提質增效 玉米聯合收獲走向智能高端之路

本刊記者|楊陽

提質增效 玉米聯合收獲走向智能高端之路

本刊記者|楊陽

中國農業機械化科學研究院院長王博認為，要以國家重點研發計劃項目“玉米聯合收獲技術與智能裝備研發”實施為引導，推進以玉米聯合收獲機等為代表的農機裝備向高端化發展，支撐農機裝備制造強國和高質量的全程全面農業機械化發展。

1492年，哥倫布踏上美洲的一個島嶼，“發現了一種名叫麥茲的奇異谷物。它甘美可口，焙干，可以做粉”。1499年，哥倫布把這種谷物帶回了西班牙，隨著世界航海業的發展，這種谷物逐漸傳至世界各地。這種“奇異谷物”就是玉米。

玉米目前已成為我國第一大糧食作物。隨著我國農業結構的調整、勞動力轉移、土地流轉，農業經營規模變大，玉米的種植總面積雖然并未增加，但其總種植面積規模已為機械化、智能化提供了基礎。隨著我國農業結構調整，玉米收獲機的供給側發生了變化，玉米收獲向著大型高效低損收獲、信息化、智能化方向發展。

中國農業機械化科學研究院院長王博認為，智能農機裝備是國際農業及裝備產業技術競爭的焦點。王院長說：“當前，轉變農業發展方式，發展中國特色新型農業現代化，發揮科技創新在供給側結構性改革中的基礎、關鍵和引領作用，給農業裝備產業技術創新及轉型升級帶來了新機遇，提出了新要求，要堅持創新驅動，不斷深化產學研對接與合作，推進創新資源聚集共享與聯合協同攻關，不斷提高以智能化、信息化為核心先進農機裝備技術供給的質量和效率，要以國家重點研發計劃項目‘玉米聯合收獲技術與智能裝備研發’（以下簡稱項目）實施為引導，推進以玉米聯合收獲機等為代表的農機裝備向高端化發展，支撐農機裝備制造強國和高質量的全程全面農業機械化發展。”

聚焦：高含水率 發展智能

根據玉米籽粒的含水率，收獲玉米的工藝有所不同。玉米收獲工藝主要有2種，一種是收獲玉米果穗。俄羅斯、烏克蘭和東歐一些國家收獲玉米時的籽粒含水率較高，普遍采用此工藝，鮮食玉米和玉米種穗收獲也采用此工藝。

另一種是玉米籽粒直收工藝。美國、德國等發達國家收獲玉米時籽粒含水率較低，普遍采用此工藝，在谷物聯收獲機上換裝玉米摘穗割臺，實現玉米籽粒直收。

發達國家玉米收獲技術與產品已日臻成熟，收獲時的籽粒含水率較低，采用直收籽粒工藝，向著高效智能化的方向發展。

我國玉米機收率為55%。大部分地區玉米收獲時的籽粒含水率在25%到40%。目前，我國玉米收獲方式以果穗收獲為主，籽粒直收工藝僅在東北、西北局部地區采用，但存在籽粒破損嚴重的問題。我國在高含水率玉米籽粒收獲、玉米穗籽兼收、鮮食玉米收獲、種穗玉米收獲等方面技術不成熟，智能控制技術尚屬空白。

近年來，我國在大型谷物聯合收割機上換裝玉米收割臺進行玉米籽粒直收試驗研究，在單縱、雙縱軸流脫粒分離技術方面取得了進展，在玉米籽粒含水率低于25%的條件下，實現直收玉米籽粒，性能基本符合國家標準要求。但在收獲含水率大于25%的玉米時，籽粒的破碎率嚴重超標，無法滿足實際需求，急需研發高含水率玉米籽粒收獲機。

我國種植的鮮食玉米、種穗玉米大多采用經改造后的糧食玉米聯合收獲機收獲，可靠性差、果穗損失率高、種子損傷嚴重，推廣困難。一些科研單位與企業開展了穗莖兼收、鮮食玉米果穗收獲、種穗玉米收獲技術的研究，取得了一定的進展，但技術尚不成熟。

針對我國高含水率玉米收獲的現狀，滿足我國玉米收獲的實際需求，由中國農業機械化科學院主持，中國農業大學、中聯重機股份有限公司等單位參與，開展“玉米聯合收獲技術與智能裝備研發”項目研究，將目光聚集高含水率玉米收獲等問題，意在縮短與發達國家差距，提高我國玉米收獲機械化、智能化水平。

創新：滿足需要 引領發展

中國農機工業協會會長陳志說道：“我國玉米收獲機械經歷近幾年的快速進步，正向高端化、全覆蓋、系列化發展。項目實施要抓住機械化與信息化、智能化深度融合發展的大方向，重點圍繞減損提質、智能控制、高效收獲等關鍵問題，創新突破玉米籽粒收獲、玉米穗莖收獲、鮮食玉米聯合收獲、玉米種穗收獲等核心關鍵技術及智能化裝備，提升我國玉米收獲機械技術及產品水平，不斷滿足玉米全程全面機械化生產的需要。”

以創新為驅動力，滿足我國高含水率玉米收獲的實際需求，引領我國玉米收獲機械快速、高效發展，項目將取得突破創新。

項目將通過研究高含水率玉米籽粒低損傷和低破碎脫粒機理，研制新型脫粒元件、優化凹板分離面積，將玉米籽粒破碎作為控制目標，建立自適應智能調控策略，通過集成在線傳感單元和模塊化調控裝，自適應調控滾筒轉速，集成研制高效單縱軸流和雙縱軸流脫粒裝置，實現高含水率玉米低損脫粒。

效益：提高效率 造福農民

為了解決實際生產需求，貼合我國玉米收獲實際情況，項目將開展玉米收獲智能控制技術研究，開發高含水率單縱、雙縱軸流玉米籽粒收獲機，玉米穗莖聯合收獲機，鮮食玉米和種穗玉米聯合收獲機等高效智能玉米收獲裝備，構建適合于我國的玉米機械化收獲體系，將顯著提高玉米收獲作業質量，降低收獲勞動強度，增加玉米種植農戶的經濟收入，引導農民擴大種植面積，提升行業和產業整體水平，促進種植區域農業生產結構調整升級。研發的高效智能玉米收獲裝備將使農機生產廠家產品多元化，為企業創造新的宂長點，提高相關企業經濟效益。

由于玉米收獲模式多樣，作業環境復雜，目前玉米收獲作業質量參數還沒有可靠的檢測方法，通過項目研究，突破玉米籽粒破碎、摘穗損失、剝皮損失等玉米收獲作業質量檢測技術，整體提升我國收獲裝備的自主技術水平，使我國收獲機械在相關技術領域處于世界先進地位。

項目系列產品的推廣與應用，將大大提島玉米機械化收獲水平、增加農民收入和 降低環境污染，具有極大的社會效益。

經初步推算，如能推廣，將形成年產量1萬臺規模，按每臺平均價格利55萬元（利潤率20%）計算，該系列產品可實現銷售收入55億元，利潤11億元，經濟效益可觀。同時，玉米莖穗聯合收獲機還可每畝增收節支可達255.5元，如果按照2014年我國玉米播種面積3707.6萬公頃中有10%的地域采用這種新技術計算，每年增收多達142.1億元。

同時，項目的實施，將為參加項目的各單位培養高素質的農業工程專業人才，成為教師科研教學的重要平臺。依托項目開展，各參與單位的研究、生產隊伍將得到明顯加強，進一步提高學術隊伍的整體素質和水平，教師中博士比例達到70%，學緣結構優良，培養國內知名、國際上有一定影響的學者2到3名。在高層次人才培養方面，項目具備每年接納30名碩士生，5名博士生的能力。