懸掛式玉米收獲機研究現狀及必要性分析

劉琳　高占文　趙大為

摘要：詳細介紹懸掛式玉米收獲機械化技術及機具的國內外發展歷程及研制現狀，根據糧食安全及玉米生產的實際情況，探討研發此技術及機具的重要性及可行性，為提高我國玉米收獲機械化水平提供理論參考。

關鍵詞：懸掛式玉米收獲機；機械化收獲；糧食安全；可行性

中圖分類號：S225.5+1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）11-0060-03

玉米收獲是玉米種植過程中的關鍵環節。玉米收獲季節性強、勞動強度高、作業量大。玉米機械化收獲技術在美國等先進國家早已經普及，而我國大部分地區依然采用人工收獲方式。加快發展玉米收獲作業機械化，對提高作業效率、減輕勞動生產強度、有效解決收獲季節雇工難題、確保玉米實現適時收獲、實現玉米生產增產增收具有重要的現實意義。

從20世紀60年代開始，我國的玉米收獲機械及摘穗機構研制經歷了3次高潮。目前，國內的玉米收獲機主要有單行玉米收獲機、多行懸掛式（或牽引式）玉米收獲機、多行自走式玉米收獲機、穗莖兼收型玉米收獲機等。懸掛式玉米收獲機具有良好的配套性，一次性投入相對較少，且適應我國目前的土地經營規模。隨著引進示范和改進完善的不斷深入，懸掛式玉米收獲機逐漸被人們認可，盡管其還存在著需要完善之處，但此項技術的應用已是大勢所趨。

1 懸掛式玉米收獲機國內外研究現狀

1.1 國外

從世界上第一臺玉米聯合收獲機問世，至今已走過了85 a的歷程。美國、德國、意大利和法國等發達國家，從20世紀70年代就基本實現了玉米機械化收獲。由于這些國家的種植方式多為一年一季，收獲時玉米籽粒的含水率很低，因此大多采用玉米摘穗并直接脫粒的收獲方式。美國的John Deere公司、Case公司，以及德國的Mengle公司、Klass公司、道依茨公司生產的玉米聯合收獲機，都是在小麥聯合收獲機上換裝玉米割臺，并通過調節脫粒滾筒的轉速和脫粒間隙進行玉米聯合收獲。

1.2 國內

我國玉米的機械化收獲起步較晚、水平較低。從20世紀50年代開始研究玉米收獲機械化，引進前蘇聯的牽引式玉米聯合收獲機，在黑龍江省趙光縣進行試制生產。此后，從烏克蘭引進了玉米青貯機和多行收獲機，由于機型不適應，沒有大面積推廣應用。20世紀80年代初期，我國相繼引進了一些國外機型，如美國Case公司的聯合收獲機換裝玉米割臺，一次可完成玉米摘穗、脫粒和清選作業。我國北方玉米產區為一年兩茬輪作種植區，玉米收獲時籽粒含水率高達35%以上，若采用直接脫粒方式收獲，籽粒破碎率較大。而且這種直接脫粒的收獲方式也不利于玉米后熟，易導致產量降低。同期，我國還引進了前蘇聯的KCKY—6型玉米收獲機，為烏克蘭赫爾松康拜因聯合收獲機制造公司生產。這種收獲機可以進行摘穗—青貯聯合作業，實現穗莖兼收。它采用對行作業，設計收獲行距700 mm，而我國的玉米種植行距多為500 mm，制約了機具的使用；同時，它的秸稈切割方式為無支撐切割，使得作業后的留茬高度高且參差不齊；由于喂入雜亂造成切碎后的莖稈長短不一、飼料斜茬率高，使得飼料利用率很低；這種機型寬度達4.5 m，機體龐大，價格昂貴，不適應我國農村廣大地區的田間道路情況及經濟發展水平。

我國的玉米收獲機研制經歷了3個階段。第一階段始于20世紀60年代，幾乎沒有定型產品。第二次高潮出現在20世紀80年代后期，共有近50家企業和科研單位參與其中，研究開發的重點是解決高濕玉米（籽粒含水率高達35%以上）的收獲問題，針對當時農村經濟發展狀況和經營規模，研制成功了60多種機型，歸納起來主要有以下幾種機型：1） 摘穗輥式單行玉米收獲機。代表機型有4YZF-1型、4Y-118型等，該類型的收獲機大多為披掛式，配套動力為11～14.7 kW小四輪拖拉機；均采用摘穗輥式摘穗機構，置于拖拉機右側，一次可以完成玉米的摘穗、集箱和秸稈粉碎等作業。該類型收獲機結構簡單、可靠性比較高、價格低廉，但由于采用摘穗輥式摘穗機構，破碎率較高，難以滿足用戶要求。同時，由于拖拉機動力不足、效率低、重復碾壓地表嚴重，現已停止生產。2） 多行懸掛式或牽引式玉米收獲機。該機與36.8～48 kW的大中型輪式拖拉機配套，大部分機型采用輥式摘穗機構，也有部分機型采用板式摘穗機構，可一次完成多行玉米的摘穗、果穗集箱、秸稈粉碎處理作業，部分機具還具有剝皮功能。多行牽引式玉米收獲機的代表機型是豐收-2型，由于該機型機組過長，作業前需人工開道，不適應小地塊作業，已很少生產使用。多行懸掛式玉米收獲機代表機型有天津富康公司生產的4YW-Q型、山東玉豐和國豐機械廠生產的4YW-2型、北京金樂公司生產的4YW-3型等。3） 多行自走式玉米聯合收獲機。該型號的機具大多采用板式摘穗機構，具有籽粒損失小、剝皮效果好、動力匹配合理、機動靈活等優點，適應性和可靠性較強，可一次完成多行玉米的摘穗、剝皮、果穗集箱、秸稈粉碎處理作業。主要代表機型有藁城聯合收獲機廠生產的4YZ-2型、邯鄲正和機械廠生產的4YJL-3型、山西信聯公司生產的4YZ-2型等。但這類收獲機結構復雜，制造難度大，成本高，售價均在10萬元以上。機具結構復雜，需要的專用設備、工藝裝備較多，許多關鍵部件制造精度難以保證，造成機具可靠性不高。

2 懸掛式玉米收獲機研發必要性分析

玉米是我國三大糧食作物之一，占全國糧食種植面積20%以上。但玉米收獲機械化水平卻不到5%，遠低于小麥機收水平，已成為阻礙我國農業機械化綜合水平進一步提高的主要因素。近年來，各地政府紛紛出臺支持玉米機收的優惠政策，鼓勵農民購置玉米收獲機，引導和推動作用已經顯現。日前，國內玉米收獲機的市場正逐步形成，并將呈快速擴大之勢。

隨著人民生活水平的不斷提高，降低農民勞動強度、提高生產率、增加農民收入，成為我國農業發展的必然趨勢。但我國農業生產手段還很落后，與國際現代化生產模式有很大差距，采用先進的機械化作業代替繁重的手工勞動是一項長期的任務。近年來，玉米收獲機械市場需求急劇擴大，受政府補貼惠農政策和配套動力保有量提高等因素驅動，玉米收獲機械的需求量不斷增加，經濟適用的小型懸掛式玉米收獲機械前景廣闊。

此外，糧食安全問題將貫穿國民經濟發展的各個時期。當前，黨中央、國務院對解決糧食安全問題愈加重視。從長遠看，糧食安全的關鍵是飼料糧，而玉米是非常重要的優質飼料糧。人民生活水平的提高、飲食結構的變化，必將促進農業產業結構的進一步調整，加快畜牧業的發展，從而需要更多的優質玉米。玉米種植面積的不斷提高，是玉米收獲機械化發展的客觀需要。

玉米收獲機械不僅可以摘取果穗，還可以將玉米秸稈粉碎還田，從而減少秸稈焚燒造成的環境污染，起到增加土壤有機質含量、培肥地力的作用。隨著玉米收獲機械化水平的提高，解決主要農作物生產過程中的難點問題，對提高農業機械化整體水平有著重要的作用。這一問題的解決，將促進土地合理流轉，有利于農業規模經營的形成和發展。另外，還可以利用我國玉米種植范圍廣的有利條件，組織農民機手進行跨區作業，增加機械作業收入，形成更為廣闊的跨區機收市場。

人工收獲玉米勞動強度大，時常出現勞動力短缺的現象，影響農民種糧積極性。根據國家建設小康社會的總體目標，將農村勞動力向城鎮轉移，必將加劇農村勞動力短缺的情況。解決上述問題，必須依靠農業機械化水平的提高。因此，必須大力發展玉米收獲機械化技術，開發經濟適用的小型懸掛式玉米收獲機。

3 懸掛式玉米收獲機研發趨勢

懸掛式玉米收獲機的發展，將以適用性強、可靠性高為主攻方向，進一步擴大機具的行距適應范圍，提高跨地區作業的行距適應性。各生產和科研單位研制開發懸掛式玉米聯合收獲機時，將更加注重機具生產成本，最大限度地降低產品售價，以適應我國農村經濟狀況。另外，機具與配套動力的掛接方便性、配套通用性、匹配合理性等，也將成為適應市場需求的重要因素。

近年來，圍繞懸掛式玉米機收技術難題，有關研究機構開展了技術創新研發，解決了懸掛式玉米收獲機必須對行收獲的難題，并取得了多項技術成果。通過開展機具試驗示范，探索出不同的玉米收獲機械化技術模式，培養了一批玉米收獲機械化技術研究人才，為懸掛式玉米收獲機的研發奠定了技術基礎。