劉 華，陳衛(wèi)靈，鄒詩(shī)洋，周漢林

（廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630）

南方水稻收獲機(jī)械應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

劉 華，陳衛(wèi)靈，鄒詩(shī)洋，周漢林

（廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630）

闡述了南方水稻收獲機(jī)械機(jī)型和應(yīng)用現(xiàn)狀，指出水稻收獲機(jī)械存在問(wèn)題及南方水稻收獲機(jī)械市場(chǎng)仍趨旺盛，全喂入收割機(jī)仍是水稻收獲機(jī)械市場(chǎng)的主力機(jī)型；指出了南方全喂入水稻收獲機(jī)械市場(chǎng)的區(qū)域需求及水稻收獲機(jī)械將向高性價(jià)比、大中型喂入量、機(jī)電液一體化、多功能方向發(fā)展。

收獲 收割機(jī) 半喂入 全喂入 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

水稻是我國(guó)主要糧食作物之一，種植面積近3000萬(wàn)hm2，約占世界水稻種植面積21%，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的34%。我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)主要在江蘇、安徽、湖南、湖北、江西、廣東等南方地區(qū)。南方多丘陵、梯田、爛泥田，該地區(qū)的季節(jié)性、作業(yè)環(huán)境差異也大，這對(duì)水稻收獲機(jī)械的類型、適應(yīng)性和可靠性提出了更高的要求[1]。2012年，我國(guó)水稻耕種收綜合機(jī)械化水平為69.04%，其中機(jī)收水平為73.59%，但南方地區(qū)水稻機(jī)收水平相對(duì)偏低，其中四川、廣西、廣東水稻機(jī)收水平僅分別為44%，51.2%，70.5%，嚴(yán)重制約了南方地區(qū)水稻生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展。

水稻收獲是水稻生產(chǎn)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，約占全過(guò)程勞動(dòng)用工的40%以上，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，條件惡劣。隨著農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，糧食生產(chǎn)中收獲環(huán)節(jié)出現(xiàn)的勞動(dòng)力緊缺問(wèn)題越加突出，已經(jīng)影響到水稻的生產(chǎn)。因此提高水稻收割機(jī)械的適應(yīng)性和可靠性，加速開(kāi)發(fā)針對(duì)南方地形和作物品種的水稻收獲機(jī)械以及加大推廣力度仍然具有重要意義。

1 南方水稻收獲機(jī)械應(yīng)用現(xiàn)狀

改革開(kāi)放30年以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備行業(yè)不斷發(fā)展壯大，已形成基本完整的產(chǎn)業(yè)體系，現(xiàn)能生產(chǎn)14大類，3 000多個(gè)品種的農(nóng)業(yè)裝備，成為世界農(nóng)業(yè)裝備生產(chǎn)大國(guó)。國(guó)內(nèi)水稻收獲機(jī)械機(jī)型多、品種全，按行走方式分有自走式、背負(fù)式；按底盤(pán)結(jié)構(gòu)不同分有輪式、履帶式；按喂入方式分有全喂入式、半喂入式等。目前南方地區(qū)應(yīng)用較多的水稻聯(lián)合收割機(jī)主要有：半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)、背負(fù)式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)、自走輪式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)、自走履帶式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)。

1.1 半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)

半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)主要由立式割臺(tái)、夾持鏈輸送裝置、脫粒分離裝置、履帶行走底盤(pán)裝置、液壓電器系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等組成。在作業(yè)質(zhì)量上，該機(jī)型明顯優(yōu)于全喂入式，一般水稻收割后，莖稈被夾持輸送裝置“整齊、均勻、連續(xù)”地輸送到脫粒裝置，并且只有稻穗部分通過(guò)脫粒部件，脫粒徹底，含雜率很低，清選更加干凈，脫粒后莖稈不亂，可采用均勻鋪放、成堆、切碎還田三種處理方式。在收獲效果上，該類機(jī)型具有割茬低且能收割倒伏的水稻、脫粒清選功耗小、水田通過(guò)性好[2]等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論在作業(yè)質(zhì)量、收獲效果上，還是在人機(jī)工程的舒適程度上，都要優(yōu)于全喂入式機(jī)型，目前在江蘇、浙江等地使用較多。半喂入式代表機(jī)型主要有久保

田 4LBZ系列、洋馬 4LBZJ-140系列、太湖4LBZ-150、沃得4LZ-150A等。對(duì)于半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)的開(kāi)發(fā)研制，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)已具備了條件和能力，在市場(chǎng)上小批量推廣應(yīng)用，如江蘇無(wú)錫太湖、常發(fā)鋒陵、沃得公司等。目前進(jìn)口半喂入水稻收割機(jī)價(jià)格較貴，每臺(tái)售價(jià)在23萬(wàn)元左右，根據(jù)目前南方農(nóng)村經(jīng)濟(jì)狀況和成本回收期限，在大范圍內(nèi)推廣使用還有相當(dāng)大難度。國(guó)產(chǎn)半喂入水稻收割機(jī)部分關(guān)鍵部件仍需進(jìn)口，因而價(jià)格也很高，每臺(tái)售價(jià)在15萬(wàn)元左右，而且其可靠性還不穩(wěn)定，維修成本高，收割雙季稻地區(qū)容易落粒的秈稻和雜交稻落地?fù)p失較大，農(nóng)民接受程度較低。

1.2 背負(fù)式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)

背負(fù)式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)是將收獲裝置懸掛在拖拉機(jī)上作業(yè)，機(jī)動(dòng)性較好，配套能力強(qiáng)，異地作業(yè)方便，在非收獲季節(jié)可卸下收獲裝置進(jìn)行其他機(jī)械化作業(yè)，拖拉機(jī)的綜合利用率好，效率高。但這類機(jī)型在南方濕軟的水田通過(guò)性差，特別在泥腳深的爛泥田無(wú)法作業(yè)，且不宜小塊地作業(yè)，功率大、損失較大、縱向尺寸較大，主要機(jī)型有桂林系列等。總體來(lái)講，這類機(jī)型南方市場(chǎng)應(yīng)用非常少，目前在海南局部地區(qū)有較小的市場(chǎng)，屬于過(guò)渡機(jī)型。

1.3 自走輪式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)

自走輪式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)由小麥聯(lián)合收割機(jī)演變而來(lái)，一般由四輪專用底盤(pán)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、割臺(tái)裝置、輸送裝置、脫粒分離裝置、復(fù)脫裝置、一次和二次清選裝置、集糧裝置等組成。這種機(jī)型特征主要是通過(guò)更換釘齒和桿齒滾筒實(shí)現(xiàn)稻麥兼收，具有機(jī)動(dòng)靈活、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但故障率較高，可靠性不穩(wěn)定?，F(xiàn)在主要生產(chǎn)廠家有江蘇沃得、福田雷沃、洛陽(yáng)中收等公司，在蘇北、安徽、湖北等部分稻麥區(qū)使用。自走式收割機(jī)機(jī)身較大，并不適合水稻地區(qū)的水田及小田塊作業(yè)，因此，自走輪式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)大多用于北方水稻和小麥?zhǔn)崭睿苌儆糜谀戏剿臼崭?，南方地區(qū)市場(chǎng)需求量較小。

1.4 自走履帶式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)

自走履帶式聯(lián)合收割機(jī)主要由履帶行走裝置、操縱系統(tǒng)、割臺(tái)裝置、輸送裝置、脫粒分離裝置、清選裝置和集谷裝置等組成。自走履帶式全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)按脫粒分離機(jī)構(gòu)布置方式的不同分為橫置軸流和縱置軸流兩種類型收割機(jī)。

1.4.1 橫置軸流全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)

橫置軸流收割機(jī)的脫粒滾筒與割臺(tái)平行，是南方目前普遍使用的水稻聯(lián)合收割機(jī)。這類機(jī)型技術(shù)比較成熟，性能基本穩(wěn)定，應(yīng)用較廣，主要用在我國(guó)南方湖南、廣東、廣西、江西等雙季稻產(chǎn)區(qū)，代表機(jī)型有柳林 4LZ-2.0、沃得 4LZ-2.0、福田4LZ-1.8、廣聯(lián)4LZ-2.0等。橫置軸流收割機(jī)由于結(jié)構(gòu)上的空間所限，脫粒滾筒長(zhǎng)度一般較短，脫粒分離能力受到一定限制，對(duì)潮濕作物和一些難脫品種作物適應(yīng)性較差，速度稍快時(shí)還會(huì)出現(xiàn)跑糧現(xiàn)象，直接影響收割機(jī)的作業(yè)效率和工作性能。該機(jī)型收割機(jī)價(jià)格適中，一般每臺(tái)約7萬(wàn)元，水田通過(guò)性基本正常，目前仍是南方雙季稻區(qū)的主要機(jī)型。

1.4.2 縱置軸流全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)

縱置軸流全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)脫粒分離裝置采用縱向布置方式，通過(guò)喂入口的螺旋喂入葉輪把作物導(dǎo)入脫粒裝置，增大了脫粒長(zhǎng)度和分離面積，能夠在不增大機(jī)體體積的情況下提高生產(chǎn)率、脫凈率和減少破碎率，較好地解決難脫品種的脫凈率和破碎率矛盾的問(wèn)題及跑糧現(xiàn)象[3]。

目前在國(guó)內(nèi)使用的縱置軸流全喂入聯(lián)合收割機(jī)主要有：福田 4LZ-3.5G、奇瑞 4LZ-2.5Z、沃得4LZ-2.5B、柳林4LZ-2.0B、廣聯(lián)4LZ-2.8等，國(guó)外品牌有日本的久保田4LZ-2.5（PRO688Q），這些品牌的縱置軸流收割機(jī)近二三年才進(jìn)入南方市場(chǎng)銷售和使用，價(jià)格每臺(tái)在10萬(wàn)元左右，水田通過(guò)性好，性價(jià)比高，適合南方水稻大田塊收割作業(yè)。

縱置軸流全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)對(duì)高產(chǎn)、潮濕作物及一些難脫品種作物適應(yīng)性好，解決了全喂入聯(lián)合收割機(jī)對(duì)不同水稻品種的適應(yīng)性問(wèn)題，大幅提高了聯(lián)合收割機(jī)的性能技術(shù)指標(biāo)。2013年該機(jī)已成為南方地區(qū)新型主導(dǎo)機(jī)型，有較好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

2 南方水稻收獲機(jī)械技術(shù)存在的主要問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

2.1 南方水稻收獲機(jī)械技術(shù)存在的主要問(wèn)題

2.1.1 故障率高 適應(yīng)性差

目前在南方使用的部分全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)機(jī)型可靠性仍待提高，機(jī)器故障率居高不下，如行走系統(tǒng)的履帶脫軌或斷裂，變速箱轉(zhuǎn)向齒輪和銅套磨損嚴(yán)重，作業(yè)堵塞、工作零部件易損壞甚至引起傷人的事故，生產(chǎn)廠家在制造收割機(jī)零部件生產(chǎn)精度和質(zhì)量控制上有待進(jìn)一步提高。有的廠家生產(chǎn)的收割機(jī)對(duì)高產(chǎn)、潮濕作物和一些難脫品種作物適應(yīng)性較差，速度稍快時(shí)還會(huì)出現(xiàn)一些跑糧現(xiàn)象。

2.1.2 研發(fā)力度不夠 收獲質(zhì)量不高

我國(guó)幅員遼闊，地形地貌千差萬(wàn)別，特別是南方，多山地、丘陵，如廣東、廣西等省，這些地方的大部分水田田塊小、水稻成熟期又不一樣，連片地少，因而小型機(jī)較實(shí)用。而目前對(duì)通用性強(qiáng)的小型水稻聯(lián)合收割機(jī)研發(fā)力度不夠，小型水稻聯(lián)合收割機(jī)機(jī)型在結(jié)構(gòu)上還沒(méi)有較大突破，易出現(xiàn)故障影響作業(yè)速度，有的脫粒不凈，有的分離不徹底，夾帶和脫不凈損失較大，收獲的水稻清潔率達(dá)不到一次清選入庫(kù)的要求，還需要再次清選才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 收獲機(jī)械發(fā)展緩慢 自主創(chuàng)新能力弱

我國(guó)收獲機(jī)械制造業(yè)集中度低、功能單一，且同質(zhì)化嚴(yán)重。同時(shí)，中小型低端產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩，造成惡性競(jìng)爭(zhēng)，高技術(shù)含量的大、中型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)能力薄弱，持續(xù)發(fā)展的能力較差。其主要原因在于自主創(chuàng)新能力不足，缺乏技術(shù)推動(dòng)力。

2.1.4 收獲機(jī)械設(shè)計(jì)、制造技術(shù)手段低

水稻收獲機(jī)械行業(yè)缺少對(duì)各類產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理、設(shè)計(jì)理論的研究，設(shè)計(jì)、制造技術(shù)手段落后。新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品可靠性考核仍以田間試驗(yàn)為主，嚴(yán)重制約了產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展。

柔性制造系統(tǒng)（FMS）/網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)、虛擬仿真制造技術(shù)、信息化管理等先進(jìn)管理模式和技術(shù)手段沒(méi)有得到應(yīng)用普及，使得產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本居高不下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，企業(yè)市場(chǎng)適應(yīng)能力差。產(chǎn)品正式生產(chǎn)后問(wèn)題，產(chǎn)品零部件加工工藝性問(wèn)題、裝配工藝性問(wèn)題，不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品遲遲形不成量產(chǎn)。制造工藝和工藝裝備落后，對(duì)先進(jìn)的制造技術(shù)和裝備轉(zhuǎn)化應(yīng)用能力弱，無(wú)法滿足收獲機(jī)械產(chǎn)品的可靠性和壽命的需要，收割機(jī)械故障多，維修成本高。

2.2 南方水稻收獲機(jī)械產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在國(guó)際和國(guó)內(nèi)收獲機(jī)械技術(shù)進(jìn)步潮流的影響和加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新要求的推動(dòng)下，我國(guó)南方水稻收獲機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展領(lǐng)域、理念、目標(biāo)、模式及重點(diǎn)等都呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢(shì)，水稻收獲機(jī)械逐步由廉價(jià)，向性能優(yōu)、功能多、質(zhì)量高的方向轉(zhuǎn)變。

2.2.1 半喂入機(jī)市場(chǎng)疲軟 全喂入是主力機(jī)型

南方水稻收獲機(jī)械市場(chǎng)需求仍趨旺盛，半喂入收割機(jī)市場(chǎng)疲軟，全喂入仍是水稻收割機(jī)市場(chǎng)主力機(jī)型。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件的改善，南方水稻全程機(jī)械化作業(yè)的推廣和購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼政策的拉動(dòng)，近期水稻機(jī)仍將是市場(chǎng)需求的熱點(diǎn)，南方水稻收獲機(jī)械仍有很大的市場(chǎng)空間。

從近幾年的市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，半喂收割機(jī)因售價(jià)和三包服務(wù)費(fèi)用高，成本回收期長(zhǎng)，較多成熟用戶轉(zhuǎn)購(gòu)全喂入機(jī)型，半喂入銷售銳減。目前履帶式全喂入水稻收割機(jī)的可靠性大大提高，南方水稻聯(lián)合收割機(jī)仍然以全喂入履帶式收割機(jī)為主，特別是縱置軸流收割機(jī)對(duì)作物品種的適應(yīng)好、損失率低、濕脫性能好、性價(jià)比高，將逐漸成為水稻收割機(jī)市場(chǎng)的主力機(jī)型。

2.2.2 全喂入機(jī)市場(chǎng)的區(qū)域需求和功能需求趨于多樣化

由于南方水稻機(jī)種植區(qū)域條件、農(nóng)藝條件、作物特性和作業(yè)季節(jié)的差異性較大，需求也呈現(xiàn)區(qū)域化特征。湖北、安徽、湖南雙季稻和稻麥輪作區(qū)除了提高水稻收獲功能之外，對(duì)兼收小麥、油菜等作物的功能需求越來(lái)越強(qiáng)，江蘇、安徽、湖北等地區(qū)對(duì)莖稈處理的要求越來(lái)越高，安裝莖稈切碎及拋灑裝置或二次割刀成為該區(qū)域普遍需求，廣東、廣西、海南部分深泥腳、小地塊的區(qū)域需要割幅小、接地比壓力小的水稻收割機(jī)。

2.2.3 收割機(jī)械更新加快 產(chǎn)品向高性價(jià)比方向發(fā)展。

近兩年有一大批收割機(jī)用戶存在“逐新”傾向，

即他們追逐新收割機(jī)使用，在這個(gè)群體中，收割機(jī)的使用年限一般在2～3年，收回成本后即轉(zhuǎn)手，馬上購(gòu)買新機(jī)。這種快速更新拉動(dòng)市場(chǎng)需求。在水稻跨區(qū)作業(yè)、專業(yè)組織興起的拉動(dòng)下，縱置軸流大喂入量水稻收割機(jī)需求繼續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)也改變了我國(guó)收割機(jī)市場(chǎng)的需求結(jié)構(gòu)，加速了市場(chǎng)更新的腳步。

水稻機(jī)市場(chǎng)已趨于成熟，低性能、低價(jià)格的產(chǎn)品正逐步被市場(chǎng)淘汰，性價(jià)比成為水稻機(jī)用戶的主要關(guān)注點(diǎn)，產(chǎn)品的品牌、功能、性能、適應(yīng)性、可靠性、價(jià)格、服務(wù)等綜合因素已成為購(gòu)機(jī)戶的綜合考慮指標(biāo)，提高收益率是用戶的最終目的，高性價(jià)比收割機(jī)將成為市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。

2.2.4 從傳統(tǒng)小喂入量產(chǎn)品向中型化、高效率發(fā)展

近幾年，南方大、中型自走式聯(lián)合收割機(jī)的需求發(fā)展迅速，一方面顯示了用戶已不滿足長(zhǎng)期應(yīng)用的1.5 kg/s左右喂入量機(jī)型，轉(zhuǎn)而追求效率更高，使用收益更好的產(chǎn)品；另一方面受土地流轉(zhuǎn)和集約化經(jīng)營(yíng)發(fā)展趨勢(shì)影響，大喂入量收割機(jī)更能滿足規(guī)模化作業(yè)的需要。而且大、中型喂入量的機(jī)型國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼額較高，南方地區(qū)大部分農(nóng)機(jī)專業(yè)戶需求向2.0～4.0 kg/s大、中型喂入量機(jī)型發(fā)展。

2.2.5 向復(fù)合性、多功能發(fā)展

由于市場(chǎng)需求多樣化，水稻收獲機(jī)械產(chǎn)品和技術(shù)開(kāi)始向復(fù)合性、多功能發(fā)展。目前南方水稻收獲機(jī)械絕大多數(shù)用戶購(gòu)機(jī)時(shí)以生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，使用收益率的提高是用戶追求的目標(biāo)，多種收獲功能的機(jī)型成為用戶的首選。帶有兼收水稻、油菜、大豆等功能的水稻聯(lián)合收割機(jī)機(jī)型越來(lái)越受到用戶的青睞。

2.2.6 由單一機(jī)械技術(shù)向機(jī)電液一體化方向發(fā)展

水稻收割機(jī)機(jī)械技術(shù)開(kāi)始由單一機(jī)械技術(shù)向機(jī)電液一體化技術(shù)的綜合運(yùn)用方向發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和文化素質(zhì)的提高，用戶對(duì)智能化收獲機(jī)需求增加，采用HST液壓底盤(pán)行走裝置、割臺(tái)等液壓升降裝置、自動(dòng)卸糧裝置、自動(dòng)監(jiān)控和防堵塞裝置等機(jī)電一體化綜合技術(shù)的智能化水稻收獲機(jī)械將取代以機(jī)械技術(shù)為主的收獲機(jī)械，機(jī)電液等自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用，將改善駕駛員工作條件和使用安全性，機(jī)器操縱和調(diào)節(jié)將更加靈活、快捷、方便。

[1]王飆，劉峰，李云伍.我國(guó)水稻收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J].農(nóng)機(jī)化研究，2013（10） : 226-229.

[2]鄧玲黎，李耀明.我國(guó)水稻收獲機(jī)械化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2001（2）:4-6+25.

[3]楊寶善,曹建敏，李雪穎.水稻收獲機(jī)械化的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2007（7）: 227-228.