青貯玉米收獲機(jī)械現(xiàn)狀探析

成小飛　宋衛(wèi)海　周進(jìn)　張華　鄭振華

摘要 ? ?本文介紹了傳統(tǒng)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的特點(diǎn)，分析了國(guó)內(nèi)外青貯玉米收獲機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了國(guó)產(chǎn)青貯機(jī)械存在的問(wèn)題，以期為我國(guó)青貯玉米收獲機(jī)械的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?青貯玉米收獲機(jī);現(xiàn)狀;問(wèn)題

中圖分類號(hào) ? ?S817.11 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）16-0127-02

玉米是世界三大糧食作物之一，也是一種重要的飼料原料，我國(guó)玉米總需求量的78%用于畜牧業(yè)養(yǎng)殖[1]，預(yù)計(jì)到2020年，畜牧用玉米需求量將達(dá)到89.2%以上[2]?？梢哉f(shuō)，玉米對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。玉米莖稈中含有較多的碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪，可與牧草媲美，既可以青貯又可以直接飼喂。青貯玉米具有調(diào)制方便、可長(zhǎng)久保存、養(yǎng)分流失率低的優(yōu)點(diǎn)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家很重視青貯玉米的發(fā)展[3]。隨著我國(guó)畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，近幾年市場(chǎng)對(duì)青貯玉米收獲機(jī)的需求也逐年增多。

1 ? ?傳統(tǒng)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的特點(diǎn)

我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要有牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī)、背負(fù)式玉米聯(lián)合收獲機(jī)和自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)等機(jī)型，技術(shù)都已經(jīng)比較成熟，玉米機(jī)收率達(dá)到了70.89%，其共同的顯著特點(diǎn)就是玉米秸稈粉碎還田。秸稈還田具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是增加土壤有機(jī)質(zhì)，改良土壤特性;二是返還土壤氮、磷、鉀等元素的營(yíng)養(yǎng)，節(jié)約肥料成本;三是節(jié)約農(nóng)時(shí)，降低焚燒秸稈造成的環(huán)境污染。與此同時(shí)，也存在以下缺點(diǎn)：一是由于秸稈還田量過(guò)大或不均勻易發(fā)生土壤微生物（即秸稈轉(zhuǎn)化的微生物）與作物幼苗爭(zhēng)奪養(yǎng)分的矛盾，甚至出現(xiàn)黃苗、死苗、減產(chǎn)等現(xiàn)象;二是在還田的秸稈中會(huì)殘留一些蟲(chóng)卵和病菌，在粉碎過(guò)程中不能消除病蟲(chóng)害的根源，會(huì)危害下茬作物。

由于秸稈還田的缺點(diǎn)所在，又加上種植者環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，造成大面積焚燒秸稈、污染環(huán)境等現(xiàn)象。盡管政府采取了相應(yīng)的治理管控措施，但焚燒秸稈現(xiàn)象依舊大面積存在，造成了環(huán)境污染。

2 ? ?國(guó)內(nèi)外青貯玉米收獲機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 ? ?國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀

專業(yè)的青貯機(jī)主要有2種類型：自走式青貯機(jī)和割臺(tái)式青貯機(jī)[2]。歐美青貯機(jī)的研究開(kāi)展較早，也比較成熟。割臺(tái)式青貯機(jī)則主要有側(cè)置收獲和后置收獲2種，收獲幅寬最大可達(dá)到3 m。國(guó)外懸掛式青貯機(jī)主要有Kemper（冠軍）C系列產(chǎn)品、PottingerMEX系列青貯割臺(tái)、意大利奧特瑪?shù)?200型與OTMA1100、葡萄牙的AMG—300LD型青貯機(jī)、巴西的PECUS單雙行系列青貯機(jī)等。以冠軍C系列青貯割臺(tái)為例，其割幅有1.2、2.2、3.0 m，不對(duì)行收割，快速籽粒破碎，不受種植行距的限制，并且可以收割倒伏作物，個(gè)頭小，速度快，可以收割玉米、向日葵、大麥等多種作物;多方位懸掛，具有仿形功能，適合在多種地形作業(yè);同時(shí)冠軍青貯割臺(tái)是CLAAS、紐荷蘭、約翰迪爾青貯機(jī)割臺(tái)主要供應(yīng)商，可以提供3～9 m割臺(tái)，同時(shí)小圓盤(pán)結(jié)構(gòu)可適用于高、矮稈作物兼收，大圓盤(pán)結(jié)構(gòu)主要適用于高稈青貯作物收獲，產(chǎn)品性能優(yōu)越。常見(jiàn)的自走式青貯收獲機(jī)品牌有CLAAS、凱斯紐荷蘭、約翰迪爾、科羅尼以及俄羅斯的東金戈梅利等，這2年又有不少企業(yè)涉足青貯機(jī)行業(yè)，其先進(jìn)的青貯機(jī)械主要有以下特點(diǎn)。

2.1.1 ? ?設(shè)計(jì)人性化，具有良好的視野和操作舒適性。有的機(jī)型擁有定速巡航功能，有效減輕了操作者大面積作業(yè)時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度。各種操作手柄、控制面板以及顯示面板一應(yīng)俱全，駕駛員可以在駕駛室內(nèi)對(duì)各個(gè)動(dòng)作部件進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作與控制。

2.1.2 ? ?歐美自走式青貯機(jī)械主要基于種植模式，以大功率、高效率產(chǎn)品為主。以KRONE（科羅尼）BIGX600～1100系列青貯機(jī)為例，其中BIGX1100最大可提供10.5 m的工作寬度，獨(dú)特的鏈?zhǔn)礁畹?、鏈?zhǔn)捷斔湍Ｊ绞菇斩捘軌驒M向傳送，節(jié)省了傳送空間，有效增加了割臺(tái)的輸送能力?？烧郫B的割臺(tái)，方便節(jié)省運(yùn)輸空間?？死笿AGUAR（捷豹）840～880系列、930～980系列青貯飼料收獲機(jī)的動(dòng)力為290～662 kW，占據(jù)世界自走式青貯機(jī)近50%的市場(chǎng)份額。約翰迪爾部分青貯機(jī)的工作速度能達(dá)到20 km/h，其中8000系列青貯機(jī)能達(dá)到200 t/h的收獲效率。此外，其他產(chǎn)品還有凱斯—紐荷蘭FR系列自走式青貯機(jī)等，產(chǎn)品性能優(yōu)越。

2.1.3 ? ?注重新技術(shù)應(yīng)用，擁有先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)，產(chǎn)品自動(dòng)化程度比較高，提高了青貯機(jī)的操縱性和安全性。智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè)、自動(dòng)收獲裝車作業(yè);發(fā)動(dòng)機(jī)智能管理系統(tǒng)能夠根據(jù)作業(yè)需求，自動(dòng)匹配發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，達(dá)到機(jī)械最佳工作狀態(tài);金屬探測(cè)器能夠有效保證割臺(tái)以及切碎系統(tǒng)的安全;物料流傳感器能有限地檢測(cè)收獲效率和產(chǎn)量，并且根據(jù)需要自動(dòng)控制調(diào)節(jié)添加劑的添加;信息管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)信息的統(tǒng)計(jì)、傳輸以及遠(yuǎn)程協(xié)作。

2.1.4 ? ?模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，在一定程度上提高了產(chǎn)品的通用性。歐美自走式青貯一般采用模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)需要添加籽粒破碎、智能控制模塊等;通過(guò)更換不同的作業(yè)模塊，可以實(shí)現(xiàn)高、矮稈作物的收獲以及撿拾青貯等作業(yè)。

2.2 ? ?國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

自2015年中央一號(hào)文件提出“加快發(fā)展發(fā)展草牧業(yè)，支持青貯玉米和苜蓿等飼草料的種植，開(kāi)展糧飼改與種養(yǎng)結(jié)合模式試點(diǎn)，促進(jìn)糧食、經(jīng)濟(jì)作物、飼草料三元種植結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展”后，國(guó)內(nèi)青貯機(jī)市場(chǎng)發(fā)展迅速，參與到青貯機(jī)生產(chǎn)的企業(yè)越來(lái)越多。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的青貯收獲機(jī)有以下2種類型：①牽引（懸掛）式青貯收獲機(jī)，主要生產(chǎn)企業(yè)有山東華農(nóng)青貯機(jī)械有限公司、新鄉(xiāng)市豫東輕工機(jī)械有限公司、新疆牧神等;②大中型自走式青貯收獲機(jī)，主要有中機(jī)美諾、山東巨明、石家莊美迪、新疆牧神、河北農(nóng)哈哈、洛陽(yáng)四達(dá)等[4]。

自走式青貯機(jī)因效率高、性能好，在大中型農(nóng)場(chǎng)較受歡迎。目前，國(guó)內(nèi)大中型青飼料基地大多數(shù)使用國(guó)外進(jìn)口中型自走式青貯收獲機(jī)，而國(guó)內(nèi)自走式青貯機(jī)由于價(jià)格便宜、質(zhì)量有所提高，也占據(jù)了一定的市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)自走式青貯機(jī)主要有以下幾種。①以新疆牧神為代表的獨(dú)立割臺(tái)式自走式青貯機(jī)。其主要特點(diǎn)是前置割臺(tái)完成了全部的收割、切碎、拋送功能，行走底盤(pán)只提供動(dòng)力，與割臺(tái)式青貯機(jī)類似，這類青貯機(jī)由于受割臺(tái)空間布置以及動(dòng)力傳遞限制，割幅不會(huì)太大，目前最大割幅達(dá)3.5 m，對(duì)倒伏以及矮稈作物收獲效果不佳，籽粒破碎效果一般，收獲效率不高。類似生產(chǎn)廠家有河北農(nóng)哈哈等。②以美迪為代表的引進(jìn)國(guó)外自走式青貯機(jī)技術(shù)生產(chǎn)企業(yè)。該機(jī)型對(duì)植株高度高于3 m的玉米、高粱等作物收割較困難，收獲損失大，其喂入雜亂無(wú)條理，因而切碎效果較差。其他企業(yè)有石家莊易鳳泰、德州牦牛等。③以中機(jī)美諾為代表的立式滾筒青貯收獲機(jī)。其采用前置割臺(tái)結(jié)構(gòu)，輸送、切碎、拋送位于駕駛室下方，操作方便靈活，動(dòng)力充足;對(duì)于收獲高稈作物效果好、效率高，但是對(duì)于倒伏嚴(yán)重的作業(yè)環(huán)境收獲效果不佳，易堵塞。近2年，為了解決割臺(tái)堵塞、收獲穩(wěn)定性差等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)也做了大量探索。比如，中機(jī)美諾9800、981青貯機(jī)、巨明4QZS—3000青貯機(jī)直接選裝冠軍割臺(tái);洛陽(yáng)四達(dá)4QZ—10A型青貯機(jī)則選用日本原裝進(jìn)口割臺(tái)，引進(jìn)全液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，產(chǎn)品穩(wěn)定性明顯提高;河北鑫萬(wàn)達(dá)則將冠軍割臺(tái)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，最大能做7.5 m割臺(tái)。

割臺(tái)式青貯機(jī)主要有2種形式[5]。一種是以新疆牧神為代表的立式滾筒式青貯割臺(tái)，有1.2、1.8、2.2 m等3種形式，作業(yè)類型則有側(cè)置式和后置式2種。其主要問(wèn)題是收獲效率低、籽粒破碎效果差，由于需要倒行拖拉機(jī)或者專用動(dòng)力底盤(pán)以致驅(qū)動(dòng)動(dòng)力設(shè)備難以尋找，雖然最新的割臺(tái)式青貯機(jī)已經(jīng)可以增加籽粒破碎功能，但終歸非主流產(chǎn)品。另一種是類似于滅茬機(jī)類型的甩刀式青貯機(jī)，主要靠高速甩刀將作物切斷打碎向上拋送，然后由風(fēng)機(jī)將粉碎的物料拋至物料收集箱，其主要缺點(diǎn)是效率低、收獲青飼料土質(zhì)含量比較大、飼料品質(zhì)差。

3 ? ?國(guó)產(chǎn)青貯機(jī)械存在的問(wèn)題

3.1 ? ?現(xiàn)有種植模式阻礙了大型先進(jìn)青貯裝備的應(yīng)用

目前，我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了大型種植農(nóng)場(chǎng)，但是存在土地集約化程度低、單塊種植規(guī)模小、土地整理不規(guī)范等問(wèn)題?，F(xiàn)有市場(chǎng)規(guī)模使企業(yè)沒(méi)有開(kāi)展大型青貯裝備研發(fā)的動(dòng)力，阻礙了我國(guó)大型先進(jìn)青貯裝備的應(yīng)用。

3.2 ? ?國(guó)產(chǎn)玉米青貯收獲機(jī)水平較低，可靠性不高

產(chǎn)品欠缺獨(dú)創(chuàng)性，還處在簡(jiǎn)單模仿階段。對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用投入不足，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研究不到位;零部件工藝性研究有待提高，現(xiàn)階段的生產(chǎn)工藝水平嚴(yán)重影響了國(guó)內(nèi)青貯機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3 ? ?生產(chǎn)專業(yè)化程度不足

歐美青貯機(jī)械以及其他機(jī)械類產(chǎn)品已經(jīng)形成了完備的產(chǎn)業(yè)鏈條，各個(gè)部件都有專業(yè)化公司完成，能保證產(chǎn)品的整體質(zhì)量穩(wěn)定性，能保證最新技術(shù)的應(yīng)用。

3.4 ? ?產(chǎn)品品種少、覆蓋面不全

首先，目前青貯機(jī)械的研究重點(diǎn)是大中型機(jī)械，但是對(duì)于丘陵山地等非常零散的種植模式少有涉及。比如，寧夏、甘肅一帶牛羊養(yǎng)殖單戶較多，地塊多是山地丘陵，非常零散，導(dǎo)致大型機(jī)械難以進(jìn)入，每戶都采用人工收割，然后運(yùn)輸回家用小型鍘草機(jī)粉碎入窖青貯，費(fèi)時(shí)費(fèi)力;缺乏小巧、靈活、便宜的青貯設(shè)備。其次，新青貯生產(chǎn)工藝裝備如收獲打捆一體機(jī)、打捆機(jī)、包膜機(jī)、打捆包膜一體機(jī)、專用運(yùn)輸車等產(chǎn)品基本是空白，缺少前瞻性研究開(kāi)發(fā)，裝載夾包機(jī)具也只有個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)[6-7]。

3.5 ? ?扶植政策偏離

現(xiàn)有農(nóng)機(jī)科技項(xiàng)目的初衷是為了培植我國(guó)農(nóng)機(jī)科研力量，扶植企業(yè)搞創(chuàng)新研發(fā)。但大多數(shù)項(xiàng)目被看似有實(shí)力的高校、企業(yè)得到，最終評(píng)價(jià)也僅僅以樣機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)以及論文、專利的產(chǎn)出為標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目結(jié)果是生產(chǎn)出一個(gè)國(guó)外技術(shù)的簡(jiǎn)單仿制品，缺乏細(xì)致、深入的研究，難以形成有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。現(xiàn)有模式難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)科研力量培養(yǎng)和企業(yè)科研創(chuàng)新力的提升[8-9]。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

一方面，我國(guó)2018年畜牧業(yè)總產(chǎn)值3.2萬(wàn)億元，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的30%，而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)中的占比超過(guò)50%，我國(guó)畜牧業(yè)將大力發(fā)展，畜牧機(jī)械的市場(chǎng)需求也會(huì)大幅增加，青貯收獲機(jī)作為畜牧機(jī)械的重要組成部分，將面臨良好的發(fā)展機(jī)遇;另一方面，從技術(shù)上看，玉米莖稈兼收是主流;從功能上看，一機(jī)多用、復(fù)合式作業(yè)是趨勢(shì)?？傊覈?guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械必然朝著新型、智能、低耗、高效的方向發(fā)展，新型青貯玉米收獲機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用是促進(jìn)我國(guó)畜牧行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。

5 ? ?參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目 ? 山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目（SD2019NJ013）。

作者簡(jiǎn)介 ? 成小飛（1987-），男，山東東營(yíng)人，碩士，講師。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。

收稿日期 ? 2020-04-22