玉米機械化收獲方法及發展趨勢

文/ 山東農業工程學院 王建祥 劉彩虹

玉米是我國3 大糧食作物之一，也是農民的重要收入來源。玉米的收獲是整個玉米生產過程中最重要的一個環節，對提升整個玉米的產量和質量具有很大的影響。由于我國耕地資源分布廣泛，不同地區的地形樣貌、氣候特點以及種植習慣都有較大差異，再加上玉米收獲后的秸稈還田和收集青貯等要求的不同，因此開發使用收獲機械種類繁多。

一、玉米機械化收獲方法

1.分別收獲法。由于玉米收獲時籽粒含水率一般在25%～35%，甚至更高，收獲時不能直接脫粒，所以一般采用分段收獲法。用不同功能相對獨立的多種機械，分別完成摘穗、運輸、剝皮、脫粒、秸稈處理等作業。

2.聯合收獲法。聯合收獲法工藝流程為：連續完成摘穗、剝皮、秸稈處理等環節。

二、玉米收獲機械類型

1.分別收獲法。

（1）摘穗機。由分禾裝置、喂入輸送裝置、摘穗裝置、升運器和果穗箱等構成。有臥輥式和立輥式兩種類型：立輥式玉米摘穗機裝有莖稈切割裝置。摘穗過程在莖稈被割斷后進行，摘穗后的莖稈由鋪放裝置成堆鋪放在田面上，也可由莖稈切割裝置切碎后拋撒在機后田面。臥輥式玉米摘穗機對田間直立的莖稈進行摘穗。摘穗后的莖稈由切碎裝置切碎后拋撒，但不能回收利用，這種機器結構緊湊，工作可靠性較好。

（2）剝皮機。主要由進料斗、機架、輥筒室、壓送機和出料口等裝置組成。原材料通過進料口進入滾筒室，由滾筒體通過旋轉、摩擦、擠壓和推進，將玉米皮剝落，玉米皮和玉米棒自動從各自的出口排出。主動軸上設有螺旋條和橡膠釘，傳動軸上裝有多個橡膠輪，通過剝皮裝置能夠均勻地把已進入機內的果穗，分配到兩對相對旋轉的剝皮軸之間，并在果穗自身旋轉的情況下，順利向前推進，在行進中，被特制的剝皮爪撕開苞葉，并在瞬間被旋轉軸輾壓住苞葉向下拉，而完成剝離之目的。

（3）脫粒機。有機電動力驅動和人力手搖、腳踏等類型。機電動力驅動的玉米脫粒機采用圓柱形或圓錐形釘齒滾筒與篩狀凹板構成的脫粒裝置，并設有風扇以清除輕雜質；手搖或腳踏的玉米脫粒機多采用釘齒盤式脫粒裝置作業時，將玉米穗喂入到肋條式錐輪、彈簧壓板和旋轉的釘齒盤之間，以釘齒扭脫粒機。

2.聯合收獲法。

（1）自走式。自走式玉米聯合收獲機是自帶動力、控制及行駛系統的先進玉米收獲機，是一個高度集成化的整體農機。該機型結構復雜，采用無鏈式玉米分禾、摘穗與莖桿切碎裝置，主要原理是采用摘穗板、拉莖輥結構和立軸式甩刀，先切割后摘穗，提高了玉米收獲機的行距適應性；功能齊全，可以一次完成多行玉米的摘穗、剝皮、果穗集箱、秸稈粉碎還田等功能，作業效率高、籽粒損失率及破損率低。主要適用于大型平整土地的收獲。

（2）懸掛式。懸掛式，俗稱背負式，多與拖拉機配套使用，主要由摘穗裝置、輸送裝置、果穗箱和秸稈粉碎裝置組成，通過合理的設計安裝于拖拉機的各個部位，可完成玉米的摘穗、剝皮、粉碎秸稈等功能，機器結構緊湊、小巧靈活、工作效率高，適用于農村種植地塊小、行距差別大、套種玉米的收獲。且能夠在玉米收割完成后拆卸下來，不耽誤拖拉機的正常使用，有利于生產資源的高效利用。

（3）牽引式。該機型由履帶或拖拉機牽引作業，為偏置拖拉機，摘穗機大部分采用輥式摘穗機構，是我國最早開發和研制的機型，可一次完成摘穗、剝皮、秸稈粉碎等功能。其特點是結構相對簡單，性能可靠，零部件的通用性高，但其機組長度過長，不利于轉彎，作業前需人工進行開道，不適合小地塊作業。

（4）玉米割臺。玉米專用割臺適用于替換谷物聯合機上的谷物收割機，從而將谷物聯合收獲機轉變成玉米聯合收獲機。目前試驗應用的主要是在自走式小麥聯合收獲機上保存部分工作部件及功能，更換玉米割臺、加裝玉米輸送槽和秸稈還田機，實現玉米收獲功能；通過互換割臺，實現一機兩用，既可以收獲小麥，又可以收獲玉米。其優點在于收割臺結構緊湊、性能可靠、零部件通用性高，解決了小麥收獲機使用季節性的限制，從而提高了單機效率。但該機型暫無脫粒功能，而且玉米收獲與小麥收獲的區別較大，安裝玉米割臺的小麥聯合收獲機需進行改裝。

三、玉米收獲機械化發展存在問題

1.價格因素。任何商品為市場所接受，價格因素起著重要的作用，農業機械產品的購買群體是經濟條件相對較差的農民，所以這種因素顯得更加突出。對于大型自走式收獲機來說，機具價格較高，但年利用率低（作業期15 ～20 天），投資回收期長；而且我國大多企業生產的玉米收獲機械在摘穗、剝皮、果穗集運、秸稈粉碎還田等方面與現行標準還存在一定的差距，作業故障率高，使農民承擔的風險和費用過高，限制了其推廣。

2.農藝因素。由于我國玉米的種植范圍廣，各地區農藝習慣不同，標準化程度較低，出現了多種多樣的種植方式，而且存在機播與人工播種混雜的情況，從而導致植株的間距、行距差別較大，不均勻。然而現在的玉米收獲機械產品多為定置行距，對行距的適應性非常有限，常造成機具割臺堵塞，造成收獲機個別部件損壞，使得機械收獲非常困難。

3.機械質量低劣，作業可靠性差。當前，企業在玉米收獲機械方面的科研能力、設備精度、工人素質等還無法保證機具的質量要求。經市場調查，我國玉米收獲機易出現故障的部位主要集中在摘穗機構、傳動機構、剝皮機構。主要表現為：易損件損壞頻次高、易損件不通用；部分產品設計不合理、質量不過關，同一機型的同一部件經常出現同一問題等。

4.玉米品種不同。各地玉米生物性狀差別較大，植株高度、結穗高度、果穗尺寸等都有較大差異，且收獲期的果穗成熟程度不一，對秸稈的利用處理要求也各不相同，使得很難同時滿足各類玉米品種的作業要求。如中原地區收獲時玉米青濕，宜采用輥式摘穗機構；而東北地區收獲時玉米較干，需采用板式摘穗，兩種機型無法跨區使用。

四、發展趨勢

我國玉米收獲技術跟國外相比還存在較大差距，但隨著農業技術和科技的發展，對機械不斷進行開發、改進和優化，并結合系統的農藝標準，逐漸實現玉米收獲機的高效、智能、通用化。其中對于玉米收獲機械的研發，可根據玉米種類的不同，實現一種或多種品種收獲方式，提高收獲效率和機具的利用率；同時對收獲機械在技術上進行升級，通過加裝控制臺或操作系統，實現機械的智能化，從而減少人力資源的投入，降低人工勞動強度。甚至可以通過如今的互聯網技術，能夠用遙控裝置進行指揮收獲并進行實時監控管理，實現無人化操作。