滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)玉米籽粒破碎的影響

○河南省舞陽(yáng)縣農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)中心 白衛(wèi)衛(wèi) 馮小麗 李廣興

2018～2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部連續(xù)三年將“玉米籽粒低破碎機(jī)械化收獲技術(shù)”確立并發(fā)布為十項(xiàng)重大引領(lǐng)性農(nóng)業(yè)技術(shù)之一。玉米聯(lián)合收獲機(jī)械在作業(yè)中造成的籽粒破碎率、損失率、含雜率等是評(píng)價(jià)機(jī)械作業(yè)質(zhì)量的重要指標(biāo)。本文依托漯河市承擔(dān)的國(guó)家、省、市2018～2019年試驗(yàn)示范項(xiàng)目所采集數(shù)據(jù)，主要分析玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)作業(yè)質(zhì)量中籽粒破碎的影響，掌握不同脫粒方式、不同種植模式、不同含水率玉米聯(lián)合收獲機(jī)不同滾筒轉(zhuǎn)速與籽粒破碎之間的關(guān)系。

一、試驗(yàn)內(nèi)容與方法

1.試驗(yàn)地點(diǎn)漯河市舞陽(yáng)縣蓮花鎮(zhèn)玉米籽粒收獲機(jī)械化技術(shù)百畝機(jī)具試驗(yàn)方。

2.試驗(yàn)機(jī)具以橫軸流脫粒方式為代表的喜盈盈4YB-4型和縱軸流脫粒方式為代表的豪豐4YZL-5型玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)各一臺(tái)。

3.試驗(yàn)品種鄭原玉432、新單61、新單58、京農(nóng)科828（均為適宜本地籽粒直收的玉米品種）。

4.試驗(yàn)方法：

（1）處理設(shè)計(jì)及試驗(yàn)總綱在百畝試驗(yàn)方內(nèi)根據(jù)玉米品種劃定相應(yīng)試驗(yàn)處理，每個(gè)處理設(shè)定三個(gè)測(cè)定區(qū)，分別對(duì)兩種脫離形式的玉米籽粒收獲機(jī)進(jìn)行三個(gè)工況（530r/min，560r/min，590r/min）進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。

（2）機(jī)具的調(diào)整與操作玉米籽粒收獲機(jī)試驗(yàn)按使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行操作，根據(jù)玉米果穗、莖桿直徑取中間值調(diào)整摘穗板、拉莖輥間隙為最佳狀態(tài)，并將凹板間隙和滾筒轉(zhuǎn)速調(diào)至試驗(yàn)要求。

（3）試驗(yàn)區(qū)的劃分每個(gè)處理區(qū)都由穩(wěn)定區(qū)、測(cè)定區(qū)和停車(chē)區(qū)組成。測(cè)定區(qū)長(zhǎng)度20m，測(cè)定區(qū)前設(shè)有20m的穩(wěn)定區(qū)，測(cè)定區(qū)后設(shè)有10m的停車(chē)區(qū)。

（4）取樣與檢測(cè)從收割機(jī)糧倉(cāng)內(nèi)取樣2kg的籽粒樣本，然后人工分揀完整籽粒和破碎粒以及雜質(zhì)，按質(zhì)量計(jì)算籽粒破碎率。

（5）測(cè)定數(shù)據(jù)的精度測(cè)定區(qū)長(zhǎng)度精確到0.1m；接取籽粒樣品精確到0.1kg，破碎樣品精確到1g。

二、試驗(yàn)結(jié)果與分析

1.不同脫粒方式玉米籽粒收獲機(jī)相同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如表1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)所示：整體上橫軸流與縱軸流兩種脫粒方式對(duì)玉米籽粒破碎率的影響無(wú)優(yōu)劣之分，首先，僅有品種京農(nóng)科828橫軸流脫粒方式滾筒轉(zhuǎn)速530r/min作業(yè)破碎率為4.6%外，其他均大于5%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求；并且橫軸流脫粒方式也僅有兩組數(shù)據(jù)表明滾筒轉(zhuǎn)速越高破碎率越大趨勢(shì)，其余橫軸流和縱軸流脫粒方式有四組數(shù)據(jù)隨滾筒轉(zhuǎn)速越高破碎率呈高低高形態(tài)，兩組數(shù)據(jù)隨滾筒轉(zhuǎn)速越高呈低高低形態(tài)，這種不穩(wěn)定狀態(tài)很難界定孰優(yōu)孰略；但是，可以確定，玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速是影響作業(yè)質(zhì)量籽粒破碎率的一個(gè)重要因素。根據(jù)實(shí)地監(jiān)測(cè)記錄，兩臺(tái)玉米籽粒收獲機(jī)試驗(yàn)作業(yè)中存在滾筒轉(zhuǎn)速波動(dòng)，未能按照設(shè)定滾筒轉(zhuǎn)速作業(yè)，是造成玉米籽粒破碎率隨滾筒轉(zhuǎn)速變化有不同差異的原因。由表1可見(jiàn)，有2組的籽粒破碎率在相同滾筒轉(zhuǎn)速與其他差異明顯，即滾筒轉(zhuǎn)速530r/min時(shí)橫軸流脫粒方式籽粒破損率14.6%和縱軸流脫粒方式破碎率13.1%，與最優(yōu)破碎率4.6%相差達(dá)到10個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)玉米籽粒破碎影響的試驗(yàn)前，充分考慮了操作手建議的最優(yōu)滾筒轉(zhuǎn)速530r/min，將各機(jī)具滾筒轉(zhuǎn)速僅從這個(gè)基礎(chǔ)遞增30r/min，使試驗(yàn)受限。

表1 2019年不同脫粒方式玉米籽粒收獲機(jī)相同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率對(duì)比表

表1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中還可發(fā)現(xiàn)，從不同玉米品種同一轉(zhuǎn)速破碎率情況看，機(jī)具滾筒轉(zhuǎn)速作業(yè)破碎率同時(shí)受玉米品種的影響；實(shí)際監(jiān)測(cè)中，相關(guān)玉米品種存在成熟度不均勻現(xiàn)象，成熟度不均勻也就造成收前籽粒含水率高低不一，因此就造成同滾筒轉(zhuǎn)速下籽粒破碎率不穩(wěn)定情況。

2.脫粒滾筒轉(zhuǎn)速極限試驗(yàn)分析2018年9月23日，在試驗(yàn)方進(jìn)行的脫粒滾筒轉(zhuǎn)速極限試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，脫粒滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)玉米籽粒機(jī)收質(zhì)量的影響。測(cè)試機(jī)型為縱軸流脫粒方式為代表的豪豐4YZL-5型玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)，分別設(shè)置540r/min、800r/min和1000r/min三個(gè)轉(zhuǎn)速，試驗(yàn)品種為迪卡517。結(jié)果顯示（圖1），滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)玉米籽粒機(jī)收質(zhì)量有顯著影響，破碎率、雜質(zhì)率和落粒率均隨著滾筒轉(zhuǎn)速的增加而增加，轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí)破碎率和雜質(zhì)率最高。

圖1 滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)收獲質(zhì)量的影響

3.不同種植模式橫軸流玉米籽粒收獲機(jī)相同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率數(shù)據(jù)分析從表2可知：普通種植模式和合理密植種植模式在橫軸流脫粒方式相同含水率的情況下，除品種新單58外，其他品種相同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率起伏不大，說(shuō)明種植模式與玉米籽粒收獲破碎率無(wú)線(xiàn)性關(guān)系；無(wú)論普通種植模式還是密植種植模式籽粒破碎率，隨滾筒轉(zhuǎn)速提高破碎率越大，滾筒轉(zhuǎn)速越低破碎隨之降低，個(gè)別品種存在差異變化，但不太明顯。

4.玉米籽粒不同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速作業(yè)破碎率數(shù)據(jù)分析表3分析了同一品種不同含水率滾筒轉(zhuǎn)速的破碎情況，從圖表上可以看出同一含水率下滾筒轉(zhuǎn)速在590r/min破碎率較高，低含水狀態(tài)下滾筒轉(zhuǎn)速越高破碎越大。同時(shí)，也說(shuō)明玉米籽粒收獲前含水率是影響玉米籽粒機(jī)收質(zhì)量的重要因素。

表2 2018年不同種植模式橫軸流玉米籽粒收獲機(jī)相同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率對(duì)比表

表3 2018～2019年玉米籽粒不同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速作業(yè)破碎率對(duì)比表

三、結(jié)論

通過(guò)不同脫粒方式玉米籽粒收獲機(jī)相同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率試驗(yàn)，脫粒滾筒轉(zhuǎn)速極限試驗(yàn)，不同種植模式橫軸流玉米籽粒收獲機(jī)相同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速破碎率試驗(yàn)，玉米籽粒不同含水率不同滾筒轉(zhuǎn)速作業(yè)破碎率試驗(yàn)等四組試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：

1）無(wú)論縱軸流玉米籽粒收獲機(jī)還是橫軸流玉米籽粒收獲機(jī)，滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)玉米籽粒機(jī)械化收獲作業(yè)破碎率有顯著關(guān)聯(lián)，初步掌握相同籽粒含水率情況下滾筒轉(zhuǎn)速越高籽粒破碎率越高的趨勢(shì)，反之滾筒轉(zhuǎn)速越低籽粒破碎率越低的趨勢(shì)，這對(duì)加強(qiáng)玉米籽粒收獲機(jī)重要零部件創(chuàng)新優(yōu)化提供了依據(jù)。

2）縱軸流玉米籽粒收獲機(jī)、橫軸流玉米籽粒收獲機(jī)僅為脫粒方式的不同，無(wú)關(guān)孰優(yōu)孰略，所謂優(yōu)于，僅為喂入量或者脫粒能力縱軸流比橫軸流略強(qiáng)。但在玉米籽粒收獲中，選擇適當(dāng)玉米籽粒含水率，通過(guò)機(jī)具關(guān)鍵零部件調(diào)整，均能達(dá)到國(guó)家玉米籽粒收獲作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3）玉米種植模式對(duì)玉米籽粒機(jī)械化收獲所產(chǎn)生的破碎率增高無(wú)相關(guān)性。這為玉米合理密植、提質(zhì)、增產(chǎn)、增效提供了依據(jù)。

4）玉米品種對(duì)玉米籽粒機(jī)械化收獲所產(chǎn)生的破碎率不穩(wěn)定具有顯著相關(guān)性。這為培育耐密、抗病、抗倒、穗位適中、后期籽粒脫水快、苞葉疏松、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、中早熟適宜玉米籽粒機(jī)收的品種提供了參考。

5）進(jìn)一步證明玉米收獲前籽粒含水率與機(jī)具滾筒轉(zhuǎn)速是造成玉米籽粒收獲破碎的兩大主要原因。

本測(cè)試結(jié)果僅表明不同脫粒方式、不同含水率、不同種植模式的收獲機(jī)械、不同滾筒轉(zhuǎn)速之間對(duì)玉米籽粒收獲質(zhì)量的影響，應(yīng)在玉米籽粒直收機(jī)械化技術(shù)推廣應(yīng)用中引起足夠的重視；試驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，除去玉米收前籽粒含水率、收獲機(jī)械設(shè)計(jì)等造成的作業(yè)質(zhì)量不高外，機(jī)收作業(yè)中的人為因素不容忽視。本文結(jié)果只對(duì)滾筒轉(zhuǎn)速做出試驗(yàn)對(duì)比，不作為選擇機(jī)具的依據(jù)。