水稻收获机基本类型与发展趋势

刘春生

(木兰县农业机械总站，黑龙江 木兰 151900)

0 引言

我国水稻常年种植总面积在3 000万hm2左右，占世界水稻种植总面积的20%[1-3]，因此，水稻产业在我国农业生产中占据重要地位，同时也是我国粮食产业的重要组成部分。全面提升水稻机械化水平是实现我国农业现代化发展的重要工作方向。水稻生产直接关系到我国粮食综合生产能力，对于保障我国粮食安全，实现农业增效和农民增收具有重要意义，同时也是全面提升我国农业机械化水平的基础条件之一[4-5]。

水稻收获是水稻生产环节中劳动量最大的作业环节，但是目前我国水稻收获机械化水平较低，因此，迫切需要提升水稻收获机工作效率。水稻收获机工作效率提升与自主创新能力发展是一项系统工程，集农机技术、农艺技术、电子信息技术、计算机技术和管理工程技术于一体[6]。

1 水稻机械化收获技术

1.1 收获要求

水稻收获机械主要包括水稻收割、脱粒和清选等作业工序。对水稻收获机的基本要求主要包括以下几个方面。1)收获及时。水稻收获时期较短，劳动强度大，劳动力紧张，因此要求水稻收获机作业效率高。2)收获质量高。水稻收获作业要求谷物收获损失小，破碎少，含杂率低。3)水稻收获机适应性好。要做到一机多用，可以收获多种作物，并且适应不同的自然条件与栽培制度[7]。

1.2 收获方式

水稻收获主要包括作物收割、打捆、运输、堆垛、脱粒、分离和清选等作业工序。由于受到自然条件、种植模式和经济结构的限制，其收获工艺各不相同。目前，我国水稻收获方式主要包括分段收获法、联合收获法和分段联合收获法。主要技术特点如表1所示。

表1 不同水稻收获方式技术特点

水稻收获机械种类较多，根据不同水稻收获用途与作业工序，可以分为收割机、脱粒机和联合收割机三种类型。水稻收割机可以分为条放式收割机、堆放式收割机、割晒机和割捆机，水稻脱粒机械主要分为半喂入式脱粒机和全喂入式脱粒机。联合收获机分类方式较多：按照动力方式划分，可以分为配套式水稻联合收获机和自走式水稻联合收获机；按照配套方式可以分为牵引式、全悬挂式、半悬挂式和通用底盘式、自走式；按照行走方式可以分为轮式和履带式；按照喂入方式可以分为全喂入式、半喂入式和割前脱粒式。目前，应用最为广泛的水稻联合收获机主要为履带自走全喂入式联合收割机、轮式自走全喂入式联合收割机。进行水稻收获时，根据不同的收获工艺采用不同的机具，这些机具构成了水稻收获系统(图1)。

图1 水稻机械化收获系统

2 水稻收割机

水稻收割机用于分段收获中，是将提前收割好的水稻放在田间晾晒3～5 d，然后使用脱粒机进行脱粒。目前常见的水稻收割机类型与特点如表2所示。

表2 水稻收割机常见类型与特点

水稻收割机主要与小四轮拖拉机和手扶拖拉机配套使用。收割机主要由机架、传动装置、分禾器、切割系统、输送装置和控制系统等组成。水稻收割机进行田间作业时，分禾器首先插入水稻作物中，设定切割区域，然后由拨禾轮将切割作物拨向切割器进行切割。被割下的谷物在拨禾轮禾压簧的作用下被强制保持直立状态，然后由输送装置输送至另一侧，谷物茎秆根部首先着地，最后成条铺放在田间。

3 全喂入式水稻联合收割机

全喂入式联合收割机对湿软地块具有良好通过性，主要以中型、小型机型为主，底盘为专用底盘，整机质量一般小于2.5 t左右，行走装置采用履带式，一般能够适应泥脚深度小于100 mm的地块。脱粒滚筒大多数采用杆齿式结构，能够同时适应水稻和小麦的收获作业。但是受到全喂入式工艺的限制，目前水稻收获率较低。

4 半喂入式水稻联合收割机

半喂入式联合收割机体积小，重量轻，结构较为紧凑，在进行水稻收获时，收获质量和收获效率较高，具有较强的通用性和适用性。该机型不仅适用于田间大地块的水稻收获作业，还适用于丘陵地区小地块作业。目前，主要以履带自走式半喂入式联合收割机为主。

履带自走式半喂入式联合收割机主要由割台装置、中间输送装置、脱粒装置、分离清选装置等组成。进行田间作业时，拨禾器首先插入作物中，将作物扶起后由切割装置进行切割，切割后的作物由输送装置夹持输送，作物穗头被脱粒主滚筒沿轴向运动进行脱粒，水稻穗头不断受到滚筒弓齿的梳刷和冲击实现谷物脱粒。

5 水稻收获机械发展趋势

5.1 经济适用

目前，全喂入式水稻收割机结构较为复杂，国内外价格偏高，普通农户无法接受。因此，未来应努力研发结构简单、工作效率高的水稻收割机，同时，企业可以提供专业水稻收割服务或者机器租赁服务；另一方面，政府应该进行相关引导与组织，尤其是在农忙时节引导水稻收割机进行跨区作业，全面带动水稻机械化收获技术发展。

5.2 核心技术攻关

水稻收割机各个零部件的质量与工作性能直接影响整机的工作效率，因此，相关企业、科研院校等要组织技术力量，攻关水稻收割机核心技术面临的难题，尤其是发动机、脱粒装置和清选装置等核心部件，实现对现有水稻收割机机型的不断优化与升级。

5.3 水稻收获机械小型化、模块化设计

由于我国不同地区水稻种植模式与田间地理环境不同，因此，水稻收割机难以完全适应不同地区的水稻收获要求。模块化设计是建立功能可选模块的设计思想，可以根据不同的水稻收获需求快速制定出相应的水稻收割机设计方案；另一方面，由于我国南方地区主要以丘陵和梯田为主，限制了大型收割机作业，因此，应加强丘陵、梯田适用的小型水稻收割机的研制。

6 结论

近年来，随着我国农业机械综合水平的不断进步，水稻收获技术得到了快速提升，但是与发达国家仍然存在较大的差距。本研究系统论述我国水稻收获机械发展现状与主要类型，针对目前水稻收割机存在的问题，提出未来我国水稻收割机的主要发展方向与研究趋势，对于实现我国水稻收获机械化、智能化、现代化发展提供技术参考与借鉴。