飼用苧麻機械化收獲發展現狀·問題·對策建議

劉佳杰 馬蘭 周韋

摘要 近年來，飼用苧麻產業快速發展，收獲難的問題成為制約其發展的瓶頸。在分析當前飼用苧麻機械化收獲發展現狀的基礎上，指出了當前存在的主要問題，并提出了相應的對策措施。

關鍵詞 飼用苧麻；機械化收獲；現狀分析；對策措施

中圖分類號 S225 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）18-0173-03

Abstract As the industrial development of feedingramie silage，harvesting difficulties have become the bottleneck restraining its development of feedingramie silage.On the basis of analyzing the present situation，the main existent problems were pointed out，and the future development countermeasures on the feedingramie silage harvest were also proposed.

Key words Feedingramie；Mechanical harvest；Situation analysis；Countermeasures

近年來，我國畜牧業快速發展，飼料原料缺口持續加大。2015年我國畜牧業產值占農業總產值比重由2010年的30%上升為36%[1-2]。據全國飼料工業辦公室估算，到 2020 年我國所需的能量飼料和蛋白質飼料均有較大缺口，其中蛋白質飼料缺口達4 800萬t[3-4]。蛋白飼料短缺、飼料用糧的持續增加對我國人口口糧安全及畜牧業的發展構成巨大威脅。青貯飼料是一種優質的飼料資源，對我國飼料原料的短缺是一個很好的補充，它具有口感好、易消化、營養豐富、耐儲藏等優點，對于減少大豆、玉米和小麥等飼料糧用量，發展節糧型畜牧業，促進種植業和養殖業良性循環發展具有重要意義。

苧麻屬于蕁麻科苧麻屬，是多年生草本植物，俗稱“中國草”，是我國傳統特色經濟作物，在我國長江流域及以南地區廣泛種植。我國是世界上最大的苧麻生產國，種植面積和總產量均占世界的90%以上[5-6]。飼用苧麻是專門選育出來的飼草苧麻品種，其生物產量高，每年可收割 8～10 次，可產鮮莖葉達150 000 kg/hm2，相當于18 t 干料[7-10]。苧麻含有蛋白質、賴氨酸、類胡蘿卜素、核黃素和鈣等營養物質，是一種非常理想的植物蛋白質的飼料作物，其營養成分高于其他牧草[9-11]。農業部發布的《全國種植業結構調整規劃（2016—2020）》中，在飼草作物品種調整方向重點建議“以養帶種 多元發展……南方地區重點發展黑麥草、三葉草、狼尾草、飼用油菜、飼用苧麻和飼用桑葉等”[1，12-13]。這一政策為飼用苧麻的發展起到很好的推動作用。

飼用苧麻產業化發展已取得了一定的進展，但是機械化收獲水平相對滯后，成為制約其產業發展的重要瓶頸。飼用苧麻機械化水平低，其中一個很重要的原因是由于苧麻是韌皮纖維作物，其莖稈與葉片中含有大量纖維，纖維內部含有麻骨，機械化收獲難度較大，加之飼用苧麻生物量大、收獲季節短，以致飼用苧麻對收獲加工機械的工作性能和作業效率有很高的要求。實現飼用苧麻機械化收獲可以減輕農民的勞動強度、提高生產效率，對推動產業發展、保障糧食安全具有重要意義。

1 飼用苧麻機械化收獲發展現狀

目前，歐美、日本等發達國家機械化程度高，已經基本上實現了主糧全程機械化作業，隨著科學技術的不斷進步，國外的收獲機械正向著大型化、專業化、智能化方向發展。苧麻是我國傳統特色經濟作物，國外少有種植，因此在苧麻機械化收獲方面的研究較少見。近年來，我國南方地區飼用苧麻發展快速，吸引了國內一些高校、科研院所、企業對此領域展開研究。以下主要介紹幾款研制出的苧麻收獲機械。

1.1 LMZ-160履帶式苧麻收割機

農業部南京農業機械化研究所自2009年開始就著手苧麻收割機的研究工作，主要針對國內纖用苧麻的物理特性及種植特點，研制了4LMZ-160履帶式苧麻收割機（圖1）。這款履帶式苧麻聯合收割機主要由履帶式底盤、扶禾裝置、分禾器、自動升降割臺機架、割刀傳動裝置、縱向強制輸送裝置、橫向輸送機構、集稈箱、液壓系統和電氣控制系統部分組成。目前已完成了樣機的試制與測試工作，該機器使用雙動刀割臺，已能實現苧麻的田間收獲，并能將收割后的麻稈橫向輸送至集稈箱。

1.2 4QZ-2.0型履帶自走式苧麻收割機

4QZ-2.0型履帶自走式苧麻收割機由湖南德人牧業集團、中國農業科學院麻類研究所、益陽資江收割機廠共同研制（圖2）。該收割機的割幅寬度達到2.0 m，在農田可以行走自如，可靈活調節收割高度，可實現飼用苧麻的田間收割及莖稈切碎，最后將切碎后材料，經夾持傳送裝置輸送至集麻箱中，工效達到可收獲0.13～0.27 hm2/h，對照人工收獲提高工效20倍以上，適合大規模、平地作業。該機器在試驗中發現有以下幾個問題有待解決：一是割茬不規整，刀具磨損嚴重；二是機器刀具易被苧麻纖維所纏繞，使機器不能持續穩定工作；三是機器切碎效果不規則，給后續加工帶來困難。

1.3 4LZ-130圓盤切割式苧麻收割機

4LZ-130圓盤切割式苧麻收割機是由中國農業科學院麻類研究所與益陽資江收割機廠聯合研發而成（圖3）。該機器采用雙圓盤切割方式，在切割裝置上裝有撥桿，利用切割裝置自身的自轉帶動撥桿實現撥麻的效果。在行走方式上，采用履帶式行走方式，割幅寬度為1.3 m，能夠實現飼用苧麻的收割及將隔斷的麻株定向撥倒。

1.4 4GM-185型飼用苧麻收割機

中國農業科學院麻類研究所聯合佳木斯東華收獲機制造有限公司，在現有莖稈收割機基礎上，研制改裝了4GM-185型飼用苧麻收割機（圖4）。該收割機由XJ-502LT型輕型履帶式拖拉機提供動力，行走速度范圍0～12 km/h，行走幅寬1.6 m，履帶寬度350 mm，工作幅寬1.8 m，動力輸出曲柄轉速為720/540 r/min可調，割臺高度可自由調節。機器裝配后，試運行后進行了田間試驗，樣機采用高腳履帶式拖拉機為動力，田間通過性較好；當機械動力輸出速度為540 r/min時，莖稈切口質量不理想，當動力輸出速度為720 r/min、樣機行走速度大于1.5 m/s時，莖稈切口質量較好。但由于苧麻栽培溝渠較多，缺乏與之配套的試驗苧麻，樣機今年無法進行正常作業，收割效果有待進一步驗證。

2 飼用苧麻機械化收獲存在的主要問題

2.1 種植地塊地形地貌復雜，單一機械收獲適用性差

南方地區地形地貌千差萬別，山地、丘陵地、平原地、盆地等縱橫交錯，苧麻在平原地區和丘陵山區均有種植，以丘陵山區居多，大型機械在丘陵坡地收獲作業的難度較大，小型機械在平原地區大面積收獲的效率較低，單一機械收獲適用性差，這給飼用苧麻機械化收獲增加難度。

2.2 苧麻莖稈物理特性特殊，加工難度大收獲時間短 苧麻作物本身特殊，攻關技術難度較大。苧麻莖稈橫截面構造，從外向內可粗略地分為麻殼、纖維層與麻骨三大部分，它們在結構和物理特性上是有差異的。麻殼包括表皮與皮層，富含水分，較脆弱，抗彎強度小，彎折時易短；纖維層主要由纖維束和果膠等組成，質地柔軟抗拉強度大，可以任意彎折而不斷；麻骨主要由木纖維素組成，中間為髓與髓腔，質地較硬[14]。苧麻莖葉中的強韌纖維容易纏繞切割器，髓腔中的麻骨容易磨損刀具。這些因素加大了飼用苧麻收獲機械的設計與研發難度。且飼用苧麻生物量大、收獲季節短（過早或過晚收獲都會造成營養成分的損失）[15，7]，對收獲加工機械的工作性能和作業效率有更高的要求。

2.3 農藝與農機不配套

目前在飼用苧麻產業的研究領域，新品種選育、栽培技術與機械收獲及加工研究之間缺乏有機的結合，育種人員著重考慮是優質高產，對作物生產的整齊度、植株粗細均勻度以及適合機械化收獲的植株大小和高度、纖維分離容易程度等均沒有明確規范。在栽培方面，對適應機械化收獲的栽培密度、栽培方式研究很少，難以找到標準化機械化作業示范田。尤其是在南方地區，苧麻作物田間需要起壟栽培種植，機械下地作業十分困難。

3 飼用苧麻機械化收獲對策建議

3.1 加強研發投入，重視飼用苧麻青貯加工基礎性研究

飼用苧麻青貯產業發展起步晚、基礎差、研發投入過少，對產業發展有嚴重影響。開展飼用苧麻加工系統性基礎性研究，對聯合收割機各指標參數設計具有指導意義。

3.2 根據地形地貌開展不同類型飼用苧麻收獲機械研究

針對種植飼用苧麻地塊特點，因地制宜開展不同類型飼用苧麻收割機械研究，提出以下初步解決方案：一是針對平原湖區種植的苧麻，應用大型飼用苧麻聯合收獲機；二是針對丘陵山地，應用小型苧麻割曬機。針對平原湖區種植的苧麻，由于地形平整、地塊規范，土地流轉容易，適用苧麻規模化種植，苧麻作物的收獲適用大型聯合收獲機械作業，因此，可研制一種苧麻聯合收獲機解決飼用苧麻的機械化收獲問題，這樣可以最大程度地減輕勞動強度，提高生產效率，節本增效。丘陵山地地形有起伏，中大型收獲機械一般無法作業，因此，需研制一種輕便型飼用苧麻收割機或割曬機，以減輕勞動強度、節省勞動力為主，做到小巧輕便、行走靈活，適應丘陵山地緩坡地苧麻收割。

3.3 制訂飼用苧麻青貯加工農機與農藝技術規范

針對飼用苧麻青貯加工機械化普遍存在技術模式選擇混亂的問題，制訂飼用苧麻青貯加工農機與農藝技術規范，對降本增效有重要意義。對飼用苧麻不同的種植區域，研究對應的農機農藝技術規范，確定最佳技術路線，科學確定機具配備方案，形成最優技術模式。在技術層面上，實現農藝路線與動力配備的對接、播種量與精量播種機的對接、莖稈加工處理方式與收獲機械的對接以及種植行距與收獲機行距的對接等。

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