打捆機撿拾寬度實驗室間比對研究

劉輝，王明磊，劉德普，彭俊明

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站，北京 100122）

我國的秸稈資源種類十分豐富，主要有玉米秸稈、水稻秸稈和小麥秸稈[1]。其中玉米秸稈占比最高，達到32.5%，稻草和麥秸緊隨其后，分別達到25.1%和18.3%，其余秸稈品種占比均不到5%[2]。秸稈是作物生長過程中形成的重要生物資源，也是一種具有多種用途的可再生資源，可以五料化（飼料化、燃料化、造紙原料化、工業(yè)原料化和食用菌基料化）加以利用[3]。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由于缺乏對秸稈的利用途徑，除了少量用于生火和牲畜喂養(yǎng)外，大量秸稈在田間被直接焚燒，不僅造成空氣和周邊環(huán)境污染，更造成秸稈資源浪費。

秸稈具有分散性、季節(jié)性、能量密度低、儲運不方便、收獲時間短等特點，而利用秸稈作為原料進行生產(chǎn)的行業(yè)需要集中、持續(xù)、大量的原料供應[4]。因此，農(nóng)作物秸稈打捆作為一種重要秸稈離田方式，是對秸稈進行有效利用的基礎。通過打捆，可使農(nóng)作物秸稈便于收集、運輸、貯存以及進一步利用。發(fā)展成熟的秸稈飼料化收獲加工技術，可以有效保留秸稈中粗蛋白、粗脂肪、碳水化合物和淀粉等含量，提高其消化率。

打捆機是收獲秸稈的重要裝備，在解決秸稈集中收集與持續(xù)均衡需求矛盾、保障規(guī)?；c標準化秸稈供應等方面具有不可替代的作用[5]。打捆機械主要針對田間直立或鋪放、散狀的玉米、稻麥秸稈，通過輸送喂入、壓縮成形或打捆結扎等作業(yè)工序，一次性完成撿拾以及打捆成型作業(yè)，為后續(xù)秸稈的處理利用提供前提條件。隨著國家嚴禁焚燒秸稈提倡農(nóng)作物秸稈回收利用政策的引導及農(nóng)機購置補貼政策的拉動，打捆機保有量及作業(yè)面積近年來持續(xù)大幅增加（表1）。打捆機的成型方式主要有兩種，即圓捆和方捆（圖1、圖2）。撿拾寬度是打捆機基本的結構參數(shù)之一，也是打捆機（除自走式外）獲得農(nóng)機購置補貼的重要分檔參數(shù)，因此撿拾寬度測量的準確性直接影響打捆機補貼額。

表1 2016-2018年秸稈撿拾打捆機保有量及其作業(yè)面積統(tǒng)計表

圖1 圓草捆打捆機

圖2 方草捆打捆機

1 開展此次實驗室間比對活動的意義

實驗室間比對是按照預先規(guī)定的條件，由兩個或多個實驗室對相同或類似的物品進行檢測的組織、實施和評價[6]。利用實驗室間比對，可以評定實驗室從事檢測或測量的能力，并監(jiān)視其持續(xù)能力[7]。為做好秸稈打捆機鑒定檢測工作，有效維持和提高系統(tǒng)內(nèi)實驗室檢測水平，特開展此次實驗室間比對。一方面是為了進一步提升農(nóng)機試驗鑒定的規(guī)范化水平，統(tǒng)一對試驗方法的理解及把握尺度，確保檢測方法合理性及檢測結果準確性；另一方面深入研究試驗操作的規(guī)范性，交流檢測技術及檢測結果出具的合理性，有效維持和提高實驗室檢測水平，促進試驗鑒定技術進步與行業(yè)交流合作，更好地為國家農(nóng)業(yè)機械裝備產(chǎn)業(yè)政策服務。

2 檢測準備與要求

本次實驗室間比對樣機是一臺9YGJ-2.2型圓草捆打捆機，由11個實驗室分別對其撿拾寬開展檢測。所測樣機符合制造廠規(guī)定的技術參數(shù)，并按照制造廠的使用說明書進行操作。參加比對的實驗室人員要具有相應資質(zhì)，熟悉打捆機產(chǎn)品特性；熟悉該次比對規(guī)定的檢測方法；熟悉試驗設備操作。參加比對的實驗室自備儀器設備，并確保試驗用的儀器設備在有效檢校周期內(nèi)。檢測用設備準確度應達到5mm。測試場地為硬化、平坦場地，樣機放置呈水平狀態(tài)。根據(jù)DG/T 043-2019《打（壓）捆機》3.3 撿拾寬度的定義：撿拾器兩側擋板平行部分間的距離（或撿拾器兩側擋板部分間的最小距離，若撿拾器兩側沒有擋板，撿拾寬度為兩側護板外沿之間的距離），采用割臺（不包括切割器為甩刀、錘爪式）收割撿拾的撿拾寬度為切割裝置上兩側刀尖運動軌跡之間的最大距離[8]。

（1）所有參加比對的實驗室應獨立完成檢測，過程中不能相互溝通檢測結果。如出現(xiàn)上述情況，將取消相關實驗室參加比對的資格。

（2）比對開始之前，應檢查儀器設備是否完好、符合要求。如有問題，應立即聲明，否則不予認可。

（3）各參加單位應在1h內(nèi)完成比對項目的檢測工作，且在比對完成后帶好儀器設備撤離測區(qū)，同時保持安靜，不能干擾其他實驗室開展檢測。

（4）比對結束后，各參加單位應將檢測結果抄送比對活動組織人員，并于5個工作日內(nèi)出具實驗室間比對檢測報告報送承辦單位。

（5）各參加單位在試驗過程中，應保持試驗樣機的整潔與完好。

3 檢測結果及評價方法

3.1 初始檢測結果

本次參加比對的共有11個實驗室，撿拾寬度檢測結果見表2。

表2 各參加比對實驗室檢測結果

3.2 評價方法

各實驗室檢測結果統(tǒng)計采用Z比分數(shù)評估法。計算公式如下[9]:

式中：x為參加比對實驗室出具的數(shù)值；X為指定值；σ為能力評定標準差。

表3 各參加比對實驗室Z比分數(shù)統(tǒng)計表

本次實驗室間比對的指定值和能力評定標準差，采用穩(wěn)健統(tǒng)計方法計算。此方法對離群值和分布不對稱性都有很好的抵抗性，不需要用統(tǒng)計方法剔除離群值。計算中位值作為指定值，計算標準化四分位距作為能力評定標準差。即：

式中：med為中位值；NIQR為標準化四分位距；IQR為四分位距。

判定規(guī)則：當|Z|≤2時，認為測量結果滿意；當2〈|Z|〈3時，認為測量結果可疑；當|Z|≥3，認為測量結果不滿意。

表4 各實驗室比對結果分布

圖3 撿拾寬度Z比分數(shù)序列圖

中位值（med）是總體均值簡單和高度穩(wěn)健的統(tǒng)計估計量。對于一組由小到大排列的數(shù)據(jù)，可以用分位數(shù)表示在數(shù)據(jù)組中的位置。其中Q1為低四分位數(shù)，Q3為高四分位數(shù)。Q3與Q1位置值的差稱為四分位距IQR。IQR乘上系數(shù)0.7413為標準化四分位距。標準化四分位距（NIQR）是表示數(shù)據(jù)離散度的穩(wěn)健統(tǒng)計量，相當于正態(tài)分布的標準差。利用z比分數(shù)統(tǒng)計的結果見表3，參加此次打捆機檢測實驗室間比對結果分布見表4，Z比分數(shù)序列圖見圖3。

本文中除了給出了Z比分數(shù)，為輔助解釋結果，還繪制了Z比分數(shù)序列圖，使各實驗室能夠直觀地看到他們提交的結果與其他實驗室結果間的差異。從表3可以看出，參加比對實驗室檢測結果均為滿意。表明目前打捆機檢測實驗室出具的檢測結果可靠，差異性不明顯。

4 小結

通過此次打捆機實驗室間比對活動，豐富了實驗室檢測人員對打捆機檢測項目的檢測經(jīng)驗，也對實驗室內(nèi)部質(zhì)控方法的有效性進行了確認，促使了實驗室檢測水平不斷向新的高度邁進。要做好實驗室間比對，必須控制好檢測過程的每個關鍵環(huán)節(jié)，這樣才能保證檢驗結果準確有效，對此有如下建議：

（1）各實驗室人員應深入學習相關標準、大綱，規(guī)范檢測環(huán)境、明確檢測方法、掌握操作規(guī)范、統(tǒng)一把握尺度，確保結果出具的準確性和有效性。

（2）實驗室比對方案設計應科學、合理，將影響檢測結果的因素全部考慮進去，盡可能在統(tǒng)一的條件下完成檢測，避免引入非正常誤差。

（3）實驗室比對組織者應公平、公正、平等地服務于每個參加考核的實驗室，不斷提高自身實驗室質(zhì)量控制水平，確保檢測結果的有效性、可靠性和保密性。

（4）參加比對的實驗室應正確認識實驗室間比對的目的和作用，正確對待考核結果，做到獨立完成考核，避免與其他參加者溝通，對存在的問題及時進行整改，不斷提高自身檢測能力和技術水平。