已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了主糧全程機(jī)械化作業(yè)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國外的收獲機(jī)械正向著大型化、專業(yè)化、智能化方向發(fā)展。苧麻是我國傳統(tǒng)特色經(jīng)濟(jì)作物，國外少有種植，因此在苧麻機(jī)械化收獲方面的研究較少見。近年來，我國南方地區(qū)飼用苧麻發(fā)展快速，吸引了國內(nèi)一些高校、科研院所、企業(yè)對(duì)此領(lǐng)域展開研究。以下主要介紹幾款研制出的苧麻收獲機(jī)械。

1.1 LMZ-160履帶式苧麻收割機(jī)

農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所自2009年開始就著手苧麻收割機(jī)的研究工作，主要針對(duì)國內(nèi)纖用苧麻的物理特性及種植特點(diǎn)，研制了4LMZ-160履帶式苧麻收割機(jī)（圖1）。這款履帶式苧麻聯(lián)合收割機(jī)主要由履帶式底盤、扶禾裝置、分禾器、自動(dòng)升降割臺(tái)機(jī)架、割刀傳動(dòng)裝置、縱向強(qiáng)制輸送裝置、橫向輸送機(jī)構(gòu)、集稈箱、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)部分組成。目前已完成了樣機(jī)的試制與測(cè)試工作，該機(jī)器使用雙動(dòng)刀割臺(tái)，已能實(shí)現(xiàn)苧麻的田間收獲，并能將收割后的麻稈橫向輸送至集稈箱。

1.2 4QZ-2.0型履帶自走式苧麻收割機(jī)

4QZ-2.0型履帶自走式苧麻收割機(jī)由湖南德人牧業(yè)集團(tuán)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所、益陽資江收割機(jī)廠共同研制（圖2）。該收割機(jī)的割幅寬度達(dá)到2.0 m，在農(nóng)田可以行走自如，可靈活調(diào)節(jié)收割高度，可實(shí)現(xiàn)飼用苧麻的田間收割及莖稈切碎，最后將切碎后材料，經(jīng)夾持傳送裝置輸送至集麻箱中，工效達(dá)到可收獲0.13～0.27 hm2/h，對(duì)照人工收獲提高工效20倍以上，適合大規(guī)模、平地作業(yè)。該機(jī)器在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問題有待解決：一是割茬不規(guī)整，刀具磨損嚴(yán)重；二是機(jī)器刀具易被苧麻纖維所纏繞，使機(jī)器不能持續(xù)穩(wěn)定工作；三是機(jī)器切碎效果不規(guī)則，給后續(xù)加工帶來困難。

1.3 4LZ-130圓盤切割式苧麻收割機(jī)

4LZ-130圓盤切割式苧麻收割機(jī)是由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所與益陽資江收割機(jī)廠聯(lián)合研發(fā)而成（圖3）。該機(jī)器采用雙圓盤切割方式，在切割裝置上裝有撥桿，利用切割裝置自身的自轉(zhuǎn)帶動(dòng)撥桿實(shí)現(xiàn)撥麻的效果。在行走方式上，采用履帶式行走方式，割幅寬度為1.3 m，能夠?qū)崿F(xiàn)飼用苧麻的收割及將隔斷的麻株定向撥倒。

1.4 4GM-185型飼用苧麻收割機(jī)

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所聯(lián)合佳木斯東華收獲機(jī)制造有限公司，在現(xiàn)有莖稈收割機(jī)基礎(chǔ)上，研制改裝了4GM-185型飼用苧麻收割機(jī)（圖4）。該收割機(jī)由XJ-502LT型輕型履帶式拖拉機(jī)提供動(dòng)力，行走速度范圍0～12 km/h，行走幅寬1.6 m，履帶寬度350 mm，工作幅寬1.8 m，動(dòng)力輸出曲柄轉(zhuǎn)速為720/540 r/min可調(diào)，割臺(tái)高度可自由調(diào)節(jié)。機(jī)器裝配后，試運(yùn)行后進(jìn)行了田間試驗(yàn)，樣機(jī)采用高腳履帶式拖拉機(jī)為動(dòng)力，田間通過性較好；當(dāng)機(jī)械動(dòng)力輸出速度為540 r/min時(shí)，莖稈切口質(zhì)量不理想，當(dāng)動(dòng)力輸出速度為720 r/min、樣機(jī)行走速度大于1.5 m/s時(shí)，莖稈切口質(zhì)量較好。但由于苧麻栽培溝渠較多，缺乏與之配套的試驗(yàn)苧麻，樣機(jī)今年無法進(jìn)行正常作業(yè)，收割效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

2 飼用苧麻機(jī)械化收獲存在的主要問題

2.1 種植地塊地形地貌復(fù)雜，單一機(jī)械收獲適用性差

南方地區(qū)地形地貌千差萬別，山地、丘陵地、平原地、盆地等縱橫交錯(cuò)，苧麻在平原地區(qū)和丘陵山區(qū)均有種植，以丘陵山區(qū)居多，大型機(jī)械在丘陵坡地收獲作業(yè)的難度較大，小型機(jī)械在平原地區(qū)大面積收獲的效率較低，單一機(jī)械收獲適用性差，這給飼用苧麻機(jī)械化收獲增加難度。

2.2 苧麻莖稈物理特性特殊，加工難度大收獲時(shí)間短 苧麻作物本身特殊，攻關(guān)技術(shù)難度較大。苧麻莖稈橫截面構(gòu)造，從外向內(nèi)可粗略地分為麻殼、纖維層與麻骨三大部分，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和物理特性上是有差異的。麻殼包括表皮與皮層，富含水分，較脆弱，抗彎強(qiáng)度小，彎折時(shí)易短；纖維層主要由纖維束和果膠等組成，質(zhì)地柔軟抗拉強(qiáng)度大，可以任意彎折而不斷；麻骨主要由木纖維素組成，中間為髓與髓腔，質(zhì)地較硬[14]。苧麻莖葉中的強(qiáng)韌纖維容易纏繞切割器，髓腔中的麻骨容易磨損刀具。這些因素加大了飼用苧麻收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)與研發(fā)難度。且飼用苧麻生物量大、收獲季節(jié)短（過早或過晚收獲都會(huì)造成營養(yǎng)成分的損失）[15，7]，對(duì)收獲加工機(jī)械的工作性能和作業(yè)效率有更高的要求。

2.3 農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)不配套

目前在飼用苧麻產(chǎn)業(yè)的研究領(lǐng)域，新品種選育、栽培技術(shù)與機(jī)械收獲及加工研究之間缺乏有機(jī)的結(jié)合，育種人員著重考慮是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，對(duì)作物生產(chǎn)的整齊度、植株粗細(xì)均勻度以及適合機(jī)械化收獲的植株大小和高度、纖維分離容易程度等均沒有明確規(guī)范。在栽培方面，對(duì)適應(yīng)機(jī)械化收獲的栽培密度、栽培方式研究很少，難以找到標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械化作業(yè)示范田。尤其是在南方地區(qū)，苧麻作物田間需要起壟栽培種植，機(jī)械下地作業(yè)十分困難。

3 飼用苧麻機(jī)械化收獲對(duì)策建議

3.1 加強(qiáng)研發(fā)投入，重視飼用苧麻青貯加工基礎(chǔ)性研究

飼用苧麻青貯產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚、基礎(chǔ)差、研發(fā)投入過少，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有嚴(yán)重影響。開展飼用苧麻加工系統(tǒng)性基礎(chǔ)性研究，對(duì)聯(lián)合收割機(jī)各指標(biāo)參數(shù)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

3.2 根據(jù)地形地貌開展不同類型飼用苧麻收獲機(jī)械研究

針對(duì)種植飼用苧麻地塊特點(diǎn)，因地制宜開展不同類型飼用苧麻收割機(jī)械研究，提出以下初步解決方案：一是針對(duì)平原湖區(qū)種植的苧麻，應(yīng)用大型飼用苧麻聯(lián)合收獲機(jī)；二是針對(duì)丘陵山地，應(yīng)用小型苧麻割曬機(jī)。針對(duì)平原湖區(qū)種植的苧麻，由于地形平整、地塊規(guī)范，土地流轉(zhuǎn)容易，適用苧麻規(guī)?；N植，苧麻作物的收獲適用大型聯(lián)合收獲機(jī)械作業(yè)，因此，可研制一種苧麻聯(lián)合收獲機(jī)解決飼用苧麻的機(jī)械化收獲問題，這樣可以最大程度地減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，節(jié)本增效。丘陵山地地形有起伏，中大型收獲機(jī)械一般無法作業(yè)，因此，需研制一種輕便型飼用苧麻收割機(jī)或割曬機(jī)，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省勞動(dòng)力為主，做到小巧輕便、行走靈活，適應(yīng)丘陵山地緩坡地苧麻收割。

3.3 制訂飼用苧麻青貯加工農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)規(guī)范

針對(duì)飼用苧麻青貯加工機(jī)械化普遍存在技術(shù)模式選擇混亂的問題，制訂飼用苧麻青貯加工農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)規(guī)范，對(duì)降本增效有重要意義。對(duì)飼用苧麻不同的種植區(qū)域，研究對(duì)應(yīng)的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)規(guī)范，確定最佳技術(shù)路線，科學(xué)確定機(jī)具配備方案，形成最優(yōu)技術(shù)模式。在技術(shù)層面上，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝路線與動(dòng)力配備的對(duì)接、播種量與精量播種機(jī)的對(duì)接、莖稈加工處理方式與收獲機(jī)械的對(duì)接以及種植行距與收獲機(jī)行距的對(duì)接等。

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