隨著規模化養殖和青貯玉米種植面積的提高,青飼料收獲機的需求將逐步提升。目前,國內青飼料收獲機已不局限于單一機械式收割,而是向著自動化和智能化方向轉化。較為高端的青飼料收獲機具備自動控制、動力、傳動等功能,可實現高效收割工作。此外,一些新型材料的采用和設計方案的優化,也在一定程度上提高了青飼料收獲機的穩定性和耐用性。
一、山東省青飼料收獲機現狀
得益于國家糧改飼政策影響以及山東省大力支持青飼料收獲機的補貼政策,全國畜牧業發展迅猛,規模化養殖日漸成熟,青飼料收獲機市場自然蓬勃發展。目前山東省內企業參與鑒定補貼的企業有約三十家,企業情況多為小而散,人數一般二十人到三十人之間,其產品結構型式以自走式居多,駕駛室多為普通型,割幅寬度從1800mm~4500mm不等,智能化配置少,高端產品與國外有較大差距。
二、與國外先進產品存在差距
(一)產品外觀實用有余但缺乏特色
青飼料收獲機作為現代化農業生產的重要裝備,其外觀設計對于用戶體驗和產品競爭力具有顯著影響。目前大部分企業都是采用靜電噴塑工藝。靜電噴塑,俗稱“靜電粉末噴涂”,自20世紀80年代以來,靜電噴塑技術一直是裝飾金屬表面的最常見技術。與常規噴漆處理方式相比具有鮮艷的色彩、工藝技術先進、節約資源、安全實用等優點。
國外品牌往往能夠將創新元素巧妙地融入產品外觀中,提升產品的市場吸引力和競爭力。在產品外觀設計方面注重細節處理和整體美感,使得產品在實用性的基礎上更加符合現代審美需求。相比之下,我國部分產品在外觀設計方面仍停留在實用層面,缺乏對美的追求和展現。
(二)駕駛室布局和功能性有待提高
駕駛室的舒適性和安全性對于提高生產效率具有重要意義。駕駛室可以有效降低噪聲對駕駛員的影響,在實際鑒定過程中可以發現,駕駛室內噪聲數值雖然符合鑒定標準,但其數值明顯大于國外高端產品,這樣駕駛員在長時間操作過程中既不舒適,又容易影響安全。
自走式青飼料收獲機作業時,產生噪聲的主要原因來自以下四個方面:①發動機噪聲(青飼料收獲機大多選用柴油發動機),主要來源于柴油燃燒、發動機振動及配氣機構、齒輪室及活塞連桿機構的敲擊和進、排氣門開關等產生的噪聲;②液壓系統及電氣設備噪聲,主要來源于液壓油缸、液壓泵體、液壓閥以及液壓管路中液壓油體流動等產生的噪聲,冷卻風扇、空調設備工作時產生的噪聲;③動力傳動系統噪聲,主要來源于機器離合器、萬向傳動裝置、驅動橋(包括主減速器、差速器和半軸)等傳動部件連接配合時產生的噪聲;④工作裝置噪聲,主要來源于割臺、切割器、喂入裝置、輸送裝置、切碎器、拋送器、籽粒破碎等產生的噪聲。
國內普通中小企業大多采用以下兩種方法降低噪聲值:一種是通過在駕駛室地板粘貼消音材料,可以很好地吸收和消耗大量發動機的噪聲,而且能抑制駕駛室的振動,另外再使用隔音棉隔音材料做好一個隔音布局。另外一種則是駕駛底部連接部位加裝橡膠減震墊,加裝橡膠減震墊后可以很好地吸收發動機產生的振動、噪聲,有效地減少駕駛室內部噪聲。在降噪方面無論是經驗還是理論都同國外有一定差距,在很大程度上制約著降噪的效果。
(三)智能化相對落后
西方發達國家青貯機研發起步早,已形成較為成熟的產業,基本實現種植農場與養殖場的種養一體化。在追求作業高效的目標前提下,青貯收獲機的自動化智能化程度也在不斷提高,智能化檢測系統較為成熟,能滿足多種收獲條件下對機械化收獲的需求,并逐步向智能化、專業化和大型化發展。
1.磨刀裝置。對于進口的國外收獲機,自動磨刀裝置常常是一個標配,但國內產品在割臺3m以下大多所具有的磨刀裝置需要人工手動操作,每次更換或磨刀必須停機,如果現場磨刀,則需要延長停機時間,增加了工人的勞動強度,增大投入成本。割臺3m以上(含3m)雖然往往都配有此裝置,但其依然多為半自動,需要人工加機械的方式。這種模式已經不能滿足廣大用戶的需求。
2.金屬探測裝置。國外的飼料收獲機普遍標配金屬探測系統,其金屬探測技術的靈敏度和智能化程度較高,技術發展比較成熟。國內產品則往往無法正確掌握大小。軟件設計存在問題。停車率太高,也就是無法準確分辨金屬石塊尺寸大小,導致經常停車,嚴重影響用戶效率。該項技術國內外差距較大,主要是國外金屬石塊探測技術起步較早,技術較為成熟,探測精度和穩定性較高。
3.自動跟車技術。跟馳是車輛在道路行駛中最基本的駕駛行為。青飼料收獲機的自動跟車技術旨在提高作業效率、減輕駕駛員的勞動強度,并確保作業的連續性和穩定性。
近年來,我國在青飼料收獲機的自動跟車技術方面取得了一定的進展。多家企業和研究機構投入了大量資源進行研發,取得了一定的成果。目前,我國部分高端青飼料收獲機已經具備了自動跟車功能,但整體普及率仍較低。原因是該技術在程序上相對復雜,配置相關的電子元件等國內企業不多。
相較于國外,我國在自動跟車技術方面起步較晚,技術成熟度相對較低。國外部分先進企業已經實現了高精度的自動跟車技術,而我國還需要進一步的技術突破和實際應用驗證。而且國外的自動跟車技術不僅僅局限于車輛跟隨,還結合了路徑規劃、作業策略等多方面因素,實現真正的智能化作業。而我國的智能化水平相對較低,還需要加強多學科交叉研究和整合。
4. 割臺仿形技術。我國的耕地并非都是平坦沒有斜度的。不平坦的地面對收獲機會提出更高的要求。相關數據顯示,2020年中國耕地平均坡度為6.5°,小于5o的耕地占比為65%。因此青飼料收獲機的割臺仿形技術是確保作物高質量收割的關鍵技術之一。這一技術能夠根據地形和作物生長狀況自動調整割臺的高度和角度,從而保證割臺的穩定運行和作物的有效收獲。
當前國內生產的青飼料收獲機的割臺,大多數只具備手動升降的功能,較適用于平坦地塊的青貯玉米收獲,且收獲時難以保證留茬高度,損失率較高,甚至會因割臺接觸地面造成機械損壞。為了提高收獲的質量,減少浪費,自走式青飼料收獲機應具備仿形功能,使收獲機割臺在工作時能夠根據實際田間地面的高度變化,調整自身位置,使留茬高度固定在某一固定范圍內,解決難以保證精確的留茬高度和地形適應性較差的問題。
三、幾點建議
(一)加強研發投入。政府和企業應加大對青飼料收獲機的研發投入,特別是在自動跟車、割臺仿形等關鍵技術領域。通過技術創新,提高設備的穩定性和可靠性,降低故障率,提升作業效率。
(二)提升智能化水平。結合物聯網、大數據和人工智能等技術,提升青飼料收獲機的智能化水平。例如,通過數據分析優化作業策略,實現遠程監控和故障預警,提高設備的自我調整和修復能力。
(三)加強人才培養。培養具備農業工程、機械設計、自動化控制等多學科知識的復合型人才。同時,加強與國際先進企業的合作與交流,引進國外先進技術和管理經驗。
(四)推動產業協作。鼓勵企業間合作,整合產業鏈資源,共同研發和推廣先進的青飼料收獲機技術。通過建立產業聯盟、共享技術平臺等方式,降低研發成本,加速技術成果的轉化和應用。
(作者單位:孫曉文 龐東林 山東省農業機械技術推廣站;國曉光 陽谷縣農業機械服務中心;劉茂品 魚臺縣農業農村局;周廣飛 陽谷縣安樂鎮農林水服務中心;孔曉玲 山東省章丘鼓風機股份有限公司)