中小型青貯玉米收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：隨著牛、羊等草食性牲畜的快速發(fā)展，畜牧業(yè)對青貯玉米飼料的需求持續(xù)增長，我國青貯玉米的種植規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。由于我國耕地類型和地塊面積差異較大，青貯玉米的收獲需要多種類型的作業(yè)機(jī)械。為促進(jìn)玉米青貯收獲機(jī)械的研發(fā)和應(yīng)用，從畜牧產(chǎn)業(yè)適度規(guī)模發(fā)展的需要和當(dāng)前我國分段收獲與直接收獲并存的現(xiàn)實(shí)情況出發(fā)，采用分作業(yè)環(huán)節(jié)的方式，針對青貯玉米收獲機(jī)械的共性關(guān)鍵技術(shù)：秸稈切割、秸稈切碎揉絲、玉米籽粒破碎、青貯打捆包膜等，分析青貯玉米收獲機(jī)械生產(chǎn)中的常用結(jié)構(gòu)和最新研究現(xiàn)狀。介紹青貯玉米收獲機(jī)械的研發(fā)應(yīng)用情況，從青貯作業(yè)環(huán)節(jié)中分析總結(jié)出存在秸稈切割與粉碎理論研究較少、各裝置作業(yè)質(zhì)量研究不足、整機(jī)適應(yīng)性不強(qiáng)等共性問題。提出加強(qiáng)刀具與秸稈互作機(jī)理的研究、作業(yè)質(zhì)量的研究、整機(jī)適應(yīng)性的研究，使中小型青貯玉米收獲機(jī)械在不同規(guī)模和作業(yè)需求下具有更好的作業(yè)性能、作業(yè)質(zhì)量和綜合生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：青貯玉米；玉米秸稈；仿生切割；籽粒破碎；秸稈揉絲；全株收獲

中圖分類號：S23" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " 文章編號：2095?5553 （2024） 10?0305?06

Research status and development trend of medium and small silage maize harvesters

Duan Jun1， Cheng Fangping1， He Chengkui1， Liu Yirong1， Wang YiPeng2， Guo Xi2

（1. Dazhou Vocational and Technical College， Dazhou， 635001， China;

2. Sichuan Academy of Agricultural Machinery Sciences， Chengdu， 610066， China）

Abstract： With the rapid development of herbivorous livestock such as cattle and sheep， the demand for silage maize feed in animal husbandry continues to grow， and the planting scale of silage maize in China is also constantly expanding. Due to significant differences in land types and plot sizes in China， harvesting silage maize requires various types of machinery. In order to promote the research and application of maize silage harvesting machinery， starting from the needs of moderate scale development of the animal husbandry industry and the current situation of segmented harvesting and direct harvesting coexisting in China， a segmented operation approach was adopted to analyze the common key technologies of silage maize harvesting machinery， such as straw cutting， straw crushing and kneading， maize grain crushing， and silage bundling and coating. The commonly used structures and the latest research status in the production of silage maize harvesting machinery were analyzed. This paper introduces the research and application of silage maize harvesting machinery， and analyzes and summarizes the common problems in the silage operation process， such as insufficient theoretical research on straw cutting and crushing， insufficient research on the operation quality of various devices， and weak adaptability of the entire machine. It is proposed to strengthen the research on the interaction mechanism between cutting tools and straw， the quality of operations， and the adaptability of the whole machine， so that small and medium?sized silage maize harvesting machinery can have better operational performance， quality， and comprehensive production efficiency under different scales and operational requirements.

Keywords： silage maize; corn straw; biomimetic cutting; broken grains; rubbing straw into silk; whole plant harvest

0 引言

青貯飼料營養(yǎng)豐富，是我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)的原料之一[1]。玉米秸稈直接飼喂存在咀嚼費(fèi)力、適口性差、養(yǎng)分吸收率低和整顆玉米籽粒難以消化等問題。通過機(jī)械加工，把青玉米秸稈切斷、粉碎和揉搓絲化，并將玉米籽粒破碎，使玉米秸稈高度纖維化和玉米籽粒破碎，有利于家畜消化吸收，從而提高飼料養(yǎng)分的利用率，還可以提高家畜產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量[2]。

由于社會發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對肉蛋奶的需求不斷增加，全株青貯玉米產(chǎn)量和利用率高，成為青貯飼料的重要選擇[3]。隨著“糧食作物—經(jīng)濟(jì)作物”向“糧食作物—飼料作物—經(jīng)濟(jì)作物”結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。積極實(shí)施“糧改飼”政策對落實(shí)“大食物觀”、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)修復(fù)等方面具有重要意義[4]。我國玉米消費(fèi)中飼料占比高達(dá)66%，隨著國家“糧改飼”政策的實(shí)施，大力推動了我國青貯玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，種植規(guī)模持續(xù)穩(wěn)定增長，預(yù)計(jì)2030年，青貯玉米種植面積將達(dá)6 670 khm2[5]。

青貯玉米收獲方式主要有直接收獲和分段收獲兩種[6]。直接收獲方式可將秸稈切割、切碎揉絲、籽粒破碎、打捆包膜等作業(yè)環(huán)節(jié)一次性完成，若采用地下窖、堆或塔青貯則不需包膜。分段收獲方式可以按照生產(chǎn)條件分段進(jìn)行，這種收獲方式需要更多的人工輔助，作業(yè)效率也較低，適合小地塊和小面積種植農(nóng)戶，具有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。本文從青貯玉米收獲作業(yè)包含的秸稈切割、秸稈切碎揉絲、籽粒破碎、打捆包膜等作業(yè)環(huán)節(jié)出發(fā)，介紹青貯玉米收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀和特點(diǎn)，分析青貯玉米收獲機(jī)械的應(yīng)用情況、存在的問題，展望發(fā)展趨勢。

1 發(fā)展中小型青貯玉米收獲機(jī)械的必要性

由于人口老齡化和農(nóng)村勞動力的短缺、青貯玉米收獲的季節(jié)性較強(qiáng)，采用人工收獲勞動強(qiáng)度大、人工成本高，還易錯過最佳收獲時期。隨著青貯玉米種植面積的擴(kuò)大，青貯玉米機(jī)械化收獲非常必要[7]。

我國耕地資源主要有平原、山間盆地以及廣闊的丘陵地區(qū)[8]。西部丘陵山地分布范圍廣、耕地面積小，機(jī)械化作業(yè)基礎(chǔ)條件薄弱[9]，且我國家畜養(yǎng)殖以中小規(guī)模為主，玉米種植規(guī)模不大，種植地塊分散，大型農(nóng)業(yè)機(jī)械難以適應(yīng)我國的丘陵地區(qū)[10]。

中小型青貯玉米收獲機(jī)械購置成本相對較低，大多數(shù)種植戶能夠承受，中小型青貯玉米收獲機(jī)對地形、配套基礎(chǔ)設(shè)施要求不高，在小規(guī)模分散地塊使用具有較強(qiáng)的實(shí)用性，相比人工作業(yè)效率已經(jīng)比較高，符合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模，發(fā)展中小型青貯玉米收獲機(jī)械是我國當(dāng)前的必要選擇。

2 中小型青貯玉米收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀

國外發(fā)達(dá)國家畜牧業(yè)發(fā)展較早，青貯玉米種植規(guī)模較大，大型青貯玉米收獲機(jī)應(yīng)用比較常見，效率和智能化程度都比較高。我國青貯玉米收獲機(jī)械研究起步較晚，我國玉米青貯收獲經(jīng)歷了人工割曬、鍘切，小型機(jī)械分段收獲，再到中大型半自動化、全自動化聯(lián)合收獲等發(fā)展過程[11， 12]，目前中小型收獲機(jī)種類已比較豐富[13]。

我國青貯玉米收割機(jī)械和國外發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，但是我國科研人員和生產(chǎn)企業(yè)圍繞青貯玉米收獲的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部件開展了大量的研究，也取得了很大的進(jìn)展。從青貯玉米收獲的作業(yè)環(huán)節(jié)來看，不同類型的青貯收獲機(jī)略有不同，但是大多數(shù)機(jī)型按照秸稈切割、喂料、切碎揉絲、籽粒破碎、打捆包膜等工序進(jìn)行作業(yè)。

2.1 切割裝置

秸稈切割是收獲的首要環(huán)節(jié)，切割裝置是最先與玉米秸稈工作接觸的部件，切割器的性能和效率直接影響到后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)、收獲作業(yè)質(zhì)量以及切割裝置的可靠性。切割器主要有往復(fù)式切割器、圓盤式切割器、甩刀式切割器（表1）。

往復(fù)式切割器常用于小麥、水稻等作物的割臺上。相比于小麥、水稻秸稈，玉米莖稈較粗、強(qiáng)度較大，基于小麥?zhǔn)崭顧C(jī)割臺改進(jìn)，采用割刀行程、動刀片間距和定刀片間距較標(biāo)準(zhǔn)尺寸大的往復(fù)式切割器的青貯收獲機(jī)，割臺割刀往復(fù)振動大，且受沖擊負(fù)荷，工作性能不穩(wěn)定，割臺的工作壽命較短。往復(fù)式切割器主要在小型青貯收獲機(jī)上采用。蔣韜等[14]設(shè)計(jì)了田間玉米莖稈往復(fù)切割試驗(yàn)臺，在一定的前進(jìn)速度下，最大切割力及切割功耗隨著切割速度和削切角的增大而減小，優(yōu)選切割速度為1.8 m/s，刀片形狀為鋸齒刀，削切角在20°左右，這為在玉米種植密度較大或者前進(jìn)速度提高的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論支撐。

往復(fù)式切割器在莖稈直徑在15 mm以上的玉米、甘蔗、麻類收獲上的研究較少。袁潔[15]研究了割刀行程為刀片節(jié)距一半的雙動刀往復(fù)式切割器，通過有限元仿真軟件對切割裝置進(jìn)行動力學(xué)仿真，并在甘蔗收割機(jī)上進(jìn)行了田間試驗(yàn)，驗(yàn)證了切割傾角、往復(fù)速度、作業(yè)速度對切割力的影響，得到往復(fù)式切割器的最優(yōu)參數(shù)組合：切割傾角11.35°、往復(fù)速度1 m/s、作業(yè)速度0.55 m/s，切割力最小為132 N，在實(shí)際工作中切割傾角取11°，為往復(fù)式切割器在大莖稈直徑作物收割機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)提供了參考。

圓盤式切割器在玉米青貯收獲上應(yīng)用最為常見，相關(guān)的機(jī)型也較多。董瑞[16]構(gòu)建圓盤切割器試驗(yàn)臺，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)正交試驗(yàn)和軟件分析，得到了高含水率青貯玉米和低含水率黃貯玉米的刀盤傾角、前進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速等最佳工作參數(shù)（表2），為收獲不同秸稈含水率的收獲機(jī)工作參數(shù)選擇提供了參考，但缺少不同刀盤直徑、秸稈品種、秸稈材料模型等差異對工作參數(shù)的影響分析。

目前國內(nèi)對甩刀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量研究，設(shè)計(jì)了Y型、L型、錘爪式、直刀型等[17?19]不同結(jié)構(gòu)的甩刀。甩刀式切割器在高速旋轉(zhuǎn)下完成無支撐切割，因甩刀與刀盤是活動鉸接，可有效避免與堅(jiān)硬物體發(fā)生剛性碰撞導(dǎo)致割刀損壞，主要用于甘蔗、牧草等莖稈的收獲，在青貯玉米收獲中應(yīng)用較少。

2.2 粉碎裝置

粉碎裝置是影響青貯玉米質(zhì)量的關(guān)鍵部件，空載功耗與喂入裝置相當(dāng)，滿載時粉碎裝置功耗可達(dá)喂入裝置的5～6倍[20]，是整機(jī)功耗的主要部分（表3）。粉碎裝置除了影響整機(jī)的作業(yè)性能和功耗，還與玉米秸稈粉碎質(zhì)量密切相關(guān)。

關(guān)于秸稈粉碎的研究，主要圍繞創(chuàng)新切割方式、切割結(jié)構(gòu)及仿生學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。鄭智旗等[21]基于等滑切角原理設(shè)計(jì)了玉米秸稈臥式粉碎裝置，采用動定刀支撐滑切方式，具有支撐切割和滑切的雙重優(yōu)點(diǎn)，利用等滑切角式粉碎定刀和高速旋轉(zhuǎn)的粉碎動刀形成支撐滑切。采用對數(shù)螺線方程建立了刃口曲線，并設(shè)計(jì)制作了等滑切角型割刀，在玉米莖稈粉碎的有限元仿真分析與試驗(yàn)中，驗(yàn)證了等滑切角割刀的切割性能，在刀輥轉(zhuǎn)速為1 600 r/min時，通過動定刀支撐滑切的秸稈粉碎長度合格率可達(dá)91.5%，相對于無支撐切割可降低作業(yè)功耗17.4%，為滑切理論在玉米秸稈粉碎裝置高效、低耗設(shè)計(jì)提供了借鑒。

隨著仿生學(xué)在耕作、采摘、收獲等農(nóng)業(yè)機(jī)械研究中的逐漸應(yīng)用，對農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)減阻、節(jié)能、性能提升等起重要作用。張黎驊等[22]利用切葉蟻上顎滑切作用與振動作用高效切割植物莖葉的特點(diǎn)，通過逆向工程技術(shù)提取并擬合其上顎滑切曲線，設(shè)計(jì)了一種仿生刃口刀片，仿生刀片相較斜刃刀片和直刃刀片，對秸稈的最大切割力分別降低10.53%和12.82%，在降低秸稈最大切割力和減阻降耗方面具有明顯優(yōu)勢。郭超凡等[23]利用狼爪的輪廓結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)了一種仿生減阻秸稈粉碎刀，建立了秸稈粉碎合格率的回歸數(shù)學(xué)模型，在提高刀片效率、減少秸稈纏繞同時，比直型粉碎刀秸稈粉碎合格率提高2.34%。陳陽[24]利用蟋蟀上顎變曲率的輪廓特征可減小秸稈切削阻力的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了玉米根茬粉碎仿生刀片，相比原型刀片平均扭矩降低10.62%。李常營[25]利用棉蝗上顎切齒葉曲線，采用分割擬合曲線，設(shè)計(jì)了直線型仿生鋸齒鋸條和圓盤性鋸齒鋸片，通過切割試驗(yàn)證實(shí)直線型仿生鋸齒鋸條扭矩降低15.87%。圓盤型鋸齒鋸片扭矩14.89%，均具有減阻降耗的作用。

除了秸稈粉碎，玉米籽粒的粉碎也是影響玉米青貯發(fā)酵與籽粒養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的重要因素。劉海濤等[26]設(shè)計(jì)了對輥式籽粒破碎裝置，將兩個破碎輥表面滿布鋸齒，通過破碎輥之間一定的差速實(shí)現(xiàn)玉米籽粒的剪切破碎，利用皮帶與光面帶輪的滑動防止破碎輥轉(zhuǎn)速過高、過載燒傷軸承的問題。牟孝棟等[27]利用差速籽粒破碎原理設(shè)計(jì)了碟盤式籽粒破碎裝置。籽粒左右兩端始終存在速度差，使籽粒兩端受力大小不同，實(shí)現(xiàn)籽粒的剪切和揉搓破碎。碟盤結(jié)構(gòu)改善了常規(guī)差速輥轉(zhuǎn)速高，嚴(yán)重影響裝置可靠性問題。

2.3 拋送裝置

不管是秸稈粉碎后直接裝車運(yùn)輸，還是打捆包膜一體作業(yè)，秸稈拋送都是青貯收獲中的一個必要環(huán)節(jié)。

與小麥、水稻、玉米粒的收獲采用絞龍輸送裝置不同，秸稈拋送裝置大多采用葉片式拋送，主要圍繞葉片數(shù)量、傾角、轉(zhuǎn)速及拋送管結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

賈洪雷等[28]利用方差分析和正交回歸分析對秸稈拋送裝置的參數(shù)進(jìn)行了研究，給出切刀轉(zhuǎn)速與秸稈拋送距離的函數(shù)關(guān)系，拋送距離并非隨刀片轉(zhuǎn)速的提高而單調(diào)增大，為拋送裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。劉曉[29]對拋送裝置建模仿發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速和拋送葉片數(shù)可以使物料在拋送裝置內(nèi)的分布較好，產(chǎn)生堵塞的區(qū)域小，形成漩渦不明顯。由于物料與管道內(nèi)壁的碰撞產(chǎn)生熱能將能量消耗在拋送管道內(nèi)，造成功耗增加和拋送裝置的磨損，考慮節(jié)約能耗，拋送裝置轉(zhuǎn)速為1 300 r/min，葉片數(shù)為12時，拋送性能較好。張海琨等對秸稈段在拋送葉板上的拋送角、拋送葉板速度建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析試驗(yàn)，指出了葉板傾角與能耗的關(guān)系葉板傾角為10°、20°、30°時，前傾能耗增加分別為10%、26%、44%；后傾能耗增加分別為6%、12%、18%，為拋送葉板的優(yōu)化選擇提供了借鑒。

2.4 打捆包膜裝置

青貯玉米秸稈打捆可以縮小體積，方便運(yùn)輸貯藏和發(fā)酵。我國秸稈打捆形式有圓捆和方捆兩種，青貯機(jī)械逐漸主要以圓捆機(jī)為主，方便纏繩和包膜。而方捆主要用于小麥、水稻等收后秸稈打捆，一般不包膜。

趙何等[30]采用青貯圓捆機(jī)對揉切后玉米秸稈進(jìn)行卷壓試驗(yàn)，研究了秸稈在不同含水率、喂入量、壓輥轉(zhuǎn)速下的壓縮特性，建立了玉米秸稈的卷壓模型，得出了卷壓力隨卷壓密度變大呈指數(shù)級增長，在滿足打捆要求的情況下盡量減少卷壓密度，以降低設(shè)備磨損和功率消耗。較高的含水率有利于減少卷壓力與功率消耗，青貯玉米需要打捆的應(yīng)在秸稈含水率較高的時候搶抓收獲期。為打捆機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與選擇收獲期提供依據(jù)。

王德福等[31]針對小型鋼輥式圓捆打捆機(jī)堵塞的問題，對改進(jìn)的喂入單輥、喂入對輥及撥草橫板、圓環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比試驗(yàn)，配置了圓環(huán)結(jié)構(gòu)的喂入對輥改善了高含水率條件下的工作性能。而針對鋼輥式圓捆打捆機(jī)[32]在秸稈量大、含水率高的工況下青貯打捆時，易發(fā)生堵塞和無法正常打捆的問題，改進(jìn)使用短膠帶與鋼輥組合結(jié)構(gòu)的圓捆打捆機(jī)，提升了小型圓捆的性能。

操子夫[33]基于離散元法對鋼輥式打捆機(jī)工作參數(shù)仿真分析并在田間針對玉米秸稈進(jìn)行樣機(jī)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鋼輥轉(zhuǎn)速對功率消耗的影響顯著，功率消耗隨喂入量的增加呈略微上升趨勢。但仿真試驗(yàn)中的秸稈模型需要進(jìn)一步優(yōu)化接近實(shí)際秸稈。

包膜裝置既有牽引式又有懸掛式，張海濱等結(jié)合自走式包膜機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，通過改變支撐結(jié)構(gòu)和動力傳遞方式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的互換性，可同時滿足場地固定作業(yè)和田間移動作業(yè)，提高了產(chǎn)品的通用性和利用率。楊星[34]設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)臂式圓草捆包膜機(jī)并在試驗(yàn)臺進(jìn)行了正交試驗(yàn)，采用Design-Expert軟件建立并分析了試驗(yàn)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)臂與托輥速比、拉伸膜預(yù)緊力對包膜功耗、包膜時間、拉伸膜消耗量影響的數(shù)學(xué)模型，篩選了轉(zhuǎn)臂式圓捆包膜機(jī)的最優(yōu)參數(shù)，提高了包膜質(zhì)量，為圓捆包膜機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動參數(shù)選擇提供了理論參考。

3 存在問題

中小型青貯玉米收獲機(jī)械的作業(yè)對象是玉米，作業(yè)的關(guān)鍵是各作業(yè)部件與玉米秸稈、玉米籽粒的互作過程，切割裝置、粉碎裝置、拋送與打捆包膜裝置是影響整機(jī)性能、質(zhì)量、效率的決定性因素。各科研院所和農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)針對生產(chǎn)需求研發(fā)和改進(jìn)了多種青貯收獲機(jī)械，經(jīng)前文綜述可知，中小型青貯玉米收獲機(jī)械各功能裝置存在的問題可以歸納為以下三類。

1） 秸稈切割與粉碎理論研究較少。青貯收獲的作業(yè)過程中，秸稈的切割和粉碎裝置是決定整機(jī)作業(yè)性能的核心部件，當(dāng)前的研究主要著眼于秸稈對作業(yè)部件的作用力、功耗等具體指標(biāo)的變化規(guī)律、擬合曲線，以此進(jìn)行相關(guān)部件參數(shù)的優(yōu)化與設(shè)計(jì)。但是缺乏揭示作業(yè)部件與秸稈的互作理論的研究。

2） 各裝置的作業(yè)質(zhì)量研究不足：不管是切割粉碎還是拋送打捆，其作業(yè)參數(shù)與其他秸稈存在較大差異。玉米秸稈與牧草的莖稈組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)特性不一樣，以及作業(yè)速度、作業(yè)負(fù)荷變化以及田間復(fù)雜作業(yè)環(huán)境，玉米青貯除了保證切割長度，還需要對秸稈和籽粒進(jìn)行揉搓絲化和破碎。部分中小型青貯玉米收獲機(jī)械主要由牧草收獲機(jī)械仿制和改進(jìn)而來，導(dǎo)致收獲的秸稈質(zhì)量參差不齊，影響后續(xù)青貯。

3） 整機(jī)適應(yīng)性不強(qiáng)：青貯作業(yè)包括切割、粉粹、拋送、打捆、包膜等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的工況是動態(tài)變化的，特別是玉米種植規(guī)模、地塊大小和作業(yè)方式存在很大差異，既有青貯收獲，又有黃貯收獲。有一體化收獲，也有分段收獲。不同作業(yè)環(huán)節(jié)有移動作業(yè)，也有固定作業(yè)。青貯機(jī)械優(yōu)化時主要針對某一工況的優(yōu)化，對變化的工況適應(yīng)性不強(qiáng)，機(jī)械的生產(chǎn)率不高。

4 發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟(jì)社會和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，青貯玉米收獲機(jī)械具有廣闊的發(fā)展前景，收獲機(jī)械需求和功能存在較大的差異性和多樣性，科研和生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)我國玉米生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行針對性研發(fā)。

1） 加強(qiáng)刀具與秸稈互作機(jī)理的研究。對秸稈力學(xué)特性的研究，特別是針對不同品種、不同秸稈位置、不同含水率、不同成熟期的秸稈切割特性、粉碎特性、揉搓特性開展大面積、大樣本數(shù)據(jù)的研究。從秸稈生物學(xué)特征、秸稈本構(gòu)模型等多角度豐富收獲機(jī)械作業(yè)對象的物理參數(shù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，揭示刀具和秸稈的相互作用機(jī)制、秸稈在刀具作業(yè)下的斷裂規(guī)律，既考慮玉米秸稈材料特征，又能定量考慮其斷裂行為的切割理論運(yùn)用，提高部件作業(yè)性能。

2） 加強(qiáng)對作業(yè)質(zhì)量的研究。改變對青貯切割、粉碎，拋送、打捆包膜等單一環(huán)節(jié)的優(yōu)化，在考慮各環(huán)節(jié)的作用力、功耗優(yōu)化的同時，還要提升青貯作業(yè)的質(zhì)量，除了從刀具材料、結(jié)構(gòu)形式、作業(yè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，還需要著眼于每一環(huán)節(jié)的優(yōu)化結(jié)果對整機(jī)中作業(yè)質(zhì)量的影響，使仿真分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)更貼合實(shí)際，提高整機(jī)作業(yè)質(zhì)量。

3） 加強(qiáng)對整機(jī)適應(yīng)性的研究。青貯作業(yè)中切割、粉粹、拋送、打捆、包膜等環(huán)節(jié)，始終處于動態(tài)變化的作業(yè)工況中，實(shí)際作業(yè)中很難滿足優(yōu)化時的工況，需要在優(yōu)化時拓展工況范圍，尋求多工況、變工況條件下的較優(yōu)參數(shù)，使整機(jī)適應(yīng)更多的作業(yè)場景、規(guī)模大小和作業(yè)條件，提升綜合生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語

隨著我國畜牧業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，青貯玉米規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時勞動力短缺與人工成本的上升，青貯收獲機(jī)械的需求不斷提高。但是我國青貯機(jī)械的研究起步較晚，相對于主要糧食作物的收獲機(jī)械研究也較少，嚴(yán)重制約我國玉米青貯機(jī)械化生產(chǎn)的水平，也影響了畜牧業(yè)的健康發(fā)展。

目前，玉米青貯機(jī)械主要以仿制和牧草改進(jìn)為主，玉米青貯收獲機(jī)械應(yīng)從基礎(chǔ)和針對性上進(jìn)行深入研究?，F(xiàn)有的青貯機(jī)械種類繁多，從切割、粉碎、打捆包膜等各環(huán)節(jié)有多種結(jié)構(gòu)，有一體收獲，也有分段分場景作業(yè)，不能只關(guān)注某一作業(yè)環(huán)節(jié)的效率提高，需要從整體考慮機(jī)械的作業(yè)性能、作業(yè)質(zhì)量、綜合生產(chǎn)效率。

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