一、引言
玉米是我國主要的糧食作物之一,也是農(nóng)民收入的重要來源。隨著我國農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)政策的實施,以及農(nóng)村勞動力不斷向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,農(nóng)村勞動力越來越少,玉米的生產(chǎn)成本也在不斷增加。收獲作業(yè)是整個玉米生產(chǎn)過程中最重要的一個環(huán)節(jié),對整個玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量的提升具有很大的影響。其作業(yè)特點是時間緊、任務(wù)重、季節(jié)性強,易遭受風、雨等自然天氣侵蝕而造成減產(chǎn)。因此,實現(xiàn)玉米收獲機械化作業(yè)對于提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度、降低收獲損失和確保豐收具有非常重要的意義。據(jù)統(tǒng)計,至2013年底,我國玉米機收率為49%,且發(fā)展緩慢,使用機型以背負式為主,工藝落后、生產(chǎn)效率低、收獲損失大等問題已經(jīng)成為制約我國玉米生產(chǎn)的主要因素之一。然而,美國、德國、日本等發(fā)達國家早在20世紀60年代初期已經(jīng)基本實現(xiàn)了玉米收獲的全程機械化,并朝著大型化、自動化、現(xiàn)代化和精準化方向發(fā)展。
資料圖
二、國外玉米收獲機械發(fā)展現(xiàn)狀及特點
在機械化程度較高的歐洲和美洲的一些國家,玉米機械化收獲已有幾十年的歷史。根據(jù)地域、氣候條件和種植制度的不同,各地區(qū)的玉米收獲機械正在朝著不同的方向發(fā)展。19世紀初期,美國就發(fā)明了由人或牲畜提供動力的脫粒機和割捆機,1920年生產(chǎn)出29.4kW的玉米聯(lián)合收獲機,到1939年成功制作出第1臺自走式玉米聯(lián)合收獲機械,從此美國玉米收獲基本實現(xiàn)機械化。20世紀70年代后進入高速發(fā)展階段,機具朝著大型化、通用化和高效的方向發(fā)展,電子技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等先進的智能技術(shù)也紛紛運用到玉米收獲機上。結(jié)合其比較成熟、統(tǒng)一的種植工藝,使得玉米收獲機快速發(fā)展。
歐洲國家則在割捆機和脫粒機的基礎(chǔ)上設(shè)計出了眾多類型的玉米收獲機,如東德E512型聯(lián)合收獲機、克拉斯D76和法國布勞特801等。日本則借鑒西方先進的玉米收獲機械經(jīng)驗,結(jié)合日本多山地的地貌,設(shè)計制作出了一系列結(jié)構(gòu)小巧、性能優(yōu)良的收獲機械。由于該國以種植水稻為主,所以收獲機械多數(shù)為水稻收獲機械。日本收獲機械發(fā)展特點是起步晚但發(fā)展迅速:從1967年開始推廣半喂入式聯(lián)合收獲機械到1977年全國水稻機收率為91.4%,僅用了10年。目前,日本的水稻收獲機械在自動化程度和收獲性能等方面均達到世界先進水平,久保田、洋馬等公司生產(chǎn)的收獲機械性能處于世界領(lǐng)先水平。
玉米收獲是通過一次或幾次作業(yè)完成切割、摘穗、秸稈還田(或回收)、果穗收集和脫粒等過程,可以用不同的方法來實現(xiàn)。根據(jù)不同的自然環(huán)境、技術(shù)水平、種植規(guī)模和種植制度,目前常用的玉米收獲工藝主要有以下幾種:
A、分段收獲法
分段收獲是將玉米收獲各個環(huán)節(jié)分開進行。首先人工將玉米果穗摘下,再用玉米割臺將秸稈割倒,鋪放在田間;然后人工將果穗和秸稈運送回場地晾曬,用脫粒機進行脫粒、分離和清選。這種機械的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于操作;缺點是需要耗費眾多勞動力、生產(chǎn)效率低;適用于種植規(guī)模較小、經(jīng)濟發(fā)展欠缺的地區(qū)。
B、聯(lián)合收獲法
聯(lián)合收獲法是利用玉米聯(lián)合收獲機在田間一次性完成切割、摘穗、剝皮、脫粒、清選和秸稈還田作業(yè)。這種方法效率高、損失少,非常適合大型農(nóng)場使用;但該類玉米收獲機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、售價高、收獲結(jié)束閑置時間長,整機利用率較低。
C、兩段收獲法
該方法首先用割曬機將秸稈割倒并鋪放在割茬上,經(jīng)過3~5天晾曬使玉米成熟并風干,然后使用具有拾禾器的玉米收獲機進行撿拾、摘穗、剝皮和脫粒、分離、清選作業(yè)。這種方法可以使絕大多數(shù)籽粒飽滿、堅實、色澤一致,提高了糧食的等級;收獲后玉米籽粒含水率低,可直接入倉。但是,兩段收獲法耗時較長一般需要提前7~8天進行,割曬和收獲分別作業(yè),進地兩次,增大機械對土壤的壓實作用的同時,功率消耗有明顯增加。
D、割前脫粒法
這是一種比較新的玉米收獲工藝,先將玉米果穗摘下然后再進行秸稈切割。這種方法的特點是機器結(jié)構(gòu)簡單,功率消耗低,收獲損失大。目前,該機型還處在開發(fā)研制階段,工作質(zhì)量有待提高,普及程度較小。隨著適應(yīng)機械化生產(chǎn)玉米品種的出現(xiàn)和玉米種植農(nóng)藝技術(shù)的不斷發(fā)展完善,玉米收獲機的結(jié)構(gòu)和類型也在不斷地發(fā)生變化。目前,發(fā)達國家根據(jù)當?shù)貧夂驐l件和種植制度的不同,主要采用玉米果穗收獲機和換裝玉米割臺的谷物聯(lián)合收獲機這兩種形式。
三、玉米果穗收獲機
在俄羅斯、烏克蘭和歐洲的一些國家,受當?shù)貧夂驐l件和種植制度的影響,收獲時玉米籽粒含水率一般在25%~35%之間,不宜采用直接脫粒的方法進行收獲,故采用專用的玉米果穗收獲機進行分段收獲。第1段收獲是指將秸稈切斷后摘穗,收集果穗并將秸稈粉碎還田;第2段收獲是指將玉米果穗晾干后去皮脫粒,經(jīng)清選后入倉。如約翰迪爾Y210型玉米果穗收獲機,該機設(shè)計新穎,在剝皮、莖稈粉碎處理等方面進行大膽創(chuàng)新,可以一次完成玉米作物的摘穗、輸送、剝皮、裝箱、秸稈粉碎還田的全過程作業(yè)。該機型裝配先進的靜液壓驅(qū)動行走裝置,操作更加靈活便捷,作業(yè)速度高達8km/h,并可實現(xiàn)無級變速,且機構(gòu)更加耐久可靠;安裝的莖稈鋪放裝置性能優(yōu)越,高效可靠,滿足用戶對莖稈回收利用和粉碎還田的不同需求。