丘陵區玉米收獲機研發進展與應用研究

摘要：丘陵區特有的地形地貌和土地環境導致玉米收獲作業難、機具缺。闡述國內外丘陵區玉米收獲機的研究進展，以遼拓大益產品為例，分析其技術路線、關鍵技術、定型裝備和產品特點，介紹其產業化生產與規模化應用情況，以期為實現丘陵區2行以上收獲裝備“有好機可用”提供裝備選型。

關鍵詞：玉米收獲機； 丘陵區； 研發； 應用

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）06-0041-02

丘陵山區是我國糧食和特色農產品的重要生產基地，也是貧困人口的集中地，主要分布在19個省（區、市）的1 400余個縣（市、區），其耕地面積、農作物播種面積均占全國的1/3，涉及農業人口近3億人。在我國耕地總面積9497萬hm²中，坡度大于8°的坡耕地面積為3334萬hm²，坡度在8°～25°的緩坡耕地面積為2815萬hm²，且主要分布在東北丘陵山區、遼東低山丘陵區、山東低山丘陵區等八大區域[1]。丘陵區地域廣闊，糧食生產潛力巨大，但地形復雜、地塊偏小、溝坎交錯、坡度不一，加之各地種植模式差異大及土地經營規模小，導致平原區性能良好的玉米收獲機難以適應丘陵區作業，上山難、進地難、作業難。一直以來，國內外生產的玉米收獲機不論是履帶式還是輪式，也不論是中型還是大型，均重點關注平原區規模化作業，導致丘陵區2行以上收獲裝備“無好機可用”。

1丘陵區玉米收獲機研究進展

國外鮮有針對丘陵區的玉米收獲機研究，國內多年來進行了一些探索。屈哲等[2]對制約西南丘陵地區玉米機械化收獲發展的因素進行分析；崔濤[3]研究了國內外收獲技術與裝備研究現狀和發展動態，分析了自動對行、割臺高度自動調節、產量與水分檢測技術和脫粒參數自動控制等智能化收獲技術的研究進展；徐海港等[4]研究了不分行低傾角低損玉米摘穗、輸送和剝皮等技術，設計了新型割臺、摘穗裝置、輸送器、剝皮機等裝置，闡述了聯合收獲機四輪驅動裝置的基本組成及應用；金鑫等[5]對丘陵山區玉米收獲機械的整機穩定性進行仿真，結果表明：15°是G型玉米收獲機發生側翻的臨界值，且其最大爬坡能力為5°；王顯仁等[6]研制了一種配置在手扶拖拉機上的丘陵山區用微型玉米聯合收獲機；逄煥曉等[7]進行了丘陵山區玉米果穗剝皮裝置設計與試驗；庹洪章[8]等分析了四川丘陵山區玉米機械化生產現狀；王升升等[9]開發出一種與手扶拖拉機配套的4YW-1型玉米聯合收獲機。

結合平原區玉米收獲機市場變化和廣大丘陵區對玉米機械化收獲的迫切需求，國內一些農機企業于2018年開始研發丘陵區玉米收獲機。金大豐針對丘陵山地推出了履帶式小型玉米收獲機；中農發巨明公司針對小地塊和丘陵山地開發生產了2行小型玉米收獲機；常林集團推出了針對山地丘陵地區的沭河牌小型玉米收獲機。這些企業的產品多為2行小型玉米收獲機，作業效率不高，年均銷量在1000臺左右。

2遼拓大益系列玉米收獲機的創制

遼寧丘陵區玉米收獲機生產企業主要有3家，分布在撫順和丹東地區，尤以地處沈撫新區的遼寧遼拓大益農業股份機械有限公司規模較大。該企業于2013年組建項目研發團隊，針對玉米收獲機丘陵區作業底盤不穩易側翻、通過性差、割臺適用性差、轉彎半徑大、秸稈切拋不勻、籽粒收獲損失大6個技術難題，從行走控制、底盤、割臺和摘穗等關鍵環節入手，依托遼寧省農業機械化研究所承擔的國家重點研發計劃項目，開展丘陵區玉米機械化收獲核心技術創新。

2.1技術路線

技術路線如圖1所示。

2.2關鍵技術

以高適高效為目標，集成底盤增穩減壓輕簡化防側翻、秸稈收割粉碎一體化前處理、同輪徑多驅動小轉徑敏捷轉向、二次摘穗及籽粒二次回收減損4大核心關鍵技術，可解決平原區玉米收獲機存在的6個技術難題，突破多驅動小轉徑敏捷轉向“卡脖子”技術瓶頸，提升丘陵區玉米收獲作業的穩定性、安全性、靈活性和適應性。

2.3定型裝備

創制的5種割幅19種高適高效自走式玉米收獲裝備，均通過省級農業機械鑒定并進入國家農機購置補貼目錄中，實現了產品系列化、生產規模化、經營產業化，成為國內適于丘陵區復雜地形的玉米收獲機主要機型。

2.4產品特點

1） 突出穩定性、安全性，防側翻。以全國主銷的4行自走式玉米收獲機為例，經與全國13個品牌25 種產品比對，遼拓大益車身矮、重心低，車身質量同車型平均減小30.91%，車高減少0.64 m，2.9 m高度為全國最低。

2） 突出通過性、適應性，善爬坡。國內首創的同輪徑多驅動小轉徑動力系統，可增大爬坡、越坎、過溝的附著力和推動力，突破坡度8°以上無法機械化收獲作業技術瓶頸，最小轉彎半徑平均減少1.03 m，適應小地塊作業。

3） 突出機收減損、節本增效，促增收。創制“割+ 摘+粉”一體化割臺，省卻秸稈粉碎機構，同車型動力節省19.73%。雙速扒皮、二次摘穗、籽粒再回收等技術集成應用使機收總損失率降至0.70%。

3遼拓大益系列玉米收獲機的應用效果

3.1推廣模式

一是“企業+營銷商+電商”模式。立足東北，發展西北，向南拓展。發展省內外農機銷售代理商131 家，分布在遼寧、黑龍江、吉林等10個省區。各地銷售單位借助電商平臺，運用抖音快手等自媒體加快新品推出和宣傳，形成快速傳播效應。運用現代信息技術，發展“田間日”等體驗式、參與式推廣，讓用戶眼見為實。二是“推廣體系+合作社+農戶”模式。以新型農業經營主體為消費主體和銷售主體，依靠其區域影響力來宣傳產品或代銷產品，開展跨區作業服務。借助農機行業系統優勢，發揮管理、鑒定、科研、推廣、監理體系力量，多渠道宣傳企業及其產品。遼寧省農業發展服務中心、遼寧省農業機械化研究所和各級農機技術推廣部門發揮研發、鑒定、推廣職能，建立省市縣鄉4級推廣網絡，幫助企業推產品、創品牌。

3.2應用效果

創制兩行到六行5種割幅的高適高效自走式玉米收獲系列裝備19種，可適應丘陵區玉米收獲多樣化的裝備需求，實現了科技創新成果的產業化應用。全系列產品通過遼寧省農業機械推廣鑒定并進入國家農機購置與應用補貼目錄中。2021—2023年間企業投入研發資金3 717.31萬元，投入產出比1∶ 27.52；新增銷售收入10.23億元，繳稅0.35億元；累計銷售8 090臺，主銷產品4行玉米收獲機2023年全國銷量第3、市場占比8.48%，行銷國內10省區。“遼拓大益”成為全國玉米收獲機十大暢銷品牌。