【正文】 .................................................... 28 鍵的校核 ............................................................................................................. 28 本章小結(jié) ............................................................................................................. 29 第五章 總結(jié)與展望 ......................................................................................................... 30 總結(jié) ..................................................................................................................... 30 進(jìn)一步設(shè)想 ......................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 32 致 謝 ................................................................................................................................. 34 1 第一章 緒 論 課題的提出與意義 玉米是我國三大糧食作物之一，常年種植面積約 億公頃， 產(chǎn)量達(dá) ，秸稈產(chǎn)量也超過 2 億噸。 分別占糧食種植面積的 %和糧食總產(chǎn)量的 30%，在糧食生產(chǎn)中占有極重要的地位。同時，玉米也是優(yōu)質(zhì)飼料和醫(yī)藥、化工原料，玉米的籽粒、秸稈均是很有價值的資源。隨著我國人民群眾生活水平的日益提高和改善，農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整，作為主要飼料原料的玉米 (籽粒、秸稈 )需求量會大幅度增加，玉米生產(chǎn)將有一個大的發(fā)展和飛躍 。搞好玉米生產(chǎn)加工對農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有重要意義。 我國是人口大國，存在著人多地少的突出矛盾，糧食生產(chǎn)在很多地方都是一年兩作。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，進(jìn)城務(wù)工的農(nóng)民是越來越多，農(nóng)村勞動力向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的步伐加快，在很多地方，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力的季節(jié)性短缺問題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，特別是在農(nóng)忙時節(jié)，勞動力的相對短缺和搶農(nóng)時對勞動力的大量需求的矛盾比較突出。玉米收獲的季節(jié)性強、勞動強度高、作業(yè)量大。加快發(fā)展玉米收獲作業(yè)機(jī)械化，對于提高作業(yè)效率，減輕勞動力生產(chǎn)強度，有效解決“搶收搶種”矛盾，確保玉 米實現(xiàn)適時收獲和小麥及時播種，實現(xiàn)玉米、小麥生產(chǎn)雙豐收具有重大意義。不少地方依靠人力、畜力作業(yè)已經(jīng)難以滿足搶收、搶種的要求。因此，玉米的機(jī)械化生產(chǎn)特別是機(jī)械化收獲就顯得尤為重要。 從耕地、播種和收獲三個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械化水平來看，收獲機(jī)械化是最薄弱的環(huán)節(jié)，而玉米收獲機(jī)械化則是這一薄弱環(huán)節(jié)中的薄弱環(huán)節(jié)。成了影響玉米生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的瓶頸。據(jù)資料顯示：全國的玉米機(jī)械化收獲面積只占 2%，而可作為飼料的秸稈 60%~66%以上被焚燒掉，只有 %~%的玉米秸稈經(jīng)機(jī)械切碎還田，用于青貯的只有 20%~22%。 玉米生產(chǎn)的發(fā)展拉動了機(jī)械的需求，玉米生產(chǎn)機(jī)械化也將是我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的一個新增長點。從我國第三步戰(zhàn)略目標(biāo)看，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展趨勢，己由生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械化向全過程機(jī)械化發(fā)展。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和國家大幅度的惠農(nóng)補貼政策的實施，激發(fā)了農(nóng)民購機(jī)用機(jī)的積極性，繼小麥聯(lián)合收獲全面推廣的良好勢態(tài)后，玉米聯(lián)合收獲機(jī)也得到了迅猛發(fā)展。 玉米收獲包括摘穗和秸稈處理兩項工作。秸稈的處理有打捆、還田等方式。秸稈 2 還田技術(shù)主要是機(jī)械化秸稈切碎直接還田技術(shù)，它是以機(jī)械的方式將田間的農(nóng)作物秸稈直接切碎并拋灑于地表，隨即耕翻入土，使 之腐爛分解，從而培肥地力，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。機(jī)械化秸稈還田技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。近幾年，隨著玉米秸稈還田作為持續(xù)性生產(chǎn)措施，逐步得到普及并產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益，但全面耕作中出現(xiàn)了一些問題，產(chǎn)生了負(fù)效應(yīng)，具體表現(xiàn)在部分秸稈還田后的麥田出現(xiàn)出苗率低、苗黃、苗弱，甚至死苗現(xiàn)象，不但不增產(chǎn)，反而減產(chǎn)，分析其原因主要有以下幾個方面。一、碳氮比失調(diào)秸稈本身碳氮比為 65~85： l，而適宜微生物活動的碳氮比為 25：1，秸稈還田后土壤中氮素不足，使得微生物與作物爭奪氮素，結(jié)果秸稈分解緩慢，麥苗因缺氮而黃化、苗弱， 生長不良。二、秸稈切碎不符合要求有的地塊切碎后的秸稈過長，其長度大于 10 厘米，不利于耕翻，影響播種。三、土壤大小孔隙比例不合理秸稈還田后，使土壤變得過松，大孔隙過多，導(dǎo)致跑風(fēng)，上壤與種子不能緊密接觸，影響種子發(fā)芽生長，使小麥扎根不牢，甚至出現(xiàn)吊根現(xiàn)象。這也使得不少農(nóng)民焚燒秸稈，進(jìn)而造成了嚴(yán)重的空氣污染，導(dǎo)致了諸如飛機(jī)不能起降、高速公路事故頻發(fā)等社會公害事件的發(fā)生。 在實現(xiàn)小康向更加富裕邁進(jìn)的新時期，隨著人民生活水平的提高，食物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)也在不斷改善，農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，畜牧業(yè)比重將進(jìn)一步增大，農(nóng)牧業(yè)良性循環(huán)的發(fā)展將增大對飼料作物的需求。但由于我國草原資源有限，過渡的濫墾及放牧造成的草原退化、沙塵暴劇增等，使得生態(tài)環(huán)境急劇惡化，牲畜飼草需求的矛盾更加突出。因此大力開發(fā)莖桿資源，發(fā)展以莖桿為主要飼料的農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)，是我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要途徑。 我國當(dāng)前在秸稈飼料利用上，主要有四種方法：直接飼喂、經(jīng)過青貯后飼喂、氨堿復(fù)合處理以及生物處理。它們一般都需要經(jīng)過鍘切后再進(jìn)行處理。鍘切加工是適應(yīng)牛、羊等反芻動物的飼養(yǎng)需要發(fā)展起來的一種對農(nóng)作物秸稈的加工方法。作物秸稈經(jīng)鍘切加工后，改善了飼料的適口性，動物采食后，更容易消 化吸收，從而提高了飼料的利用率。另外，為了方便運輸、存貯和飼喂及其機(jī)械化的需要，也需要將飼料等切成一定長度的碎段。所以鍘切是處理秸稈飼料的最基本而又重要的方法之一。一般說來，對于玉米秸稈的青貯或氨化，鍘切是重要的預(yù)處理。首先，經(jīng)過一定程度的鍘切，可以增加秸稈的表面積，增大秸稈與氨化介質(zhì)的接觸面積，有利于氨化作用；能夠更多地釋放出秸稈內(nèi)的汁液來，為青貯中乳酸菌的繁殖提供營養(yǎng)；其次，只有切得短才能壓得實，只有壓得實才能最大限度地排除空氣，從而抑制好氧菌的作用并為乳酸菌 3 的活動創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。此外，鍘切或粉碎也 是飼料、飼草配合或混合的必要預(yù)處理。所以，鍘切是秸稈飼料加工中一個重要的操作。 基于上述現(xiàn)狀及原因，當(dāng)前農(nóng)民十分需要可實現(xiàn)秸稈粉碎并回收的機(jī)型。研制適宜我國國情的穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)具有重要的現(xiàn)實意義。 國內(nèi)外玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 國外玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 1921 年，第一臺玉米聯(lián)合收獲機(jī)問世。在機(jī)械化程度較高的歐洲和美洲的某些國家，玉米機(jī)械化收獲已有幾十年的歷史。目前，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家都已經(jīng)基本上實現(xiàn)了玉米收獲的機(jī)械化。從總體設(shè)計上看，國外機(jī)型有兩種基本形式：一種是專用于玉米果穗的收獲 機(jī)，俄羅斯、烏克蘭和東歐一些國家，由于玉米在收獲期籽粒含水率高，不適合直接脫粒，故采用專用的玉米聯(lián)合收獲機(jī)收獲玉米果穗，如烏克蘭赫爾松康拜因聯(lián)合收獲機(jī)制造公司的 kcky6 型玉米收獲機(jī)，可以進(jìn)行摘穗、果穗剝皮與青貯聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)穗莖兼收；另一種是在小麥聯(lián)合收割機(jī)上配置專用的玉米割臺，美國、加拿大等國家由于其種植地塊大且多為一年一季種植，收獲時玉米籽粒的含水率低，一般是在谷物聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺，采用直接脫粒的收獲方式， 如美國的 John Deere 公司、 Case 公司、德國 Mengle 公司和道依茨公司等生 產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進(jìn)行玉米的聯(lián)合收獲。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國外的玉米聯(lián)合收割機(jī)正在向著大型化、專業(yè)化、通用性、高適應(yīng)性、智能化和人性化方向發(fā)展。 John Deere 公司生產(chǎn)的大型谷物聯(lián)合收割機(jī)配備的 1293 型玉米割臺，一次可收獲玉米達(dá) 12 行，割臺總寬度達(dá) 8m左右，聯(lián)合收割機(jī)所配發(fā)動機(jī)的功率達(dá) 250kW 左右，生產(chǎn)效率高，適合大農(nóng)場與大地塊作業(yè)。法國布光公司是一家專業(yè)設(shè)計生產(chǎn)玉米整穗收獲機(jī)械的企業(yè)，其產(chǎn)品在全球 (特別是在歐洲 )農(nóng)機(jī) 行業(yè)享有很高的聲譽。該公司生產(chǎn)的 2 行、 4 行和6 行糯玉米、種子玉米收獲機(jī)可進(jìn)行鮮食玉米收獲，收獲質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，但是價格昂貴。美國純考普公司研制的收獲機(jī)可配備一行或兩行玉米割臺， 同時也可配備，實現(xiàn)了一機(jī)多用。 隨著全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)的發(fā)展，玉米收獲機(jī)的智能化程度越來越高。智能化小區(qū)玉米收獲機(jī)在收獲過程中可將種子進(jìn)行稱重和計量，并測定其含水率，同時計算出于質(zhì)量貯存，并迅速計算打印出小區(qū)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，再將整個試驗 4 小區(qū)試驗的平均數(shù)、變異系數(shù)和顯著性都由計算機(jī)計算出來，同時匯總成 表。目前，Pixal1 公司、 Oxbo 國際公司和 John Deere 公司等企業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)合收割機(jī)都安裝了產(chǎn)量檢測器，可在玉米收獲后繪制出農(nóng)場各個不同區(qū)域產(chǎn)量的直方圖。 此外，在考慮提高技術(shù)性能的同時更注重駕駛的操控性、舒適性和安全性。駕駛室內(nèi)安裝有空調(diào)，提高了駕駛員的舒適性，緩解了環(huán)境惡劣造成的疲勞，增加了安全性。 國內(nèi)玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 我國玉米收獲機(jī)械研制起步較晚， 50 年代后才開始進(jìn)行引進(jìn)和研制，但在“文革”期間被迫中斷。 1971 年全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化工作會議以后，玉米機(jī)械化收獲掀起高潮，經(jīng)歷了從引進(jìn) 國外樣機(jī)試用、仿制、改進(jìn)到消化吸收、自行設(shè)計兩個階段，并取得了很好的成果。到目前為止，我國從事玉米收獲機(jī)研制生產(chǎn)的單位有 60 多家，已開發(fā)研制出的機(jī)型有 60 多個產(chǎn)品。從整體情況看，目前生產(chǎn)玉米聯(lián)合收獲機(jī)除懸掛式（背負(fù)式）外，大都處于樣機(jī)研制或試驗階段。各種機(jī)型仍需不斷改進(jìn)和完善，到大規(guī)模投入生產(chǎn)應(yīng)用尚需一段時間。 我國生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)按收獲工藝可分為兩種：摘穗→剝皮→果穗收集→莖稈粉碎還田 (或收集 )；摘穗→果穗收集→莖稈粉碎還田 (或收集 )。根據(jù)這兩種收獲工藝研制的機(jī)型有牽引式、懸掛式（背負(fù)式）、自走式和玉 米割臺等四種類型。 牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī) 牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī)式是我國最早研制和開發(fā)的機(jī)型，具有摘穗、剝皮、果穗裝車、莖稈粉碎還田或收集等功能。該機(jī)型在收獲作業(yè)時，拖拉機(jī)牽引玉米收獲機(jī)順壟行走，同時由拖拉機(jī)輸出軸輸出的動力驅(qū)動摘穗裝置、切碎裝置、升運裝置、剝皮裝置等各作業(yè)部件運動。此時，果穗先有摘穗裝置拉斷摘下，然后經(jīng)升運裝置輸送到剝皮裝置，剝皮后的果穗再經(jīng)升運裝置收集至拖車。摘穗后的莖稈由切碎裝置切碎還田。由于收獲機(jī)安置在動力機(jī)械的一側(cè)，所以作業(yè)前需要人工收割開道，加之機(jī)組較長，轉(zhuǎn)彎半徑大，因此作業(yè)地 塊較大才適應(yīng)，雖然該機(jī)技術(shù)成熟，但難以適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)村一家一戶小地塊的種植模式，除在個別農(nóng)場應(yīng)用外，在廣大農(nóng)村應(yīng)用較少。 懸掛式（俗稱背負(fù)式）玉米聯(lián)合收獲機(jī) 懸掛式（背負(fù)式）玉米聯(lián)合收獲機(jī)是我國特有的一種玉米收獲機(jī)械，它充分利用了拖拉機(jī)的動力和行走裝置，提高了拖拉機(jī)的利用率。懸掛式（背負(fù)式）機(jī)型的收獲 5 工藝一般為：摘穗→輸送 172?！?果穗裝箱→莖稈粉碎還田。 在收獲作業(yè)時，玉米果穗通過摘穗裝置摘下，然后經(jīng)過攪龍橫向輸送到升運器，再通過升運器將果穗收集到果穗箱，玉米秸稈在拖拉機(jī)碾壓后通過粉碎裝置切碎還田。該種機(jī)具具有 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、機(jī)動靈活等特點。與大型自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)相比，具有價格低廉的優(yōu)點。其缺點是與拖拉機(jī)組裝工作量大，機(jī)組作業(yè)時 駕駛?cè)藛T舒適性差。 自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī) 該機(jī)具有籽粒損失小、剝皮效