2025年07月17日
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玉米收获机演化:

智能高效绿色成新风向

本报记者 赵弢

中国农机化导报 | 2025年07月17日本报记者 赵弢

  

  

  玉米作为全球重要的粮食作物之一,其收获环节的效率与质量直接影响着农业生产的效益和农民的收入。在过去,玉米收获主要依靠人工,不仅劳动强度大、效率低下,而且收获时间长,容易受到天气等因素的影响,导致玉米品质下降。随着科技的不断发展,玉米收获机应运而生,并经历了漫长而精彩的技术演化历程。从早期简单粗糙的手动简易型,到中期有一定自动化程度的半自动化型,再到现代集多种先进技术于一身的全自动化智能型,每一次技术的升级都为玉米收获带来了革命性的变化。展望未来,玉米收获机技术还将朝着更加智能化、绿色化和多功能化的方向迈进,为农业生产带来更多的便利和惊喜。

  

早期探索:
从人工到机械化的艰难起步

  早期,玉米收获主要依靠人工,劳动强度大、效率低且易受天气影响,导致玉米品质下降。20世纪初,随着拖拉机等动力机械出现,牵引式玉米收获机诞生,实现了玉米收获的初步机械化。它将动力源与作业装置分离,使作业装置设计更合理高效。然而,在实际作业中,它需要人工进行大量辅助作业,如引导机器行进方向、清理脱粒装置杂质等,且对玉米植株损伤较大,影响收获质量。20世纪70年代中国农机院研制的“丰收-2”卧牵引式玉米联合收割机,虽需人工辅助,但标志着中国玉米收获机械化的开端。

  90年代,背负式玉米收获机兴起。山东“三丰”(玉丰、大丰、国丰)及天津富康等企业主导了该市场,推动了背负式玉米收获机的普及。它结构紧凑、成本低廉,与拖拉机配套使用,将收获装置背负在拖拉机上,实现了收割、剥皮等功能集成,适合小地块作业,尤其是在地形复杂、大型机械难以进入的地区。但因其功率和作业能力有限,效率相对较低,逐渐被自走式机型替代。

  

技术跃升:
自动化与智能化的深度融合

  20世纪中叶,自走式玉米收获机问世,它集成了动力系统、收割装置、脱粒机构和行走装置,操作灵活方便,可独立完成玉米收获全过程,大大提高了作业效率。其动力系统从早期小功率发动机逐步升级至150—260马力大功率柴油机,传动系统采用高效液压传动与齿轮链条传动相结合的方式,作业效率从最初的5—9亩/小时提升至12亩/小时以上。中联重科CC40PRO玉米收割机就是典型代表,搭载260马力玉柴发动机,作业速度达8—10km/h,果穗输送效率提升30%。

  随着自动化技术的发展,玉米收获机出现了多种自动化技术应用机型。割台调节自动化机型通过液压系统实现割台高度自动调节,适应不同种植行距和地形条件;对行功能自动化机型配备传感器实时感知玉米植株位置,自动调整收割路径,提高收割准确性和效率;秸秆处理自动化机型集成秸秆粉碎与还田装置,实现“收割—脱粒—秸秆处理”一体化作业,有利于土壤改良和下一季作物生长。

  进入21世纪,智能化与多功能化成为玉米收获机技术发展的重要方向。智能化技术深度应用机型不断涌现,定位导航机型采用GPS/北斗导航系统实现自动驾驶,轨迹偏差小于2cm,提高了作业直线度和效率;传感器网络集成机型通过倾斜传感器、红外线传感器、图像识别等,实现机器姿态监测、玉米成熟度检测和精准作业,降低籽粒破损率至1%以下;智能控制系统机型能根据实时数据调整割刀角度、脱粒滚筒转速等参数,提高作业效率和质量。国家超级计算济南中心研制的“玉米收获机智能操控模块”,集成物联网、大数据等技术,实现无人自主驾驶、远程监控和故障诊断。

  多功能化发展趋势机型也日益丰富。穗茎兼收机型可同步收获玉米果穗与秸秆,满足养殖业对饲料的需求;籽粒直收机型直接收获玉米籽粒,减少晾晒与脱粒环节,适合大规模种植和机械化程度较高的地区;一机多用设计机型通过更换割台与脱粒装置,兼容小麦、水稻等作物收获,提高设备利用率,降低农业生产成本。潍柴雷沃与中联农机推出的籽粒直收型玉米收获机,在黑龙江、内蒙古等地广泛应用,促进了当地农业现代化发展。

  同时,环保与节能技术机型也逐渐兴起。低排放发动机机型采用国四/国五排放标准,减少污染物排放;新能源动力机型中,电动玉米收获机零排放、噪音低,混合动力玉米收获机结合燃油发动机和电动机优势,降低燃油消耗和污染物排放;节能设计机型优化传动系统与液压系统,减少能量损耗,燃油效率提升15%。

  

未来展望:
多技术融合引领农业新变革

  展望未来,玉米收获机技术将与人工智能、大数据、物联网等前沿技术深度融合。它能够根据不同品种玉米、土壤条件和气候环境,自动调整收割参数,实现个性化精准收割。还能与农田里的无人机、智能灌溉系统等智能设备无缝对接,形成完整的农业智能生态系统,实现农田的智能化管理和高效生产。例如,通过大数据分析,提前预测玉米收获的最佳时机和路线规划,提高收获效率和质量。

  在绿色化方面,未来玉米收获机可能采用太阳能、氢能等环保动力源,减少对传统燃油的依赖,降低碳排放。同时,在设计和制造过程中更注重材料的可回收性和可降解性,实现全生命周期的绿色环保。比如,采用可降解的塑料部件和可回收的金属材料,减少对环境的污染。

  多功能化也是未来发展的重要方向。玉米收获机可能不再局限于收割功能,还能集成施肥、播种、除草等多种功能,成为农田里的多功能设备,为农业生产提供一站式服务。例如,在收割玉米的同时,完成施肥作业,为下一季作物生长提供养分,让农民的生产生活更加轻松便捷。

  玉米收获机的技术发展历程是一段不断创新和进步的历史。从早期的人工收获到如今的智能化、多功能化收获机,再到未来充满无限可能的技术展望,玉米收获机技术将不断推动农业生产向高效、绿色、智能方向发展,为保障全球粮食安全和农业可持续发展作出重要贡献。