本刊記者|武圣俊

為中國雜糧收獲開啟機械化時代

本刊記者|武圣俊

雜糧是我國種植業(yè)結構調(diào)整的重要代替作物和改善膳食結構的重要口糧品種，他是老少邊窮地區(qū)促進扶貧開發(fā)，提高農(nóng)民受益的重要經(jīng)濟作物。谷子、蕎麥、燕麥、青稞等雜糧作物種植面積近400萬公頃，總產(chǎn)量居世界前列。但是我國雜糧作物種植區(qū)域地形復雜多樣，雜糧生產(chǎn)大多都停留在人工收獲水平，嚴重制約了我國雜糧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

雜糧機械收獲正起步

糧食作物關系到國家的糧食安全。在中國水稻、玉米、小麥這些主糧作物已經(jīng)有了相當成熟的機械化服務，這些作物種植面積達？，市場廣，機械生產(chǎn)廠家也愿意在大田作物機械上多投入，但是與主糧作物同為糧食作物的雜糧作物的機械化水平卻非常低。在中國的農(nóng)機市場上幾乎是見不到專門針對某一雜糧作物的農(nóng)機。雜糧種植面積狹小、分散以及作物本身的生長特性制約了雜糧收獲機械的研發(fā)推廣，反過來機械化的發(fā)展滯后也制約著中國雜糧產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

谷子在澳大利亞、美國、日本等國家大都是被當作動物牧草而少量種植，其收獲也是利用牧草收獲機械進行收割。在國內(nèi)谷子則是當作糧食作物種植，之前國內(nèi)星光農(nóng)機、山東寧聯(lián)等農(nóng)機企業(yè)通過更換傳統(tǒng)谷物聯(lián)合收獲機的個別部件進行谷子收獲，但是谷粒的損失率非常高。

蕎麥在全世界的種植范圍都非常廣。在國內(nèi)大多是通過改造谷物聯(lián)合收獲機來實現(xiàn)機械化收獲。意大利崔凱紐荷蘭（全球）有限公司卻通過更換大豆聯(lián)合收獲機的脫粒凹版、降低滾筒和清洗風機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)了蕎麥的機械化收獲。美國的康奈爾大學研究認為兩端聯(lián)合收獲不僅可以降低收獲損失，還可使籽粒充分后熟，是蕎麥的最佳收獲方式。我國蕎麥種植面積和產(chǎn)量位居世界第2位，但目前仍采用人工收獲，蕎麥專用聯(lián)合收獲機還沒有在國內(nèi)出現(xiàn)。

美國約翰迪爾公司（John Deere）通過更換收獲機械的割臺，調(diào)節(jié)運動參數(shù)等技術實現(xiàn)了燕麥的機械收獲。但是國外的燕麥品種是以皮燕麥為主。皮燕麥在機械收獲的時候不易圍纏堵塞，滾筒脫出物中輕雜物也比較少，因此才可以通過更換稻麥聯(lián)合收獲機部件來實現(xiàn)機械收獲。但是在我國燕麥種植是以裸燕麥為主，在采用谷物聯(lián)合收獲機作業(yè)時割臺損失大、燕麥的籽實破損嚴重、收割機旋轉(zhuǎn)部件容易圍繞堵塞，所以目前我國的燕麥種植仍然是以人工收獲為主。

青稞的種植主要分布在我國的西藏、青海、四川甘孜和阿壩等區(qū)域。青稞不僅是藏族人民的主要糧食，更是全國各地人民喜愛的粗糧。不僅如此，青稞的莖稈也是種植區(qū)畜牧業(yè)的主要飼料。但是在采用稻麥聯(lián)合收獲機作業(yè)的時候，卻不能分離芒-草，無法滿足農(nóng)戶糧草雙收的需求。目前我國青稞收獲還以人工為主，國內(nèi)關于青稞機械收獲的研究也尚為空白。國外還沒有種植青稞的記錄，所以關于青稞聯(lián)合收獲機的研究也未見報道。

目前國內(nèi)雜糧作物機械化收獲還處于起步的階段，專用的雜糧聯(lián)合收獲機械非常的少，雜糧機械化收獲的水平很低。雜糧收獲機械可進一步推動我國雜糧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品種植結構，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。研發(fā)雜糧聯(lián)合收獲機械，對于提升我國雜糧生產(chǎn)水平、支撐雜糧產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展及保障我國糧食安全具有重要意義。

解決關鍵技術，實現(xiàn)雜糧機械化收獲

特色雜糧收獲技術與裝備研發(fā)項目由中農(nóng)集團農(nóng)業(yè)裝備有限公司為項目牽頭承擔單位，河南科技大學、中國農(nóng)業(yè)大學、洛陽中收機械裝備有限公司、河北省農(nóng)林科學院等院校、企業(yè)、科研院所共同參與。河南科技大學姬江濤為項目負責人。該項目將結合不同的雜糧作物的生長的獨特特點，綜合分析雜糧作物莖-穗機械力學特性、植株生產(chǎn)形狀、籽粒成熟期的差異，進行系統(tǒng)研究。

雜糧作物目前大多為無序種植，在成熟的時候穗頭會低垂糾纏，穗子里的籽實也較為分散，穗幅差非常大。除此之外還存在芒-莖分離、韌性秸稈容易纏繞積聚阻塞等難題。

為此，項目組將針對這些雜糧實現(xiàn)機械收獲中的棘手難題，探索低損分禾切割、莖穗分流收獲技術。減少韌性秸稈纏繞對收獲機械運作的不良影響，實現(xiàn)兩段收獲。使脫粒的損傷率降到最低，差異較小的混雜籽粒得到清選。這些技術取得突破后，將提高我國雜糧收獲裝備的整體自主技術水平，使我國的雜糧收獲機械在相關技術領域處于世界先進地位。

據(jù)項目負責人姬江濤介紹，項目研究將針對雜糧機械化收獲迫切需求，和現(xiàn)有谷物聯(lián)合收獲機無法用于雜糧收獲的現(xiàn)狀，開展對雜糧作物機械收獲力學特性和收獲機理的研究，突破作物機械力學特性、復雜性狀雜糧作物低損收割、韌性秸稈纏繞消減、小差異混雜籽粒清選等9項雜糧收獲關鍵技術，開發(fā)出8種出適合典型區(qū)域的雜糧聯(lián)合收獲機械。

項目負責團隊將以雜糧作物機械收獲力學特性，雜糧作物收獲機理及關鍵工作部件以及雜糧作物系列收獲機研發(fā)為研究重點。按照基礎理論研究、收獲機理研究、關鍵工作部件研究、整機開發(fā)與田間試驗4個層面制定技術路線。以作物機械收獲力學特性基礎理論研究支撐收獲機理研究，以小差異混雜籽粒清選等收獲機理研究支撐關鍵工作部件研究，以超低草谷比脫粒裝置等關鍵工作部件研究支撐雜糧聯(lián)合收獲整機開發(fā)，并會通過田間試驗來對成果進行考核。

推進雜糧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動產(chǎn)業(yè)鏈增益

項目取得的一系列技術成果得到實際運用之后，可以明顯降低收獲勞動強度，減少作業(yè)損失，提高雜糧種植的效益，提高雜糧種植農(nóng)民的經(jīng)濟收入，引導農(nóng)民擴大雜糧種植面積，提高雜糧作物的產(chǎn)業(yè)化水平，促進種植區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構的調(diào)整升級。另外，雜糧作物收獲裝備的研發(fā)可以使我國的農(nóng)機生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品多元化，為農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造新的增長點，提高與之相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雜糧收獲機械得到推廣應用之后，也可以增加農(nóng)機商戶、農(nóng)機手的經(jīng)濟收入。

姬江濤介紹，在研究雜糧機械收獲之外，還將項目研究打造成為教師科研教學的重要平臺，為參加單位在培養(yǎng)高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才方面起到重要作用。隨著項目的開展，各參與單位的研究與生產(chǎn)隊伍會得到明顯的加強，學術隊伍的整體素質(zhì)將進一步得到提高。

在項目研發(fā)的收獲機投入使用之后，項目團隊還將對雜糧收獲機的實際工作情況進行準確的跟蹤檢測，確保收獲機的工作性能，有效提高收獲機的工作效率和可靠性。為了能夠更好地服務收獲機操作和維修人員，項目組會對雜糧收獲機進行實時地理位置檢測，方便廠家進行售后隨訪和售后服務，以此提升廠家售后服務率，提升服務質(zhì)量。

我國雜糧種植區(qū)域廣，地勢多樣。項目研發(fā)的谷子、蕎麥、燕麥、青稞聯(lián)合收獲機將綜合采用疏落籽實低損收割、低損傷脫粒、圓筒篩-風機清選、芒-莖分離、秸稈粉碎打捆等技術，開發(fā)與出不同雜糧作物，不同種植區(qū)域條件、生產(chǎn)率匹配的割臺、脫粒、分離、清洗、秸稈打捆等裝置。除此之外，該項目還將優(yōu)化收獲機整機布置參數(shù)，研制輪式、履帶式雜糧聯(lián)合收獲機，以滿足平原地區(qū)與丘陵山區(qū)等不同地形區(qū)域雜糧機械化收獲的需求。

雜糧因其營養(yǎng)價值高，已成為全世界廣泛食用的健康食品。但是，由于種植雜糧產(chǎn)量低、收獲期短、勞動強度大、損失高等原因?qū)е?0年代之后雜糧的種植面積下降到了高峰期的50%。

該項目研發(fā)的系列雜糧聯(lián)合收獲機，將有力推動我國雜糧作物機械化收獲技術水平，促進我國雜糧產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。在收獲機得到推廣之后，我國現(xiàn)有的400萬公頃種植面積中的70%將實現(xiàn)機械化收獲，會使160萬人口的勞動力得到解放，種植戶的生產(chǎn)效益將會顯著提高，我國雜糧種植面積也會迅速擴大。根據(jù)我國雜糧種植種類、區(qū)域、面積等因素估算，我國雜糧預計需要80000臺各型雜糧收獲機。在技術對接生產(chǎn)廠家之后，將形成16000臺的年生產(chǎn)能力，可取得16億的銷售收入，創(chuàng)造12000個就業(yè)崗位，得到20800萬元的利稅。