李微微
(蘭西縣農業(yè)機械服務總站,黑龍江 蘭西 151500)
玉米是我國重要的糧食作物,不僅種植范圍廣,而且產(chǎn)量很高,近年來我國的玉米種植面積普遍在3 800萬~4 100萬hm2之間,達到全國糧食種植面積的1/3以上,且玉米具有高產(chǎn)特點,農民種植過程可依賴的機械產(chǎn)品較多,作業(yè)過程的人力負擔相對較小[1]。隨著農業(yè)機械技術的不斷進步,我國玉米全程機械化生產(chǎn)模式已經(jīng)基本形成,玉米生產(chǎn)各個階段的機械產(chǎn)品種類和功能得到了快速豐富,機械化生產(chǎn)的效率和可靠性得到了進一步提升。玉米收獲機作為玉米生產(chǎn)的重要機械,在玉米收獲過程中發(fā)揮著重要作用。由于我國不同地區(qū)對于玉米種植的品種和農藝選擇存在較大差異,因此,在應用玉米收獲機開展作業(yè)時,應根據(jù)各地區(qū)玉米栽培特點進行機械結構的相應調整,以提升玉米收獲機的適用性,提高收獲作業(yè)的效率和糧食品質。
我國玉米收獲機技術在多學科技術的支持下已經(jīng)取得了顯著進步,現(xiàn)階段的產(chǎn)品研發(fā)已經(jīng)由過去的技術引進和參照設計發(fā)展成為與我國生產(chǎn)實際相結合的自主研發(fā)設計,玉米收獲機產(chǎn)品類型逐漸豐富的同時,所應用的電氣、液壓、控制等技術也逐漸增多,機具的作業(yè)可靠性和適用性顯著提高。
總體上看,隨著農村生產(chǎn)模式的不斷優(yōu)化,傳統(tǒng)玉米小規(guī)模生產(chǎn)逐漸向著承包經(jīng)營和聯(lián)合經(jīng)營的模式轉型,也使中大型的玉米收獲機產(chǎn)品逐漸替代了傳統(tǒng)的小型收獲機和背負式收獲機,使生產(chǎn)效率得到了顯著提升?,F(xiàn)階段我國玉米收獲機的產(chǎn)品種類分布趨于合理,背負式收獲機和自走式2行收獲機主要應用在小面積農田和山區(qū)、丘陵等地形不良的玉米產(chǎn)區(qū),平原地區(qū)的玉米收獲機產(chǎn)品更多的以4行以上的中大型機型作業(yè)為主。2020年玉米的綜合機械化收獲普及率已經(jīng)達到90%,玉米收獲機在農業(yè)生產(chǎn)中所能發(fā)揮的作用進一步提升,與我國的農業(yè)生產(chǎn)也實現(xiàn)了良好的融合[2]。
1. 割臺;2.底盤系統(tǒng);3.駕駛室;4.升運器;5.剝皮機;6.集糧倉圖1 玉米收獲機的主要結構示例
玉米收獲機的結構主要包括了割臺、升運器、剝皮機、秸稈粉碎裝置、集糧倉以及底盤和控制裝置等(圖1)。主要結構和相關功能如下:
(1)割臺的主要功能是實現(xiàn)玉米果穗的采摘和對秸稈的處理,其主要功能結構包括扶禾器、割刀、摘穗輥、輸送攪龍等。工作過程通過扶禾器將玉米植株引入收獲機,再通過割刀和摘穗輥將秸稈割斷并將果穗摘下,摘下的果穗通過攪龍輸送至升運器。
(2)升運器是用來輸送玉米的裝置,通常采用刮板式結構,能夠連通割臺與剝皮機,并將剝皮機中的玉米果穗輸送至糧倉。
(3)剝皮機是將玉米果皮去除的裝置,主要采用組合式剝皮輥形式,利用剝皮輥相對旋轉產(chǎn)生的擠壓力與摩擦力將玉米果皮去除。
(4)集糧倉主要用于收集剝皮后的玉米果穗;底盤裝置用于機具行駛和安裝割臺升運器、剝皮機等裝置,秸稈粉碎裝置多位于整機下方,用于將秸稈粉碎成不大于10 cm小段;控制裝置用于控制機具的行駛,檢測各部件工作情況,調整機具作業(yè)方案。
(5)除上述結構外,玉米收獲機還配備有液壓裝置、動力裝置等,用于實現(xiàn)玉米收獲機的基礎功能。
現(xiàn)階段來說,先進的玉米收獲機產(chǎn)品基本上實現(xiàn)了自動化要求,能夠根據(jù)預設的結構形式自動化地完成全部工作方案,但是由于我國農業(yè)生產(chǎn)中的玉米品種選擇具有多樣化特點,不同品種在不同地區(qū)的栽培模式也存在很大差異,因此,一臺玉米收獲機要實現(xiàn)對收獲過程的高度適用要求,必須通過對各個工作結構的精細調整來實現(xiàn)。對機械收獲產(chǎn)生影響的玉米品種差異性因素主要包括玉米植株高度、結穗直徑、果皮包覆性、果穗含水率、種植行距、抗倒伏性等。
2.2.1 針對玉米果穗直徑的調整
玉米果穗的成熟直徑對收獲機的收獲狀態(tài)具有一定的影響,玉米果穗多呈尖部細尾部粗的形狀,尾部的直徑對于玉米摘穗、玉米剝皮可能產(chǎn)生一定的影響。當玉米尾部直徑較小時,常規(guī)的機械摘穗會存在摘穗輥間隙過大問題,易導致收獲過程對果穗尾部產(chǎn)生擠壓與啃食,造成玉米的品質降低,此時應適當將摘穗輥間隙調小,以降低損傷率;當玉米果穗直徑過大,剝皮機工作時兩輥之間的間距不足,導致對果皮產(chǎn)生的擠壓力不足,造成剝皮率降低,此時應將成對剝皮輥的間隙適當調大。
2.2.2 針對果穗含水率的調整
當玉米果穗的含水率較低,玉米粒過于干燥,在收獲過程易掉粒而產(chǎn)生糧食損失,此時應控制收獲機的運轉速度,并保證行駛的勻速性,避免不必要的沖擊增大糧食損失率。同時可將剝皮機的增壓板調高,減小剝皮過程的增壓作用,降低剝皮過程中糧食損失。若果穗含水率較高,通常機械化剝皮的難度增加,應調整增壓裝置的壓力,以提高剝皮機的剝凈率。
2.2.3 針對果皮包覆性的調整
除含水率對剝皮效果產(chǎn)生影響外,不同品種的玉米果皮的包覆性也存在很大差異,某些品種的玉米果皮包覆性較強,即使采用人工剝皮難度也較大,此時通過增加增壓板壓力、適當增大成對剝皮輥間隙來提高剝凈率,部分機具還可通過增設剝皮釘、剝皮膠塊等形式提高剝皮效率;部分玉米的果皮較為松散,在剝皮作業(yè)的過程中容易將其去除,則不需要過于調大剝皮機的性能,以免出現(xiàn)糧食損失問題。
2.2.4 針對種植行距的調整
玉米收獲機在設計時充分考慮了我國玉米栽培的常規(guī)行距,通常情況下,玉米收獲機對于種植行距偏差在100~130 mm以內的種植模式能夠較好適應,收獲機單次收獲的行數(shù)越少,其對行距差異性的適應性越強,隨著收獲行數(shù)的增多,6~8行的機型需要通過調整扶禾器的水平距離來適應特殊行距的種植要求。扶禾器行距的調整要從中間向外側依次調整,避免調整不當造成扶禾器推倒玉米秸稈問題發(fā)生。
2.2.5 針對秸稈直徑的調整
秸稈的直徑會對收獲機的摘穗性能產(chǎn)生較大影響,在機械化摘穗的過程中若秸稈過粗,會造成秸稈難以進入摘穗輥夾持位置或進入夾持位置的過程緩慢,導致摘穗功能失效或摘穗效率降低,此時應根據(jù)秸稈的直徑適當調大摘穗輥之間的間隙;若秸稈過細,秸稈在摘穗輥夾持位置所受到的夾持力不足,會造成秸稈排出困難,由于夾持力不足還導致摘穗成功率降低,因此應通過調整適當減小摘穗輥之間的間隙。
2.2.6 針對倒伏問題的調整
部分玉米品種的抗倒伏能力較弱,遇到大風、暴雨等極端天氣易出現(xiàn)植株倒伏問題,倒伏的植株對機械化收獲造成了更高的難度。對于輕度倒伏的玉米植株,在順著倒伏方向收獲時,可通過降低扶禾器上喂入鏈的轉速,并同時以較低的車速進行慢速收獲;對于倒伏相對嚴重但仍能進行機械化收獲的農田,可采用收獲機單趟逆向收獲,避免機具順著倒伏方向進行收獲,從而提高玉米收獲率。
只有根據(jù)玉米栽培特點與品種特性對玉米收獲機進行科學的調整,玉米的收獲品質才能得到進一步提高,精細化地調整也是玉米收獲由傳統(tǒng)的粗放型向精細化作業(yè)的一大轉變,有利于提高玉米生產(chǎn)的經(jīng)濟收益,并減少糧食浪費。
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