悬挂式玉米收获机研究现状及必要性分析

刘琳　高占文　赵大为

摘要：详细介绍悬挂式玉米收获机械化技术及机具的国内外发展历程及研制现状，根据粮食安全及玉米生产的实际情况，探讨研发此技术及机具的重要性及可行性，为提高我国玉米收获机械化水平提供理论参考。

关键词：悬挂式玉米收获机；机械化收获；粮食安全；可行性

中图分类号：S225.5+1 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）11-0060-03

玉米收获是玉米种植过程中的关键环节。玉米收获季节性强、劳动强度高、作业量大。玉米机械化收获技术在美国等先进国家早已经普及，而我国大部分地区依然采用人工收获方式。加快发展玉米收获作业机械化，对提高作业效率、减轻劳动生产强度、有效解决收获季节雇工难题、确保玉米实现适时收获、实现玉米生产增产增收具有重要的现实意义。

从20世纪60年代开始，我国的玉米收获机械及摘穗机构研制经历了3次高潮。目前，国内的玉米收获机主要有单行玉米收获机、多行悬挂式（或牵引式）玉米收获机、多行自走式玉米收获机、穗茎兼收型玉米收获机等。悬挂式玉米收获机具有良好的配套性，一次性投入相对较少，且适应我国目前的土地经营规模。随着引进示范和改进完善的不断深入，悬挂式玉米收获机逐渐被人们认可，尽管其还存在着需要完善之处，但此项技术的应用已是大势所趋。

1 悬挂式玉米收获机国内外研究现状

1.1 国外

从世界上第一台玉米联合收获机问世，至今已走过了85 a的历程。美国、德国、意大利和法国等发达国家，从20世纪70年代就基本实现了玉米机械化收获。由于这些国家的种植方式多为一年一季，收获时玉米籽粒的含水率很低，因此大多采用玉米摘穗并直接脱粒的收获方式。美国的John Deere公司、Case公司，以及德国的Mengle公司、Klass公司、道依茨公司生产的玉米联合收获机，都是在小麦联合收获机上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米联合收获。

1.2 国内

我国玉米的机械化收获起步较晚、水平较低。从20世纪50年代开始研究玉米收获机械化，引进前苏联的牵引式玉米联合收获机，在黑龙江省赵光县进行试制生产。此后，从乌克兰引进了玉米青贮机和多行收获机，由于机型不适应，没有大面积推广应用。20世纪80年代初期，我国相继引进了一些国外机型，如美国Case公司的联合收获机换装玉米割台，一次可完成玉米摘穗、脱粒和清选作业。我国北方玉米产区为一年两茬轮作种植区，玉米收获时籽粒含水率高达35%以上，若采用直接脱粒方式收获，籽粒破碎率较大。而且这种直接脱粒的收获方式也不利于玉米后熟，易导致产量降低。同期，我国还引进了前苏联的KCKY—6型玉米收获机，为乌克兰赫尔松康拜因联合收获机制造公司生产。这种收获机可以进行摘穗—青贮联合作业，实现穗茎兼收。它采用对行作业，设计收获行距700 mm，而我国的玉米种植行距多为500 mm，制约了机具的使用；同时，它的秸秆切割方式为无支撑切割，使得作业后的留茬高度高且参差不齐；由于喂入杂乱造成切碎后的茎秆长短不一、饲料斜茬率高，使得饲料利用率很低；这种机型宽度达4.5 m，机体庞大，价格昂贵，不适应我国农村广大地区的田间道路情况及经济发展水平。

我国的玉米收获机研制经历了3个阶段。第一阶段始于20世纪60年代，几乎没有定型产品。第二次高潮出现在20世纪80年代后期，共有近50家企业和科研单位参与其中，研究开发的重点是解决高湿玉米（籽粒含水率高达35%以上）的收获问题，针对当时农村经济发展状况和经营规模，研制成功了60多种机型，归纳起来主要有以下几种机型：1） 摘穗辊式单行玉米收获机。代表机型有4YZF-1型、4Y-118型等，该类型的收获机大多为披挂式，配套动力为11～14.7 kW小四轮拖拉机；均采用摘穗辊式摘穗机构，置于拖拉机右侧，一次可以完成玉米的摘穗、集箱和秸秆粉碎等作业。该类型收获机结构简单、可靠性比较高、价格低廉，但由于采用摘穗辊式摘穗机构，破碎率较高，难以满足用户要求。同时，由于拖拉机动力不足、效率低、重复碾压地表严重，现已停止生产。2） 多行悬挂式或牵引式玉米收获机。该机与36.8～48 kW的大中型轮式拖拉机配套，大部分机型采用辊式摘穗机构，也有部分机型采用板式摘穗机构，可一次完成多行玉米的摘穗、果穗集箱、秸秆粉碎处理作业，部分机具还具有剥皮功能。多行牵引式玉米收获机的代表机型是丰收-2型，由于该机型机组过长，作业前需人工开道，不适应小地块作业，已很少生产使用。多行悬挂式玉米收获机代表机型有天津富康公司生产的4YW-Q型、山东玉丰和国丰机械厂生产的4YW-2型、北京金乐公司生产的4YW-3型等。3） 多行自走式玉米联合收获机。该型号的机具大多采用板式摘穗机构，具有籽粒损失小、剥皮效果好、动力匹配合理、机动灵活等优点，适应性和可靠性较强，可一次完成多行玉米的摘穗、剥皮、果穗集箱、秸秆粉碎处理作业。主要代表机型有藁城联合收获机厂生产的4YZ-2型、邯郸正和机械厂生产的4YJL-3型、山西信联公司生产的4YZ-2型等。但这类收获机结构复杂，制造难度大，成本高，售价均在10万元以上。机具结构复杂，需要的专用设备、工艺装备较多，许多关键部件制造精度难以保证，造成机具可靠性不高。

2 悬挂式玉米收获机研发必要性分析

玉米是我国三大粮食作物之一，占全国粮食种植面积20%以上。但玉米收获机械化水平却不到5%，远低于小麦机收水平，已成为阻碍我国农业机械化综合水平进一步提高的主要因素。近年来，各地政府纷纷出台支持玉米机收的优惠政策，鼓励农民购置玉米收获机，引导和推动作用已经显现。日前，国内玉米收获机的市场正逐步形成，并将呈快速扩大之势。

随着人民生活水平的不断提高，降低农民劳动强度、提高生产率、增加农民收入，成为我国农业发展的必然趋势。但我国农业生产手段还很落后，与国际现代化生产模式有很大差距，采用先进的机械化作业代替繁重的手工劳动是一项长期的任务。近年来，玉米收获机械市场需求急剧扩大，受政府补贴惠农政策和配套动力保有量提高等因素驱动，玉米收获机械的需求量不断增加，经济适用的小型悬挂式玉米收获机械前景广阔。

此外，粮食安全问题将贯穿国民经济发展的各个时期。当前，党中央、国务院对解决粮食安全问题愈加重视。从长远看，粮食安全的关键是饲料粮，而玉米是非常重要的优质饲料粮。人民生活水平的提高、饮食结构的变化，必将促进农业产业结构的进一步调整，加快畜牧业的发展，从而需要更多的优质玉米。玉米种植面积的不断提高，是玉米收获机械化发展的客观需要。

玉米收获机械不仅可以摘取果穗，还可以将玉米秸秆粉碎还田，从而减少秸秆焚烧造成的环境污染，起到增加土壤有机质含量、培肥地力的作用。随着玉米收获机械化水平的提高，解决主要农作物生产过程中的难点问题，对提高农业机械化整体水平有着重要的作用。这一问题的解决，将促进土地合理流转，有利于农业规模经营的形成和发展。另外，还可以利用我国玉米种植范围广的有利条件，组织农民机手进行跨区作业，增加机械作业收入，形成更为广阔的跨区机收市场。

人工收获玉米劳动强度大，时常出现劳动力短缺的现象，影响农民种粮积极性。根据国家建设小康社会的总体目标，将农村劳动力向城镇转移，必将加剧农村劳动力短缺的情况。解决上述问题，必须依靠农业机械化水平的提高。因此，必须大力发展玉米收获机械化技术，开发经济适用的小型悬挂式玉米收获机。

3 悬挂式玉米收获机研发趋势

悬挂式玉米收获机的发展，将以适用性强、可靠性高为主攻方向，进一步扩大机具的行距适应范围，提高跨地区作业的行距适应性。各生产和科研单位研制开发悬挂式玉米联合收获机时，将更加注重机具生产成本，最大限度地降低产品售价，以适应我国农村经济状况。另外，机具与配套动力的挂接方便性、配套通用性、匹配合理性等，也将成为适应市场需求的重要因素。

近年来，围绕悬挂式玉米机收技术难题，有关研究机构开展了技术创新研发，解决了悬挂式玉米收获机必须对行收获的难题，并取得了多项技术成果。通过开展机具试验示范，探索出不同的玉米收获机械化技术模式，培养了一批玉米收获机械化技术研究人才，为悬挂式玉米收获机的研发奠定了技术基础。