劉曉娟 李姿漩
摘 要:針對我國缺少鮮食玉米低損摘穗輸送技術(shù)問題,通過重點突破柔性摘穗和無傷害輸送等關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)鮮食玉米收獲臺,研發(fā)鮮食玉米聯(lián)合收獲機,解決鮮食玉米機械化收獲問題。
關(guān)鍵詞:無損傷摘穗;柔順摘穗;經(jīng)濟效益
隨著我國鮮食玉米行業(yè)的快速發(fā)展,國內(nèi)鮮食玉米種植、貯藏以及深加工技術(shù)也在不斷成熟發(fā)展。鮮食玉米包括甜玉米、糯玉米、筍玉米等。目前全世界甜玉米種植已超過133萬hm2,主要分布在美國、加拿大、歐洲、泰國、中國、日本和中國臺灣地區(qū)。2017年,我國鮮食玉米種植面積達(dá)到2000萬畝,鮮食玉米市值已達(dá)300億元,預(yù)計今后幾年國內(nèi)種植規(guī)模還會擴大。然而,我國鮮食玉米收獲機械技術(shù)研究還處于起步階段,產(chǎn)品以美國OXBO早期產(chǎn)品為原型,存在損失率、籽粒破碎率大等問題。針對我國缺少鮮食玉米低損摘穗輸送技術(shù)問題,通過重點突破柔性摘穗和無損傷輸送等關(guān)鍵技術(shù)難點,開發(fā)鮮食玉米收獲臺,研制鮮食玉米聯(lián)合收獲機,解決鮮食玉米機械化收獲難題。
1 鮮食玉米摘穗技術(shù)
(1)鮮食玉米柔性摘穗技術(shù)。研究鮮食玉米果穗自動對中拉莖技術(shù);研究拉莖輥轉(zhuǎn)速可調(diào)裝置,改變拉莖強度,減少果穗端部損傷、斷穗;研制鮮食玉米柔性摘穗裝置,提高收獲質(zhì)量,降低摘穗損失。
(2)鮮食玉米無損傷輸送技術(shù)。在拉莖過程中,玉米果穗與輸送部分發(fā)生沖擊碰撞,產(chǎn)生斷穗和果穗損傷,造成摘穗損失,研究柔性輸送技術(shù),研發(fā)橡膠輸送帶,實現(xiàn)無損傷輸送。
(3)鮮食玉米莖稈切割回收技術(shù),研究鮮食玉米莖稈切割回收技術(shù),開發(fā)分置式鮮食玉米莖稈回收裝置,充分利用鮮食玉米莖稈的飼用價值。
(4)鮮食玉米莖稈揉搓技術(shù),為提高鮮食玉米莖稈青儲飼料的利用價值,研制莖稈揉搓裝置。
(5)整機技術(shù)。通過優(yōu)化輔助駕駛系統(tǒng)、靜液壓驅(qū)動底盤,集成上述技術(shù)裝置,研制鮮食玉米聯(lián)合收獲機,提高其收獲質(zhì)量與機械化水平。
2 鮮食玉米莖稈揉搓技術(shù)
在分析果穗損傷機理的基礎(chǔ)上,研究鮮食玉米的揉搓性摘穗和無損傷輸送技術(shù):研究鮮食玉米的收獲臺,實現(xiàn)鮮食玉米揉搓摘穗和無損傷輸送,具體研究方法如下:
(1)鮮食玉米揉搓性摘穗技術(shù)。利用對行切割夾持機構(gòu),使果穗自動對中拉莖,減小拉莖過程中拔穗輸送元件對果穗沖擊造成的損傷;研究帶式果穗輸送技術(shù),同時通過調(diào)整拉莖輥轉(zhuǎn)速,減少斷莖稈、斷穗,降低摘穗損失。
(2)鮮食玉米無損傷輸送技術(shù)。通過開發(fā)減沖式拔穗輸送裝置和優(yōu)化低損帶式輸送過橋等結(jié)構(gòu)參數(shù)與加工工藝,改變與果穗的接觸形式,研制低損喂入與無損傷輸送裝置,實現(xiàn)鮮食玉米的柔性摘穗和無損傷輸送。
(3)鮮食玉米莖稈切割回收技術(shù)。通過研究鮮食玉米莖稈切割回收原理,開發(fā)分置式鮮食玉米莖稈回收裝置,充分利用鮮食玉米莖稈的飼用價值。
(4)鮮食玉米莖稈揉搓技術(shù)。研制莖稈揉搓裝置,獲得高質(zhì)量青儲飼料。
(5)整機技術(shù)。通過優(yōu)化輔助駕駛系統(tǒng),靜液壓驅(qū)動底盤等,集成上述技術(shù)與裝置,分別研制鮮食玉米聯(lián)合收獲機,提高其收獲質(zhì)量與機械水平。
3 無損傷輸送技術(shù)
一次性完成莖稈導(dǎo)入、玉米摘穗、秸稈切斷等作業(yè)功能,可以在摘穗的同時實現(xiàn)玉米秸稈切斷,輸送過程中減輕碰撞,降低果穗損傷率,為鮮食玉米收獲提供可靠的摘穗臺,促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。
(1)柔性摘穗無損傷輸送技術(shù)。根據(jù)玉米的形狀,品種差異產(chǎn)生的穗莖連接力不同,建立開環(huán)拉莖輥轉(zhuǎn)速自動控制模型,調(diào)整拉莖輥轉(zhuǎn)速,改變拉莖強度,減少果穗損傷、斷穗、斷莖稈;研制減沖拔穗輸送裝置,降低玉米果穗與拔穗輸送鏈的沖擊碰撞強度,減少斷穗和果穗的損傷,實現(xiàn)柔性摘穗,無損傷輸送和低損收獲。
(2)形成玉米收獲全覆蓋體系。根據(jù)鮮食玉米的機械收獲需求,研制具有智能控制的柔性摘穗、無損傷輸送、莖葉除雜的鮮食玉米聯(lián)合收獲機,填補國內(nèi)空白,支撐玉米全覆蓋機械化收獲,全面提升聯(lián)合收獲裝備水平。
4 經(jīng)濟效益和社會效益
據(jù)有關(guān)資料介紹截止2018年末,全國鮮食玉米產(chǎn)區(qū)已遍布29個省市(自治區(qū)),種植面積近2000萬畝,其中糯玉米1200萬畝,居世界第一,種植面積呈上升態(tài)勢;甜玉米500萬畝,占全球25%,北方中高端甜玉米品種培育有新的突破。全國甜加糯玉米300萬畝,是我國自主研發(fā)的鮮食玉米新品種,目前我國已自主研發(fā)出100多個優(yōu)質(zhì)鮮食玉米品種,糯玉米育種技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位。鮮食玉米收獲機的誕生,將構(gòu)建適合我國的玉米機械化收獲體系,能夠顯著提高玉米收獲作業(yè)質(zhì)量,極大的降低收獲勞動強度。增加玉米種植農(nóng)戶的經(jīng)濟收入,促進(jìn)種植區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級。高效智能玉米收獲裝備將促進(jìn)農(nóng)機生產(chǎn)廠家產(chǎn)品多元化,成為企業(yè)經(jīng)濟和技術(shù)創(chuàng)新的增長點,提高相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟效益及社會效益。
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