南方水稻收获机械应用现状与发展趋势

刘 华，陈卫灵，邹诗洋，周汉林

（广东省现代农业装备研究所，广州 510630）

南方水稻收获机械应用现状与发展趋势

刘 华，陈卫灵，邹诗洋，周汉林

（广东省现代农业装备研究所，广州 510630）

阐述了南方水稻收获机械机型和应用现状，指出水稻收获机械存在问题及南方水稻收获机械市场仍趋旺盛，全喂入收割机仍是水稻收获机械市场的主力机型；指出了南方全喂入水稻收获机械市场的区域需求及水稻收获机械将向高性价比、大中型喂入量、机电液一体化、多功能方向发展。

收获 收割机 半喂入 全喂入 应用现状 发展趋势

0 引言

水稻是我国主要粮食作物之一，种植面积近3000万hm2，约占世界水稻种植面积21%，产量占世界总产量的34%。我国水稻主产区主要在江苏、安徽、湖南、湖北、江西、广东等南方地区。南方多丘陵、梯田、烂泥田，该地区的季节性、作业环境差异也大，这对水稻收获机械的类型、适应性和可靠性提出了更高的要求[1]。2012年，我国水稻耕种收综合机械化水平为69.04%，其中机收水平为73.59%，但南方地区水稻机收水平相对偏低，其中四川、广西、广东水稻机收水平仅分别为44%，51.2%，70.5%，严重制约了南方地区水稻生产机械化的发展。

水稻收获是水稻生产过程的重要环节，约占全过程劳动用工的40%以上，而且劳动强度大，条件恶劣。随着农村的经济发展和劳动力的转移，粮食生产中收获环节出现的劳动力紧缺问题越加突出，已经影响到水稻的生产。因此提高水稻收割机械的适应性和可靠性，加速开发针对南方地形和作物品种的水稻收获机械以及加大推广力度仍然具有重要意义。

1 南方水稻收获机械应用现状

改革开放30年以来，我国农业装备行业不断发展壮大，已形成基本完整的产业体系，现能生产14大类，3 000多个品种的农业装备，成为世界农业装备生产大国。国内水稻收获机械机型多、品种全，按行走方式分有自走式、背负式；按底盘结构不同分有轮式、履带式；按喂入方式分有全喂入式、半喂入式等。目前南方地区应用较多的水稻联合收割机主要有：半喂入式水稻联合收割机、背负式全喂入水稻联合收割机、自走轮式全喂入水稻联合收割机、自走履带式全喂入水稻联合收割机。

1.1 半喂入式水稻联合收割机

半喂入式水稻联合收割机主要由立式割台、夹持链输送装置、脱粒分离装置、履带行走底盘装置、液压电器系统、操纵系统等组成。在作业质量上，该机型明显优于全喂入式，一般水稻收割后，茎秆被夹持输送装置“整齐、均匀、连续”地输送到脱粒装置，并且只有稻穗部分通过脱粒部件，脱粒彻底，含杂率很低，清选更加干净，脱粒后茎秆不乱，可采用均匀铺放、成堆、切碎还田三种处理方式。在收获效果上，该类机型具有割茬低且能收割倒伏的水稻、脱粒清选功耗小、水田通过性好[2]等优点，无论在作业质量、收获效果上，还是在人机工程的舒适程度上，都要优于全喂入式机型，目前在江苏、浙江等地使用较多。半喂入式代表机型主要有久保

田 4LBZ系列、洋马 4LBZJ-140系列、太湖4LBZ-150、沃得4LZ-150A等。对于半喂入式水稻联合收割机的开发研制，国内许多企业已具备了条件和能力，在市场上小批量推广应用，如江苏无锡太湖、常发锋陵、沃得公司等。目前进口半喂入水稻收割机价格较贵，每台售价在23万元左右，根据目前南方农村经济状况和成本回收期限，在大范围内推广使用还有相当大难度。国产半喂入水稻收割机部分关键部件仍需进口，因而价格也很高，每台售价在15万元左右，而且其可靠性还不稳定，维修成本高，收割双季稻地区容易落粒的籼稻和杂交稻落地损失较大，农民接受程度较低。

1.2 背负式全喂入水稻联合收割机

背负式全喂入水稻联合收割机是将收获装置悬挂在拖拉机上作业，机动性较好，配套能力强，异地作业方便，在非收获季节可卸下收获装置进行其他机械化作业，拖拉机的综合利用率好，效率高。但这类机型在南方湿软的水田通过性差，特别在泥脚深的烂泥田无法作业，且不宜小块地作业，功率大、损失较大、纵向尺寸较大，主要机型有桂林系列等。总体来讲，这类机型南方市场应用非常少，目前在海南局部地区有较小的市场，属于过渡机型。

1.3 自走轮式全喂入水稻联合收割机

自走轮式全喂入水稻联合收割机由小麦联合收割机演变而来，一般由四轮专用底盘系统、操纵系统、割台装置、输送装置、脱粒分离装置、复脱装置、一次和二次清选装置、集粮装置等组成。这种机型特征主要是通过更换钉齿和杆齿滚筒实现稻麦兼收，具有机动灵活、效率高等优点，但故障率较高，可靠性不稳定。现在主要生产厂家有江苏沃得、福田雷沃、洛阳中收等公司，在苏北、安徽、湖北等部分稻麦区使用。自走式收割机机身较大，并不适合水稻地区的水田及小田块作业，因此，自走轮式全喂入水稻联合收割机大多用于北方水稻和小麦收割，很少用于南方水稻收割，南方地区市场需求量较小。

1.4 自走履带式全喂入水稻联合收割机

自走履带式联合收割机主要由履带行走装置、操纵系统、割台装置、输送装置、脱粒分离装置、清选装置和集谷装置等组成。自走履带式全喂入水稻联合收割机按脱粒分离机构布置方式的不同分为横置轴流和纵置轴流两种类型收割机。

1.4.1 横置轴流全喂入水稻联合收割机

横置轴流收割机的脱粒滚筒与割台平行，是南方目前普遍使用的水稻联合收割机。这类机型技术比较成熟，性能基本稳定，应用较广，主要用在我国南方湖南、广东、广西、江西等双季稻产区，代表机型有柳林 4LZ-2.0、沃得 4LZ-2.0、福田4LZ-1.8、广联4LZ-2.0等。横置轴流收割机由于结构上的空间所限，脱粒滚筒长度一般较短，脱粒分离能力受到一定限制，对潮湿作物和一些难脱品种作物适应性较差，速度稍快时还会出现跑粮现象，直接影响收割机的作业效率和工作性能。该机型收割机价格适中，一般每台约7万元，水田通过性基本正常，目前仍是南方双季稻区的主要机型。

1.4.2 纵置轴流全喂入水稻联合收割机

纵置轴流全喂入水稻联合收割机脱粒分离装置采用纵向布置方式，通过喂入口的螺旋喂入叶轮把作物导入脱粒装置，增大了脱粒长度和分离面积，能够在不增大机体体积的情况下提高生产率、脱净率和减少破碎率，较好地解决难脱品种的脱净率和破碎率矛盾的问题及跑粮现象[3]。

目前在国内使用的纵置轴流全喂入联合收割机主要有：福田 4LZ-3.5G、奇瑞 4LZ-2.5Z、沃得4LZ-2.5B、柳林4LZ-2.0B、广联4LZ-2.8等，国外品牌有日本的久保田4LZ-2.5（PRO688Q），这些品牌的纵置轴流收割机近二三年才进入南方市场销售和使用，价格每台在10万元左右，水田通过性好，性价比高，适合南方水稻大田块收割作业。

纵置轴流全喂入水稻联合收割机对高产、潮湿作物及一些难脱品种作物适应性好，解决了全喂入联合收割机对不同水稻品种的适应性问题，大幅提高了联合收割机的性能技术指标。2013年该机已成为南方地区新型主导机型，有较好的市场发展前景。

2 南方水稻收获机械技术存在的主要问题及发展趋势

2.1 南方水稻收获机械技术存在的主要问题

2.1.1 故障率高 适应性差

目前在南方使用的部分全喂入水稻联合收割机机型可靠性仍待提高，机器故障率居高不下，如行走系统的履带脱轨或断裂，变速箱转向齿轮和铜套磨损严重，作业堵塞、工作零部件易损坏甚至引起伤人的事故，生产厂家在制造收割机零部件生产精度和质量控制上有待进一步提高。有的厂家生产的收割机对高产、潮湿作物和一些难脱品种作物适应性较差，速度稍快时还会出现一些跑粮现象。

2.1.2 研发力度不够 收获质量不高

我国幅员辽阔，地形地貌千差万别，特别是南方，多山地、丘陵，如广东、广西等省，这些地方的大部分水田田块小、水稻成熟期又不一样，连片地少，因而小型机较实用。而目前对通用性强的小型水稻联合收割机研发力度不够，小型水稻联合收割机机型在结构上还没有较大突破，易出现故障影响作业速度，有的脱粒不净，有的分离不彻底，夹带和脱不净损失较大，收获的水稻清洁率达不到一次清选入库的要求，还需要再次清选才能达到标准。

2.1.3 收获机械发展缓慢 自主创新能力弱

我国收获机械制造业集中度低、功能单一，且同质化严重。同时，中小型低端产品产能过剩，造成恶性竞争，高技术含量的大、中型产品的开发和生产能力薄弱，持续发展的能力较差。其主要原因在于自主创新能力不足，缺乏技术推动力。

2.1.4 收获机械设计、制造技术手段低

水稻收获机械行业缺少对各类产品技术的应用机理、设计理论的研究，设计、制造技术手段落后。新产品开发周期长，产品可靠性考核仍以田间试验为主，严重制约了产品技术的发展。

柔性制造系统（FMS）/网络化制造系统、虚拟仿真制造技术、信息化管理等先进管理模式和技术手段没有得到应用普及，使得产品生产周期长、成本居高不下，产品质量不稳定，企业市场适应能力差。产品正式生产后问题，产品零部件加工工艺性问题、装配工艺性问题，不断出现，产品迟迟形不成量产。制造工艺和工艺装备落后，对先进的制造技术和装备转化应用能力弱，无法满足收获机械产品的可靠性和寿命的需要，收割机械故障多，维修成本高。

2.2 南方水稻收获机械产品与技术发展趋势

在国际和国内收获机械技术进步潮流的影响和加快发展现代农业新要求的推动下，我国南方水稻收获机械产业的发展领域、理念、目标、模式及重点等都呈现新的发展态势，水稻收获机械逐步由廉价，向性能优、功能多、质量高的方向转变。

2.2.1 半喂入机市场疲软 全喂入是主力机型

南方水稻收获机械市场需求仍趋旺盛，半喂入收割机市场疲软，全喂入仍是水稻收割机市场主力机型。随着农村经济条件的改善，南方水稻全程机械化作业的推广和购机补贴政策的拉动，近期水稻机仍将是市场需求的热点，南方水稻收获机械仍有很大的市场空间。

从近几年的市场发展来看，半喂收割机因售价和三包服务费用高，成本回收期长，较多成熟用户转购全喂入机型，半喂入销售锐减。目前履带式全喂入水稻收割机的可靠性大大提高，南方水稻联合收割机仍然以全喂入履带式收割机为主，特别是纵置轴流收割机对作物品种的适应好、损失率低、湿脱性能好、性价比高，将逐渐成为水稻收割机市场的主力机型。

2.2.2 全喂入机市场的区域需求和功能需求趋于多样化

由于南方水稻机种植区域条件、农艺条件、作物特性和作业季节的差异性较大，需求也呈现区域化特征。湖北、安徽、湖南双季稻和稻麦轮作区除了提高水稻收获功能之外，对兼收小麦、油菜等作物的功能需求越来越强，江苏、安徽、湖北等地区对茎秆处理的要求越来越高，安装茎秆切碎及抛洒装置或二次割刀成为该区域普遍需求，广东、广西、海南部分深泥脚、小地块的区域需要割幅小、接地比压力小的水稻收割机。

2.2.3 收割机械更新加快 产品向高性价比方向发展。

近两年有一大批收割机用户存在“逐新”倾向，

即他们追逐新收割机使用，在这个群体中，收割机的使用年限一般在2～3年，收回成本后即转手，马上购买新机。这种快速更新拉动市场需求。在水稻跨区作业、专业组织兴起的拉动下，纵置轴流大喂入量水稻收割机需求继续增长，同时也改变了我国收割机市场的需求结构，加速了市场更新的脚步。

水稻机市场已趋于成熟，低性能、低价格的产品正逐步被市场淘汰，性价比成为水稻机用户的主要关注点，产品的品牌、功能、性能、适应性、可靠性、价格、服务等综合因素已成为购机户的综合考虑指标，提高收益率是用户的最终目的，高性价比收割机将成为市场的主导产品。

2.2.4 从传统小喂入量产品向中型化、高效率发展

近几年，南方大、中型自走式联合收割机的需求发展迅速，一方面显示了用户已不满足长期应用的1.5 kg/s左右喂入量机型，转而追求效率更高，使用收益更好的产品；另一方面受土地流转和集约化经营发展趋势影响，大喂入量收割机更能满足规模化作业的需要。而且大、中型喂入量的机型国家农机购置补贴额较高，南方地区大部分农机专业户需求向2.0～4.0 kg/s大、中型喂入量机型发展。

2.2.5 向复合性、多功能发展

由于市场需求多样化，水稻收获机械产品和技术开始向复合性、多功能发展。目前南方水稻收获机械绝大多数用户购机时以生产经营，使用收益率的提高是用户追求的目标，多种收获功能的机型成为用户的首选。带有兼收水稻、油菜、大豆等功能的水稻联合收割机机型越来越受到用户的青睐。

2.2.6 由单一机械技术向机电液一体化方向发展

水稻收割机机械技术开始由单一机械技术向机电液一体化技术的综合运用方向发展。随着经济的发展和文化素质的提高，用户对智能化收获机需求增加，采用HST液压底盘行走装置、割台等液压升降装置、自动卸粮装置、自动监控和防堵塞装置等机电一体化综合技术的智能化水稻收获机械将取代以机械技术为主的收获机械，机电液等自动化技术广泛应用，将改善驾驶员工作条件和使用安全性，机器操纵和调节将更加灵活、快捷、方便。

[1]王飙，刘峰，李云伍.我国水稻收割机的发展现状和发展方向[J].农机化研究，2013（10） : 226-229.

[2]邓玲黎，李耀明.我国水稻收获机械化的现状及发展趋势[J].农机化研究，2001（2）:4-6+25.

[3]杨宝善,曹建敏，李雪颖.水稻收获机械化的技术现状及发展趋势[J].农机化研究，2007（7）: 227-228.