摘要：为解决我国玉米籽粒直收作业高损失率和籽粒破碎率、倒伏作物难收等行业的关键难题，以美迪玉米籽粒收割台为研发载体，将欧洲先进的收获技术和国内田间作业需求相结合，研发出自动调距摘穗板、加长拉茎辊等核心技术，形成全齿轮传动和多重安全保护的玉米籽粒直收技术体系。经过田间性能试验，可以实现摘穗板间隙自动调节，籽粒破碎率降到1.2%以下，倒伏玉米收获损失率控制在3%以内，作业效率比传统设备提高了25%，为玉米机械化籽粒收获减损增效提供了一套系统的解决方案。

　　关键词：大型玉米籽粒收获机；籽粒直收技术；收获减损；性能验证；技术研发

　　1.引言

　　玉米是我国种植面积最大、总产量最高的粮食作物，籽粒直收技术是玉米机械化收获的主要方式，它的发展水平直接影响到玉米种植效益和产业现代化的发展。目前我国玉米籽粒直收还存在收获损失率高、籽粒破碎严重、倒伏地块适用性差等问题，并且传统的收获设备存在机构调节复杂、传动系统容易磨损、安全防护不到位等缺点，从而限制了玉米籽粒直收技术的规模化应用[1]。按照农业农村部玉米机械化收获减损技术指导要求，根据国内各个玉米产区田间作业的特点，研发出适应性强、作业效率高、损失率低的玉米籽粒直收技术，并进行系统的性能验证，对促进我国玉米生产由“收棒子”向“收籽粒”转变、保障粮食生产安全有重要的现实意义和产业应用价值。

　　2.玉米籽粒直收技术研发背景与需求分析

　　2.1玉米籽粒直收技术的核心需求

　　我国玉米种植区域广阔，黄淮海、东北、西北等主产区的种植行距、品种特性、田间条件存在较大差异，对籽粒直收技术有“适配性强、作业高效、损失可控”的基本要求。根据行业数据可知，我国玉米籽粒机械化收获面积不到15%，传统收获方式作业环节多、人工成本高，由于机具技术短板造成的收获损失率一般都在5%以上，远远超过农业农村部规定的3%优质作业标准。我国大部分玉米品种的收获期籽粒含水量为30%—40%，超过机收适宜标准的25%，籽粒破碎和脱粒损失问题更加严重，急需研发出相应的技术解决方案。

　　2.2传统籽粒直收设备的技术痛点

　　传统玉米籽粒收获机割台存在着很多技术缺陷，是影响作业质量的主要原因。其一，摘穗板间隙需要人工经常调节，不能适应田间玉米秸秆粗细不均的情况，容易造成果穗漏摘或者籽粒被挤压破碎；其二，拉茎辊长度不够，需要高转速来完成果穗分离，增加了果穗和割台的碰撞损失，高转速还会造成链条传动磨损，增加设备维护成本[2]；其三，对倒伏玉米的收获能力差，传统的拨禾机构不能很好地揽入倒伏的玉米植株，漏割率超过10%；其四，秸秆处理能力差，残渣粉碎粒度大，不利于免耕播种模式的推广；其五，安全防护体系不健全，过载容易造成割台组件和联合收获机损坏，降低设备作业可靠性。

　　2.3玉米籽粒直收技术的研发方向

　　根据产业需求和技术痛点，按照DG/T 015-2024玉米收获机推广鉴定大纲的要求，玉米籽粒直收技术研发以减损、高效、可靠、适配为目标，确定了四个研发方向，即研发自适应调节机构，实现摘穗、拉茎等核心环节的无人工干预作业，适应不同的田间条件[3]；优化果穗分离和输送结构，减少籽粒破碎和脱粒损失，提高作业质量；强化倒伏玉米收获能力，设计专用拨禾和收割机构，适应极端田间条件；构建高效的传动和安全防护系统，提高设备的可靠性和作业安全性，降低维护成本。

　　3.大型玉米籽粒收获机核心技术研发

　　以美迪玉米籽粒收割台为载体，结合欧洲先进的收获经验和国内田间作业需求，针对玉米籽粒直收的关键环节和技术难题，研发五个核心技术模块，构建玉米籽粒直收的技术体系，各个模块互相配合，达成收获作业的减损、高效、可靠。

　　3.1自动调距摘穗板系统研发

　　自动调距摘穗板系统是解决摘穗环节损失问题的关键技术，主要研究间隙自适应调节和冲击缓冲系统。该系统对每一行割台都设有独立的自动调节装置，使用压力感应的方式进行调节，摘穗板开口可以随着玉米秸秆通过时的压力变化而自动调节，平顺适应秸秆粗细不同的情况，彻底摆脱传统人工调节的麻烦，使收获过程中的机构参数无需人工干预即可得到优化。

　　结构设计上加装缓冲功能模块，用弹性减震材料制作摘穗板接触端，有效抵消玉米果穗下落时和摘穗板之间碰撞产生的冲击力，从根本上杜绝果穗跳出造成的落粒损失和籽粒受到挤压、撞击的破碎问题。该系统符合农业机械化收获减损技术指导意见中“根据玉米性状特点动态调节摘穗机构参数”的要求，解决了传统设备因为参数固定而造成的适应性差问题。

　　3.2加长拉茎辊果穗分离技术研发

　　拉茎辊是果穗分离的主要部件，拉茎辊的长度和转速影响着分离的效果以及损失率。部件研发冲破了传统拉茎辊的设计束缚，使用了加长型结构，长度比普通拉茎辊长出20%左右，构建“长辊低速、柔和分离”的果穗分离技术体系。

　　加长拉茎辊的优势是在同样的旋转速度下接触行程更长，可以更好地完成果穗和秸秆的分离。经过计算可知，工作转速比传统设备降低30%以上，显著减小了果穗对割台内壁的撞击力，降低了籽粒破碎和脱粒损失，也减小了拉茎辊和秸秆之间的摩擦损耗。低速运转可以减小传动系统所受的负荷，配合果穗输送通道的弧形设计，使果穗从分离到输送的整个过程处于柔性接触，脱粒损失率小于1%。

　　3.3倒伏玉米专用收获技术研发

　　根据农业农村部“选用割台长度长、倾角小的收获机”的技术指导要求，研制出锥状结构拨禾链+低收割角度的专用收获技术。在拨禾机构设计中，将拨禾链装在锥形结构上，前端相互重叠成揽收区，可以把田间倒伏的玉米植株全部揽入割台内，防止漏割；后端逐渐远离形成分离区，保证秸秆和果穗能顺利分离，防止机构堵塞。

　　在收割角度的设计上，对割台液压调节系统进行优化，将收割角度降到15°以下，使得割台可以贴近地面作业，能够把倒伏的玉米植株重新“扶起”进行收割，解决了传统设备由于收割角度过大造成倒伏玉米漏收的问题[4]。该技术可以适应倒伏倾角大于60°的极端田间环境，保证恶劣环境下高效作业。

　　3.4低刀切碎+全齿轮传动技术研发

　　秸秆处理和传动系统是提高设备作业效率、方便维修的关键，研发升级秸秆处理和传动技术，形成了“高效粉碎、可靠传动”的技术体系。在秸秆处理上研发选配低刀切碎系统，采用多组高速旋转切刀设计，将玉米秸秆残渣切成5 cm以下的小碎片，以加快秸秆腐化速度，适合免耕播种的现代作物种植方式，实现收获和培肥土壤一体化作业。

　　在动力传动系统上摒弃传统的链条传动方式，全部使用传动箱和锥齿轮的全齿轮传动方式，克服了链条传动易磨损、易松动、需要经常维护的缺点。全齿轮传动的传动效率比链条传动高20%以上，承载能力大、使用寿命长，不需要经常润滑、调整，大大降低设备维护成本和停机时间，提高了作业的连续性。

　　3.5多重安全保护技术研发

　　按照DG/T 015-2024《玉米收获机》对设备安全性能的要求，研发行单元独立式多重安全保护技术，形成了全方位的设备防护体系。该技术为割台每个行单元均装设了独立的安全离合器，离合器被精确校准，可以依照作业负荷来准确触发。当田间作业出现秸秆堵塞、硬物撞击等意外过载时，安全离合器可以瞬间切断动力传输，单独保护该行单元的割台部件，防止负荷传递到联合收获机上造成割台变形、传动系统损坏等设备故障。

　　多重安全防护技术的开发既提高了设备作业的安全性，又降低了设备故障后维修的成本，使割台的平均无故障作业时间比传统的设备提高40%以上，显著提高了设备的可靠性以及田间作业的效率。

　　4.玉米籽粒直收技术性能验证试验

　　为了检验研发的玉米籽粒直收机的作业性能、减损效果和适配性，按照DG/T 015-2024玉米收获机推广鉴定大纲和农业农村部玉米机械化收获减损技术指导意见，在保证试验结果的科学性、准确性、代表性的前提下，开展收获机系统田间性能验证试验。

　　4.1试验材料与设备

　　试验采用研发的美迪玉米籽粒收割台（配套大型自走式玉米籽粒收割机，工作幅宽300 cm，符合大型机型标准）作为试验设备，采用传统普通玉米籽粒收割台作为对照设备。试验地块选择黄淮海玉米主产区代表性地块，总面积20亩，分为正常生长地块和人工模拟倒伏地块（倒伏倾角60°—80°),玉米品种为豫单1851（耐密宜机收品种，收获期籽粒含水量24%，符合机收适宜标准），种植行距60 cm，种植密度6500株/亩，符合当地规模化种植模式。

　　试验仪器选用经过计量检定的谷物水分测定仪、电子天平、籽粒破碎率检测仪、作业效率记录仪等，符合DG/T 015—2024对被测参数准确度的要求，质量测量精度为0.05 kg，长度测量精度为1 mm，时间记录精度为1 s。

　　4.2试验内容与方法

　　试验设置正常收获和倒伏收获两个处理组，每个处理组设3次重复，以传统设备为对照进行对比试验，主要检验指标有收获损失率（割台损失、脱粒损失、总损失）、籽粒破碎率、作业效率、秸秆粉碎粒度、设备无故障作业时间等，验证自动调距摘穗板、加长拉茎辊等核心技术的作业效果。

　　收获损失率测定：按农业机械化收获减损技术指导意见方法，在试验地块随机选取3个10 m2样方，收获后人工捡拾样方内落穗、落粒，分别称重计算割台损失率、脱粒损失率，总损失率为两者之和[5]；倒伏地块增加漏割株数统计，计算漏割损失率。

　　籽粒破碎率测定：从收获机出粮口随机采集籽粒样品1 kg，人工筛选破碎籽粒，称重，计算破碎率，重复3次取平均值。

　　作业效率测定：使用作业效率记录仪记录设备实际作业时间及收获面积，求得小时作业效率，扣除转弯、卸粮等辅助时间后取纯作业效率值。

　　秸秆粉碎粒度测定：在秸秆粉碎区域随机取样1 kg，用标准筛网筛选，统计5 cm以下碎片的含量，评价秸秆粉碎效果。

　　设备可靠性检测：连续作业8小时，记录设备出现的故障次数和停机维修的时间，求出平均无故障工作时间来检验安全保护和传动系统。

　　另外对核心模块做专项试验，即自动调距摘穗板的间隙自适应调节性能、加长拉茎辊的低速分离效果、倒伏收获技术的漏割控制能力等，记录不同田间条件下的机构作业情况和参数变化。

　　4.3试验质量控制

　　试验过程严格按照DG/T 015-2024《玉米收获机》推广鉴定大纲的要求进行，样机为12个月内生产的合格产品，试验前对设备进行全面调试，保证各个机构的正常运转。试验地块提前清理田间障碍，保证作业条件的一致性。试验数据由2名以上试验人员同步记录，保证数据的准确性，重复试验的变异系数控制在5%以内，保证试验结果的可靠性。

　　5.玉米籽粒直收技术性能验证结果与分析

　　5.1核心作业指标验证结果

　　田间性能验证试验结果表明，研发的玉米籽粒直收技术在收获损失率、籽粒破碎率、作业效率等主要指标上都明显优于传统设备，并且完全符合农业农村部玉米机械化收获减损技术指导意见的优质作业标准，结果详见表1。

　　在正常玉米生长地块，试验设备的割台损失率只有1.2%，脱粒损失率也只有1.6%，比对照设备低得多；倒伏倾角为60°—80°的地块，试验设备的漏割损失率小于0.8%，总损失率小于3%，而对照设备的漏割损失率大于8.5%，总损失率大于12%，充分证明了倒伏玉米专用收获技术的有效性。

　　5.2核心技术模块性能分析

　　自动调距摘穗板系统性能：在试验过程中可以按照玉米秸秆粗细（直径2.5 cm—4.0 cm）自动调节间隙，调节范围为3 cm—5 cm，不需要人工操作，有效地解决了由于间隙不合适造成的果穗漏摘和籽粒破碎的问题。对于秸秆粗细不均的地块，割台损失率比传统的手工调节设备低60%以上，说明该系统作业性能良好，并且有显著的减损作用。

　　加长拉茎辊技术：在转速为600 r/min—700 r/min时，实现了果穗和秸秆的有效分离，分离效率达到99.8%，由于低速运行，果穗和割台的撞击力减少40%，籽粒破碎率比传统设备降低很多，拉茎辊磨损比对照设备减少50%。

　　倒伏玉米专用收获技术：锥状结构拨禾链前端重叠设计实现了对倒伏玉米的100%揽收，配合15°低收割角度，可以扶起倒伏玉米植株并完成收割。在倒伏倾角80°极端情况下，没有明显的漏割现象，解决了传统设备对倒伏玉米收获能力不足的行业难题。

　　低刀切碎+全齿轮传动技术：低刀切碎系统将秸秆粉碎到5 cm以下的比例占98.5%，粉碎后的残渣均匀散落在田间，提高了秸秆腐化的效果，适合免耕播种模式。全齿轮传动系统在连续作业过程中没有磨损、没有松动，传动效率保持在95%以上，与链条传动相比，因为维护造成的停机时间减少而提高了作业连续性。

　　多重安全保护技术：在人工模拟秸秆拥堵过载试验时，安全离合器可以在0.5 s内准确断开动力传递，保护了割台及联合收获机不受损坏，没有出现设备损坏的情况。而对照组在同样的条件下出现了链条断裂、割台变形等故障，证明了多重安全保护技术的可靠性和有效性。

　　5.3不同田间条件的适配性分析

　　为了检验技术的普适性，在黄淮海产区不同种植行距（50 cm—70 cm），不同玉米籽粒含水量（22%—28%），不同倒伏程度（0°—80°)的田块进行了补充试验，结果表明研发的玉米籽粒直收技术在各个田间条件下都保持了较好的作业性能，收获损失率都在3%以下，籽粒破碎率≤1.5%。

　　在种植行距为50 cm到70 cm的范围内，割台可以微调实现精准对行，没有漏割、堵行的现象。在玉米籽粒含水量为22%到28%的时候，籽粒破碎率没有明显增加，符合我国主产区宜机收玉米品种的收获要求。在倒伏倾角为0°到80°的范围内，总收获损失率呈缓慢上升的趋势，但是都未超过优质作业标准，充分证明了研发技术具有广泛的适用性。

　　6.玉米籽粒直收技术产业化应用价值与发展建议

　　6.1产业化应用价值

　　可以显著提高玉米种植效益。研发玉米籽粒直收技术，将收获损失率控制在3%以下，按我国玉米主产区平均亩产600公斤计算，每亩可以减少损失18公斤，按照市场价2.6元/公斤计算，每亩可以增加收益46.8元；作业效率提高25%，大大降低了机械作业成本，秸秆粉碎还田减少了化肥使用量，提高了种植效益。

　　促进玉米收获方式转变。研发的技术解决了我国玉米籽粒直收的核心技术难题，满足了宜机收玉米品种的种植要求，可促使我国玉米生产由“摘穗、晾晒、脱粒”的传统模式转向“籽粒直收”的现代模式，缩减作业环节，降低人工依赖，提升产业现代化水准。

　　促进农业机械化技术升级。技术体系中的自动调距、全齿轮传动、多重安全保护等创新设计为国产大型玉米籽粒收获机研发提供了技术借鉴，促使我国玉米收获机械向“智能化、高效化、可靠化”发展，提高了国产农业机械的核心竞争力。

　　适配现代农业种植模式。低刀切碎技术适合免耕播种模式，符合我国农业绿色发展要求，可以实现收获和土壤培肥一体化作业，减少土壤扰动，提高土壤肥力，促进玉米种植向绿色、可持续方向发展。

　　6.2技术发展与推广建议

　　加强品种和机具的协同研发：以华中农业大学发现的玉米籽粒水分关键基因RPG为研究对象，开展宜机收玉米品种和籽粒直收机具的协同研发，根据品种的籽粒脱水特性、秸秆特性来优化机具参数，实现良种、良法、良机的配套融合，提高籽粒直收作业质量。

　　推进技术智能化升级：把目前的自动调距技术同物联网、北斗导航等技术融合起来，开发智能感知和精确调节系统，让割台参数依据田间状况自动调节，从而提升设备的智能化程度，增加机器人的作业监测终端，随时采集收获损失率、籽粒破碎率这些关键数据并为机手提供作业指导。

　　开展分区域技术适配优化：我国玉米主产区田间条件和种植方式存在较大差别，需要按照东北、黄淮海、西北等产区的特点，对籽粒直收技术实施分区域适配优化，比如东北产区着重加强低温条件下传动系统的可靠度，西北产区着力改进耐干旱、抗风沙的机构设计，从而提升技术的区域适配情况。

　　加大技术推广和培训力度：依托农业技术推广体系，在玉米主产区建立籽粒直收技术示范基地，开展现场观摩和技术培训，向种植大户、农机合作社推广技术操作要点和设备维护知识，出台相应的农机购置补贴政策，降低农户购机成本，实现技术的规模化推广。

　　7.结束语

　　研发的大型玉米籽粒收获机以解决行业痛点为根本，以减损增效为目标，以自动调距摘穗板、加长拉茎辊、倒伏玉米专用收获五大核心技术集成为基础，形成了系统的技术体系。经过田间性能验证试验，研发技术在收获损失率、籽粒破碎率、作业效率等主要指标上均达到了国内领先水平，很好地解决了传统玉米籽粒直收设备适应性差、损失率高、可靠性低的问题。该技术的研发与应用一方面给国产大型玉米籽粒收获机技术升级赋予了实践范式，另一方面也给我国玉米生产机械化、现代化、绿色化转型提供了有力技术支撑。未来需要继续加强品种和技术的协同研发，推进技术智能化、分区域适配优化，加大推广和培训力度，充分发挥玉米籽粒直收技术在提高玉米种植效益、保证粮食生产安全方面的积极作用，推动我国玉米产业高质量发展。

参考文献：

　　[1]朱启军.玉米联合收割机的推广应用研究[J].新农民,2025(14):108-110.

　　[2]张伟.玉米籽粒联合收获机清选装置设计与试验研究[D].新疆农业大学,2023.

　　[3]郭浩然.玉米联合收割机发展现状与建议[J].河北农机,2024(12):51-53.

　　[4]罗晶晶.丘陵型玉米茎穗兼收联合收割机开发可行性报告[D].湖南农业大学,2024.

　　[5]刘晓虹.玉米联合收割机的发展现状与建议[J].河北农机,2025(02):61-63.