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玉米籽粒收割台技术创新与机收减损应用论文

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2026-05-28 16:21:45    来源:    作者:xuling

摘要:玉米籽粒收割台是籽粒收获机的主要部件,其技术水平直接影响到机收效率和减损效果。

  摘要:玉米籽粒收割台是籽粒收获机的主要部件,其技术水平直接影响到机收效率和减损效果。根据我国玉米种植规模化发展特点,分析了国产玉米籽粒收割台技术发展方向,探究了收割台结构优化、智能化集成、农艺适配性改进等技术途径对机收减损的影响,同时采用实际应用案例检验了创新技术的减损效果,为国产玉米籽粒收割台的进一步升级和机收减损技术的实施提供实践参考。

  关键词:玉米籽粒收割台;技术创新;机收减损;籽粒直收;技术应用

  1.引言

  玉米籽粒收割台作为籽粒直收技术的重要载体,性能的提升成为机收减损和收获效率提高的核心。伴随着土地规模化经营的发展以及劳动力结构性紧张,我国玉米收获由原来的分段作业转向了籽粒直收。传统的玉米收割台存在行距不匹配、籽粒破碎率高、果穗损失大等主要问题,是影响机收减损的主要因素[1]。在此背景下,国产玉米籽粒收割台技术更新迫在眉睫。通过结构优化、智能化改造、关键部件研发等方式提高收割台性能,结合农艺规范实现机艺融合,成为降低玉米机收损失、保证粮食颗粒归仓的重要途径。

  2.玉米籽粒收割台技术创新的现实动因

  2.1土地规模化经营对收割台作业效率的新要求

  伴随着土地流转加快以及新型农业经营主体的出现,我国玉米种植呈现出集约化、规模化的发展趋势,黑龙江、内蒙古、新疆等地上千亩的种植基地随处可见,华北平原的山东、河北等地也形成了规模化玉米种植集聚区。2024年华北平原取代东北成为玉米收割机补贴销量的冠军,对4行及以上的高效机型需求量增大。规模化种植要求玉米籽粒收割台具有宽割幅、高喂入量、作业速度快的特点,在有限的收获窗口期内完成抢收。传统的小行距、固定结构的收割台作业效率低,不能满足规模化种植的作业需求,是影响收获效率的主要因素。同时东北地区8行以上大型收割机采购占比从2015年12%上升到2023年40%,大型化收获机的普及使配套收割台结构强度、动力匹配、作业稳定性的要求越来越高,倒逼玉米收割台技术向大型化、高效化方向创新升级。

  2.2劳动力短缺背景下机收减损的核心需求

  玉米收获是农业生产中耗工量最大的环节,农村劳动力老龄化加剧造成传统的人工收获成本高、效率低,机械收获成为主流方式。2025年我国玉米机械化收获率超过80%。但是目前机收环节仍然存在一定的损失,个别地区玉米机收损失率较高,籽粒破碎、果穗遗漏、秸秆夹带等都会影响到粮食的产量[2]。收割台是收获机和作物接触的第一个装置,收割台摘穗、输送、清选等环节的性能直接影响机收损失率。传统的收割台摘穗板间隙固定,容易造成果穗挤压破碎,输送链结构复杂容易造成籽粒夹带损失。因此通过技术创新改善收割台作业性能,减少机收损失成为解决劳动力短缺、保证粮食产量的主要需求。

  2.3籽粒直收技术转型对收割台的技术挑战

  我国玉米收获正在由“摘穗、晾晒、脱粒”分段作业向籽粒直收一体化作业转变。欧美发达国家成熟的玉米籽粒直收技术要求收获机一次完成摘穗、剥皮、脱粒、秸秆粉碎等工序。国内传统收割台以摘穗剥皮为主,缺少籽粒直收的核心技术,不能满足一体化作业的要求。籽粒直收给收割台的精准性、适配性、多功能性带来诸多难题,一是要保证收割台能适应不同玉米品种、种植行距的农艺特性,防止由于行偏差而造成损失;二是要保证收割台在高作业速度下籽粒破碎率低,符合粮食储存和加工品质的要求[3];三是要保证收割台秸秆粉碎和籽粒收获的协同作业,提高资源利用率。技术难题成了国产玉米籽粒收割台更新的主要推动力。

  2.4政策导向下农机装备高端化的发展要求

  我国农机购置和应用补贴政策由普惠制变为优机优补,2026年中央财政强农惠农政策对大型智能高端联合收获机械的推广应用给予了重点支持,玉米收获机单机补贴限额15万元,部分地区双补使农户购机成本减少30%到40%。政策补贴偏向于大型化、智能化、高端化的农机,这就意味着国产玉米籽粒收割台必须摆脱以往的模仿式发展道路,朝着自主创新、核心技术突破的方向前进。同时政策支持“北方大型化、南方特色化”的农机发展新格局,对东北、西北规模化种植的大机型收割台、丘陵山区履带式、轻便型收割台等都提出了技术创新的要求,以适应不同的农业生产需要。

  3.国产玉米籽粒收割台的核心技术创新方向

  3.1结构优化设计:降低机械损失的基础保障

  国产玉米籽粒收割台以结构优化为主,降低机械损失,在摘穗和输送系统上,企业通过简化改造来提高性能,勇猛机械把3道输送链简化成1道,缩短物料行程减少籽粒摩擦夹带损失,山东巨明机械研发的浮动低损摘穗技术实现果穗柔性剥离,籽粒破碎率低于0.6%,双轴破碎式拉茎辊可以同时完成拉茎、摘穗和秸秆粉碎,减少杂余夹带并提高作业效率;针对我国玉米种植行距不同的问题,山东省农业机械科学研究院研发的低损摘穗割台增加了工作通道,优化了喂入和调节技术,实现了多行距小偏差对行收获,总损失率控制在1.2%以下,实现了农机与农艺的初步融合[4];在清选和抛送系统方面,勇猛机械配备了二次抛送器和人字形风机来提高物料的输送顺畅性,山东巨明机械采用了吹吸风力耦合悬浮清杂技术,使果穗含杂率仅为0.8%、茎叶剥净率达到88%,并且抛洒筒可以调节,避免籽粒落地损失,多方面的结构改进使收割台机械损失大大降低。

  3.2智能化技术集成:提升作业精准性的核心手段

  2025年玉米收获机迎来了“智能化拐点”,智能化技术集成成了国产玉米籽粒收割台技术创新的主要方向,用精准控制、实时监测和智能调节来达到作业减损的优化目的。国产收割台和北斗导航系统深度融合,用物联网传感器来实现无人驾驶、自动规划路径和对行调节,根据玉米倒伏角度等实际情况来调节作业参数,防止由于人工操作的偏差造成果穗漏收和籽粒损耗。同时收割台配备的物联网传感器可以实时监测发动机工况、籽粒损失率等重要数据,故障预警系统可以对拉茎辊、输送链等主要部件实施状态监测,及时发现隐患并开展高效的售后响应工作,从而保证收获作业的连续性。另外,收割台还研制出摘穗间隙、风机转速等参数智能调节系统,依照玉米品种、含水率、种植密度等农艺参数动态匹配作业指标。甘肃研发的制种玉米低损收割台用这个系统适应密植农艺,总损失率控制在3%以下,很好地发挥了智能化与农艺融合的减损作用。

  3.3关键部件研发:提升技术可靠性的重要支撑

  国产玉米籽粒收割台依靠突破耐磨材料、液压驱动、柔性传动等核心技术研发关键部件,明显改善作业可靠性和使用寿命,减少因为部件出现故障而造成的机械损失。对于易磨损的部件,企业采用耐磨涂层处理和高性能耐磨合金材料,比如勇猛机械的切碎刀片经过耐磨涂层处理后,其耐磨性大大提高,风机叶片、抛洒筒等部件使用了耐磨合金,从而提高了使用寿命并且降低了维护成本,在动力和操作部件上,勇猛机械给收割台配备了液压专用驱动桥,动力可以直接传递到各个部件上,没有损耗,集成的自动磨刀系统解决了刀刃钝化的问题,三档功率开关、换向风扇等部件也大大提高了操作的便利性和作业的效率[5];山东巨明机械采用柔性传动带代替传统的刚性输送结构,减少果穗碰撞破碎,浮动式摘穗板、排杂辊、分禾器的设计,使收割台适应田间地形起伏、倒伏玉米的收获场景,保持与作物最佳的接触状态,防止摘穗不彻底、果穗遗漏。

  3.4多功能化集成:提升设备利用率的创新路径

  国产玉米籽粒收割台冲破单一收获功能的束缚,朝着“一机多用”的多功能化迈进,凭借互换割台、部件模块化设计,可实现玉米、小麦、大豆、高粱等作物的兼收,既可实现籽粒收获又可回收秸秆,提高设备利用率,缩减农户购机成本,而且可以促进农业资源的综合开发利用。大型籽粒收获机收割台采用互换割台设计,可以完成玉米籽粒直收、小麦联合收获、大豆采摘等多种作业,大大提高了设备的全年利用率,解决了传统农机一季使用、四季闲置的问题。勇猛机械的穗茎兼收型收割台在完成玉米籽粒收获的同时,可以实现秸秆的高效粉碎和回收,秸秆切段均匀,可以直接作为饲料原料,农户通过秸秆回收增加额外收益,糯玉米种植户只需对收割台进行简单的改动就可以完成糯玉米的收获,大大降低了糯玉米的收获成本。多功能化研发使收割台由原来的粮食收获设备变成了农业资源综合利用的载体,实现了粮食生产与农业循环经济的协调发展。

  4.国产玉米籽粒收割台技术创新与机收减损应用实践

  4.1制种玉米种植区的低损收获应用

  甘肃省是我国最大的玉米制种基地,2024年制种玉米种植面积达到187万亩,占全国的43.6%。由于传统玉米收获机械容易对种子的胚芽造成伤害,制种玉米收获一直依靠人工,作业成本每亩高达300元。2025年甘肃农业大学和山东巨明机械共同研制出的摘穗型低损高效制种玉米收获机在张掖市进行了示范使用,配套的低损收割台解决了摘穗板浮动低损摘穗、果穗柔性输送、吹吸风力耦合悬浮清杂等技术难题,21台样机在示范田作业之后,收割台总损失率保持在3%以下,籽粒破碎率小于0.6%,相比传统收获机械下降了75%以上,首次无故障工作时间超过了120小时,完全能满足河西走廊密植玉米收获的农艺要求。在甘州区400亩制种玉米示范田中,该收割台配合收获机用4天时间完成了收获作业,而人工收获需要40人连续抢收10天,每亩收获成本由原来的300元降低到现在的80元,大大降低了制种玉米的收获成本,保证了种子品质,解决了制种玉米全程机械化收获的“瓶颈”问题。张掖市创建了15个示范点,布置30台样机实施1.2万亩示范作业,采取每亩100元的补助形式调动农户使用,首年1140万元专项资金投入,推动了低损收割台在制种玉米种植区快速普及。

  4.2华北平原规模化玉米种植区高效减损应用

  华北平原的山东、河北等地是我国玉米主产区,2024年成为玉米收割机补贴销量冠军和亚军。该地区玉米连片种植条件好,对4行及以上高效机型需求大。山东省农业机械科学研究院研发的小行距玉米低损摘穗割台在山东德州、聊城等规模化种植区进行示范应用。根据该地区玉米种植行距不同的特点,采用多行距高适应性摘穗技术,实现了对30 cm到60 cm不同行距的适应,解决了传统收割台对行偏差的问题。在德州陵城区千亩玉米示范基地,该收割台的田间试验结果表明果穗平均损失率为0.45%,籽粒损失率为0.28%,总损失率为1.1%,大大低于国家玉米机收损失率标准,并且作业速度达到了每小时5公里,比传统的收割台提高了30%左右,在收获窗口期内实现了高效的抢收。该收割台的应用使当地玉米机收损失率平均降低1.5%,按每亩玉米产量1000斤计算,每亩可减少粮食损失15斤,千亩基地可减少损失15000斤,实现了“减损就是增收”的目的。同时收割台轻量化结构设计减少了收获机燃油消耗,每亩作业燃油成本降低2元,提高了农户种植收益。

  4.3东北大型玉米种植基地的规模化减损应用

  东北是我国玉米规模化种植的主要区域,8行以上大型收割机的采购比例达到40%,对大型化、智能化收割台的需求非常迫切。潍柴雷沃、中国一拖等国内龙头企业的8行、10行大型玉米籽粒收割台在黑龙江建三江、吉林松原等大型种植基地应用,该收割台配有宽幅割台、高喂入量的设计,喂入量达到15公斤/秒,作业速度达到每小时6公里,可以满足上千亩玉米种植基地的抢收需求。收割台装有北斗导航自动对行系统、作业状态实时监测系统,用物联网传感器实时调节摘穗间隙、风机转速,籽粒破碎率≤1%,总损失率≤2%。在黑龙江建三江某千亩玉米基地,该大型玉米收割台配合收获机只用7天时间就完成全部的收获作业,比传统6行收割台少用4天作业时间,避免了由于收获期延迟造成的籽粒脱落损失。收割台秸秆粉碎功能使秸秆直接还田,提高土壤肥力,实现粮食收获和生态保护的协同发展。国产大型收割台打破了国际品牌在高端大型收割台上占据优势的局面,使我国农机在东北大型玉米种植基地市场的占有率达到97%以上,实现了中国农机收中国粮。

  4.4倒伏玉米田间的专项收获减损应用

  玉米倒伏是造成机收损失的重要因素,由于自然灾害的影响,我国每年部分玉米种植区会出现不同程度的倒伏,传统收割台在收获倒伏玉米时损失率可达10%以上。为了解决这个问题,国产收割台企业加装了玉米倒伏扶禾装置、优化了割台结构,研发出了适用于倒伏玉米收获的专用收割台,在河南、安徽等地的倒伏玉米种植区取得了很好的应用效果。阜阳市颍州区在2025年“三秋”生产中,推广应用加装螺旋扶倒器和加长分禾尖的玉米籽粒收割台,在倒伏角大于60度的玉米田间,该收割台通过降低割台倾角、更换全胶剥皮辊、加装强力风机,实现了倒伏玉米的有效喂入和低损收获。田间试验结果表明,该收割台收获倒伏玉米的总损失率控制在5%以下,比传统收割台低6%以上。同时收割台智能调节系统根据玉米倒伏角度自动调节作业参数,机手通过智能终端可以实时了解损失率并调整作业方式以降低机收损失。河南省农业农村厅在“三秋”机收减损工作当中,将倒伏玉米收割台的推广作为重点任务,举办机收比武活动并开展损失检测,促使机手规范操作,使全省玉米平均机收损失率保持在2.2%以下,达到国家有关标准。

  5.结束语

  国产玉米籽粒收割台技术革新是玉米机械化收获向籽粒直收转变、实现机收减损的主要途径,从结构优化、智能化集成、关键部件研发、多功能化设计等方面入手,国产收割台在籽粒破碎率降低、果穗损失减少、作业效率提高方面取得明显效果。在制种玉米种植区、华北平原规模化玉米种植区、东北大型玉米种植基地等不同区域的应用实践表明,创新技术的机收减损价值得到了充分的体现。目前国产玉米籽粒收割台的技术创新和推广还存在着机艺融合不充分、核心部件国产化率低、配套体系不健全、机手技能欠缺等状况,必须依靠加强机艺融合、加大核心部件研发投入、完善配套体系、加强机手培训、强化政策引导等方式来推动技术创新成果的落地应用。伴随着高端化、智能化、多功能化技术不断取得突破,玉米收获全产业链协同发展的体系会越来越完善,国产玉米籽粒收割台技术将会不断提高,机收减损的效果也会越来越明显,从而更好地保障国家粮食安全、促进农业高质量发展和实现农业现代化。

参考文献:

  [1]桑如明.玉米机械化收割的应用现状及发展趋势研究[J].中外食品工业,2024(09):51-54.

  [2]陈元博.玉米籽粒收割机的构成原理及优化养护研究[J].南方农机,2021,52(14):32-34.

  [3]王开生.玉米机械化收割的发展现状及应用技术[J].新农业,2022(15):19-20.

  [4]苏日娜.凉城地区全株玉米和粮用品种玉米最佳青贮时机的研究[D].内蒙古农业大学,2022.

  [5]罗惠中.鲜食玉米茎穗兼收割台关键技术研究[D].四川农业大学,2023.