李永濤

（山西省農(nóng)業(yè)機械質量監(jiān)督管理站，山西太原 030027）

淺談我國水稻聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

李永濤

（山西省農(nóng)業(yè)機械質量監(jiān)督管理站，山西太原 030027）

從我國水稻生產(chǎn)基本情況入手，闡述了國內(nèi)外水稻聯(lián)合收割機的研究現(xiàn)狀，針對當前我國水稻聯(lián)合收割機的應用現(xiàn)狀及存在問題，指出水稻聯(lián)合收割機將朝著大功率、高性能、高可靠性、高智能化方向發(fā)展，并對今后的行業(yè)發(fā)展提出合理化建議。

水稻聯(lián)合收割機；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1 我國水稻作物種植基本概況

我國是水稻主要生產(chǎn)國之一，種植面積約為3 500×104hm2，占世界水稻總種植面積的近1/4，水稻產(chǎn)量居世界首位。我國水稻產(chǎn)區(qū)分布廣，除青海省外，各省區(qū)都有水稻種植，主要集中在黃河以南的省、市、自治區(qū)。不同的氣候條件對水稻的收成影響較大，華南大部分地區(qū)無霜期長，一般在250～350 d，早稻收獲時雨量比較多，遇到臺風侵入，倒伏率較高，為機械作業(yè)帶來困難；長江流域地區(qū)無霜期一般為200～250 d，要求早稻及時收獲，趕時間為晚稻插秧，否則晚稻產(chǎn)量影響很大；北方地區(qū)華北無霜期為180～220 d，西北地區(qū)為150～180 d，尤其是東北地區(qū)的無霜期僅有130～150 d，收獲時常遇早霜，經(jīng)常會在霜后作業(yè)。

2 水稻聯(lián)合收割機國內(nèi)外研究狀況

2.1 國外研究狀況

進入21世紀，歐美等發(fā)達國家已經(jīng)全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化，聯(lián)合收割機向大型、高效、可靠及高適應性方向發(fā)展。為了提高收割機的利用率、適應性、安全性和高適應性并能可靠地工作，歐美等發(fā)達國家農(nóng)機企業(yè)融入機電液一體化、自動化及智能化新技術，采用計算機模擬設計、試驗，對收割機的作業(yè)參數(shù)進行有效的實時監(jiān)測、調控。例如，為了有效減少脫粒滾筒堵塞現(xiàn)象，研制出脫粒滾筒負荷監(jiān)控系統(tǒng)；為了機手能實時觀察到機器作業(yè)狀況、機器位置，設計了收獲作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)；還有產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)等新技術。這些新系統(tǒng)的安裝與投入，使得機手只需要觀察各個監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)，就可以輕松地應對田間作業(yè)，減少損失，降低勞動強度。

近年來，國外學者進行了大量的應用研究，對谷物聯(lián)合收割機產(chǎn)品進行了較大的技術改進。例如，通過增加分離系統(tǒng)尺寸提高分離的性能、采用大功率發(fā)動機提高產(chǎn)品的作業(yè)超負荷能力、應用GPS定位及高智能傳感器等電子信息技術應對機器故障監(jiān)控和改善機器作業(yè)質量。根據(jù)國外大農(nóng)場農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的需求，國外谷物聯(lián)合收割機當前技術發(fā)展正在朝著大功率、高可靠性、高智能化方向發(fā)展。

2.2 國內(nèi)研究狀況

我國聯(lián)合收割機的發(fā)展起步于上世紀50年代，隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟體制的不斷深化和“易地收割、跨區(qū)作業(yè)”經(jīng)營模式的出現(xiàn)，谷物聯(lián)合收割機行業(yè)得到了快速發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)由計劃經(jīng)濟時期的幾家發(fā)展到20多家。到20世紀90年代末，涉足聯(lián)合收割機行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)增加到了150家左右，這一階段以新疆-Ⅱ號機型為代表的小麥收割機技術得到快速成熟，隨著一些具有雄厚技術實力的其他行業(yè)大型企業(yè)加入，水稻聯(lián)合收割機的產(chǎn)量和社會持有量迅猛增加，同時小麥收割機技術的成熟影響到水稻聯(lián)合收割機在南方水稻產(chǎn)區(qū)的技術革新，以中機南方、浙江柳林、沃得集團為代表的水稻聯(lián)合收割機企業(yè)引導了水稻收割機的技術進步。值得一提的是，在南方水稻聯(lián)合收割機發(fā)展的初期，日本、韓國等半喂入聯(lián)合收割機企業(yè)利用成熟的技術和可靠的性能，在國家購機補貼政策的推動下很快進入我國市場，國內(nèi)諸如“科利亞”“太湖”“碧浪”等品牌也追隨日本、韓國企業(yè)進行了不斷的探索和實踐。但是，由于有技術和資金方面的支持，日本、韓國企業(yè)一直占據(jù)著我國市場的主要份額。根據(jù)不完全統(tǒng)計，日韓企業(yè)的產(chǎn)品2006年占半喂入機型近90%的市場份額，2007年仍占半喂入機型65%的市場份額，隨后國產(chǎn)半喂入機型的產(chǎn)品性能質量有了較快的提高，性價比甚至高于日本、韓國產(chǎn)品。

經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，隨著成熟小麥收割機技術的引領，廣大科研機構、企業(yè)不同程度地借鑒國外先進技術，我國的水稻聯(lián)合收割機通過引進消化吸收，并在實踐中不斷創(chuàng)新，特別是在國家多年來惠農(nóng)政策的激勵下，在水稻收割機社會保有量持續(xù)增加的情況下，基本實現(xiàn)了水稻收獲機械化的普及過程。

目前，我國積極推行集約化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式，水稻聯(lián)合收割機的發(fā)展趨勢將向大型號、大功率、多功能、自動化、智能化等與國際接軌的模式發(fā)展?？蒲腥藛T對現(xiàn)代新技術開發(fā)在聯(lián)合收割機上的應用，也做了大量有意義的探索。例如，河南科技大學介戰(zhàn)等人應用模糊控制方法研究了關于聯(lián)合收割機喂入量自適應系統(tǒng)；江蘇大學的陳樹人等人研究了基于GPS的聯(lián)合收割機測速裝置；浙江大學對聯(lián)合收割機主要工作部件檢測裝置進行了研究，通過轉速變化分析實現(xiàn)收割機風扇、脫粒滾筒、籽粒攪龍及雜余攪龍部件等堵塞故障判斷，并且進行故障的預警和聲光報警等科研成果。

3 國內(nèi)水稻聯(lián)合收割機應用與問題

3.1 國內(nèi)水稻聯(lián)合收割機的應用

國外的聯(lián)合收割機在上世紀中葉稱為“康拜因”，意思為農(nóng)作物收割作業(yè)的聯(lián)合機械，可完成農(nóng)作物的收割、脫粒、穎糠雜物等清選、分離的大型聯(lián)合收獲機械。聯(lián)合收割機的出現(xiàn)，改變了南方水稻產(chǎn)區(qū)農(nóng)民傳統(tǒng)的收獲模式（人工割稻、運送稻谷到場院、脫粒作業(yè)、揚場清選、人工裝袋），結束了歷朝歷代農(nóng)民“面朝換土背朝天”的歷史，農(nóng)民的勞動強度大大減輕，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到較大提高，隨著水稻聯(lián)合收割機技術不斷進步，收獲損失越來越少、收獲質量越來越高。

目前，我國水稻產(chǎn)區(qū)聯(lián)合收割機的產(chǎn)品分類較多，主要包括四大類：

（1）輪式自走全喂入聯(lián)合收割機。此機型轉彎半徑大，適合寬闊且平整的旱地作業(yè)，主要集中在北方稻麥產(chǎn)區(qū)和黑龍江墾區(qū)農(nóng)場的田間作業(yè)，因為轉移方便，適合跨區(qū)域或異地收割。

（2）履帶式自走全喂入聯(lián)合收割機。此機型比較適用于華中及華南地區(qū)的濕性土壤環(huán)境作業(yè)，另外轉彎半徑小、重心低，比較適于山區(qū)及丘陵地區(qū)等小田塊收割，以收獲水稻為主，同時也能收獲小麥。不適合長距離轉移，如要長距離轉移作業(yè)，需要借助其他交通工具運輸。

（3）履帶式自走半喂入聯(lián)合收割機。此機型主要適用于水稻收獲，是聯(lián)合收割機中價格相對較高、結構最復雜的產(chǎn)品。與其他機型相比，此機型收獲的糧食清潔度高，對倒伏嚴重、深泥腳的收割條件具有較強適應能力。多數(shù)機型都配裝有莖稈切碎器，根據(jù)用戶的需要，可以選擇收割后保留莖稈完整鋪放，以便回收利用；也可以選擇莖稈切碎后直接還田。

（4）懸掛式聯(lián)合收割機。此機型主要依附拖拉機來傳導動力，雖然此機型比較簡單，具有多種功能，但由于不是一體機，所以拆裝費力、費時，目前此類產(chǎn)品基本被市場所淘汰。

3.2 國內(nèi)水稻聯(lián)合收割機存在的問題

（1）通過性差。有些機型機身較重、不夠靈活，除去地塊大小的因素外，在泥腳較深的田塊作業(yè)較為困難。

（2）可靠性、適用性及舒適性較差。機器容易出現(xiàn)故障，影響作業(yè)效率，標準要求水稻清潔率在95%左右，但我國水稻聯(lián)合收割機因脫粒不凈、分離不徹底還伴有夾帶等因素，需要二次清選才能達到要求。

（3）成本過高。因技術條件不成熟，所以在提高機器質量的同時，成本會相應增加，人們想要買到好的機器會付出更高的費用。

（4）耳位噪聲達不到標準要求。耳位噪聲達不到標準要求，其原因是多方面的。首先是發(fā)動機的噪聲偏高；其次是發(fā)動機的配置有不合理之處，如履帶機型的發(fā)動機就在駕駛員座位下面，離操作者太近；第三是零部件制造質量問題，如機加工件精度達不到要求、旋轉件的平衡達不到要求；第四是裝配精度達不到要求，如位置度、配合間隙等；第五是工作臺、覆蓋件剛度較差，容易發(fā)生共振。

4 水稻聯(lián)合收割機的發(fā)展趨勢及對策

4.1 水稻聯(lián)合收割機的發(fā)展趨勢

隨著農(nóng)村經(jīng)濟向集約化模式的逐漸轉變，新一輪轉型后的水稻聯(lián)合收割機市場需求很大。今后，我國水稻聯(lián)合收割機重點應放在高性能和高可靠性的機型上，通過上述分析，可看出今后的發(fā)展趨勢大致如下。

（1）懸掛式全喂入聯(lián)合收割機。由于我國南方地塊面積較小，大多數(shù)形狀不規(guī)則，且多為丘陵地形，泥腳相對較深，使得懸掛式全喂入聯(lián)合收割機不好下田，即使能下田也會因為割茬高對后季作物種植增加難度。由于其配置受制于懸掛動力的局限，結構存在許多先天性的缺陷，平原地區(qū)多年前就沒有了它的存在空間。今后，在南方這種機型最終為其他自走機型所取代。

（2）半喂入聯(lián)合收割機。目前，市場上流行的半喂入聯(lián)合收割機基本上均為履帶自走式機型，該產(chǎn)品性能優(yōu)越、轉彎半徑小，尤其日本、韓國機型在2010年之前一段時間里風靡一時，在我國主要水稻產(chǎn)區(qū)發(fā)揮著主力軍的作用。2010年之后，隨著履帶全喂入機型的技術成熟和農(nóng)村政策向集約化模式的轉變，半喂入聯(lián)合收割機由于受工作幅寬局限性的影響，一些區(qū)域的市場發(fā)展空間逐漸被履帶式自走全喂入機型所取代。

（3）多用途聯(lián)合收割機。拓寬機具的使用范圍，如果能做到一機多用，比如開發(fā)通用底盤，能在收獲季節(jié)安裝收獲部件使其成為收割機，其他季節(jié)里安裝其他部件，便可從事運輸作業(yè)或田間作業(yè)。這一思路結合丘陵山區(qū)和一些經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)農(nóng)民購買力較低的現(xiàn)狀，有一定的現(xiàn)實意義；如果自走式谷物聯(lián)合收割機能做到稻麥兼收，通過更換割臺等部件可收獲玉米、大豆等農(nóng)作物，在北方也應有較好的市場空間。

（4）高自動化、高智能化是聯(lián)合收割機發(fā)展的必然趨勢。目前，一些先進的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在其產(chǎn)品上成功運用了智能化數(shù)據(jù)監(jiān)測采集等信息化技術，該項技術在一些大專院校進行較為深入的研究，但在產(chǎn)品應用方面與國外先進機型比較還有較大差距，如脫粒滾筒負荷監(jiān)控系統(tǒng)、收獲作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、全自動導向系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)等新技術。

4.2 今后水稻聯(lián)合收割機發(fā)展的幾點建議

（1）進一步發(fā)揮政策引領作用，各級政府要推行的農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設、集約化農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，在農(nóng)機補貼政策實施過程中逐漸給予扶持導向。重點區(qū)域可適當采取先行先試的方式，加大補貼力度或增加地方性補貼配套資金等措施，引導農(nóng)民購買先進適用的水稻聯(lián)合收割機。

（2）加強產(chǎn)學研結合、協(xié)同創(chuàng)新、分工協(xié)作，全面提高聯(lián)合收割機的技術創(chuàng)新和生產(chǎn)專業(yè)化。一些發(fā)展較好的水稻聯(lián)合收割機生產(chǎn)企業(yè)應加大投入進行產(chǎn)品升級研發(fā)，中小型企業(yè)應積極吸納大專院校、科研機構研發(fā)人員參與自身企業(yè)產(chǎn)品的升級換代，促進行業(yè)整體水平朝著高性能、高智能、高可靠性方向發(fā)展。

（3）水稻聯(lián)合收割機是比較復雜的農(nóng)業(yè)機械，既要在不同環(huán)境的田間操作使用，又要在公路上行駛轉移，產(chǎn)品體積大、操縱機構復雜，建議對收割機產(chǎn)品實行駕駛員證管理制度。目前，以類型劃分的聯(lián)合收割機產(chǎn)品，各家結構大體相同，可以統(tǒng)一組織駕駛員進行聯(lián)合收割機的安全使用、保養(yǎng)、維修、調整等系統(tǒng)學習，考試合格后發(fā)給駕駛證。我國聯(lián)合收割機行業(yè)產(chǎn)品使用說明書的編制相對詳細、規(guī)范，但由于操作者的文化素質較低，使用中基本不看使用說明書，而各企業(yè)在使用說明書中提出的“操作者必須經(jīng)過培訓取得合格證后方可駕駛機器”的說明大部分流于形式，操作者不按使用說明書進行操作、維修、保養(yǎng)，也是導致聯(lián)合收割機可靠性低的原因之一，為此企業(yè)在“三包”服務上也付出了較大的代價。此項工作可由農(nóng)機管理部門組織，企業(yè)參與，培訓形式也可充分借助網(wǎng)絡、媒體等各種信息渠道進行?！?/p>

Brief Discussion on Present Situation and Development Trend of Rice Combine Harvester in China

LI Yongtao

（Shanxi Agricultural Machinery Quality Supervision and Management Station，Taiyuan，Shanxi 030027，China）

This paper describes the research status of rice combine harvesters based on the basic situation of rice production in China.In view of the present situation and existing problems of rice combine harvesters，this paper analyses and put forward that rice combine harvester's development trend will be high-power，high performance，high reliability and high intelligence. This paper also gives some rationalization proposals on the future development of the rice combine harvester industry.

rice combine harvester；present situation；development trend

S225.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.032

1671-9646（2017）01a-0118-03

2016-11-17

李永濤（1990— ），男，大專，技術員，研究方向為農(nóng)業(yè)機械。