水稻机械化收获技术研究现状与发展趋势

蒋晓红

(榆树市农业机械化学校，吉林 榆树 130400)

0 引言

水稻是我国重要的粮食作物之一，其产量占我国粮食产量的50%左右，种植面积约为0.3亿hm2，占世界总面积五分之一，我国也是世界上重要的水稻产地[1-2]。水稻收获机是提高水稻收获效率、推动农业机械化进程的重要条件之一。目前日本及欧美等国家已实现水稻机械化收获，我国水稻收获技术也在快速发展，自主研发的水稻收获机类型较为全面，工作质量较高。

目前，我国水稻机械化收获技术在不同地区发展不平衡[3]。不同地区水稻耕作水平、耕作制度、经济发展差异较大，各地发展不平衡度较大。不同区域的土地、气候等自然条件和耕作制度、经济水平差异很大，总体看，北方地区的农机化程度要高于南方地区，而西南地区的农机化程度最低，导致我国农业机械化发展极不平衡。另一方面，随着劳动力向城镇转移和经济发展，导致农村劳动力短缺，严重影响水稻生产进程[4-6]。本研究对目前国内外水稻收获机发展现状进行系统阐述说明，并针对目前常见的水稻收获机机型进行技术说明，提出未来水稻收获技术主要发展方向与研究重点。

1 水稻机械化收获技术

水稻收获机主要完成水稻的收割、脱粒及清选工作，由于水稻机械化收获时间短、劳动强度高，因此对水稻收获机械要求较高，需满足机械化收获率高、收获损失小、破碎小、含杂率低等要求。水稻机械化收获工艺主要分为分段收获法、联合收获法及分段联合收获法；水稻联合收获机可以分为配套式水稻联合收获机和自走式水稻联合收获机，其中，配套式水稻联合收获机主要分为牵引式、悬挂式及通用底盘式，自走式主要分为全喂入式、半喂入式和割前脱粒式。目前，广泛应用的水稻收获机主要为履带自走全喂入式联合收获机、轮式自走全喂入式联合收获机及履带半喂入式联合收获机[7]。

1.1 分段收获法

分段收获法是指用不同机械分别完成水稻收获过程中的收割、打捆、运输及脱粒清选等作业环节。该方法对不同种类农业机械要求较低，实施较为简单，机械操作、使用及维护简单，但是在实际操作中需要配合大量的人力劳动，水稻收获损失较大[8]。

1.2 联合收获法

联合收获法可在水稻收获过程中一次性完成收割、脱粒及清选等作业环节，该方法对水稻收获机械要求较高，但是总体生产效率较高，需要投入的人力劳动也较少，水稻收获损失小，是目前应用最为广泛的一种水稻收获方式。

1.3 分段联合收获法

分段联合收获法是将水稻收获分为两个过程。第一阶段是利用水稻收割机将水稻收割后成条铺放，经过一定时间的晾晒后，降低水稻含水率；第二阶段是利用联合收割机进行水稻的捡拾与脱粒、清选工作。该方法可以保证水稻收获后籽粒饱满，增加了水稻收获时间，缓解了工作强度，但是由于增加了作业次数，且在遇到雨天时容易导致水稻籽粒发霉，因此，水稻分段联合收获法主要适合用于北方水稻收获。

2 水稻收获机类型

2.1 半喂入式联合收获机

目前，我国水稻种植多为农户自主经营，水稻种植区块较小，因此，欧美等国家大中型水稻收获机不适宜在我国进行推广应用。日本水稻种植形式与我国较为相似，主要是以农户经营的小地块为主，收获时土壤较为湿软，容易下陷，所以，我国最初以引进日本生产的半喂入式水稻收获机为主，同时还根据我国水稻生产的实际情况生产部分自走式水稻全喂入联合收获机。

半喂入式水稻联合收获机是将水稻上半部分喂入水稻脱粒滚筒，保证水稻茎秆的完整性。目前市面上广泛应用的半喂入式联合收获机主要有日本久保田、洋马等企业产品，主要为3～6行水稻收获机，其工作性能及工作质量都较高，得到了国内外的广泛应用与推广[9]。半喂入式联合收获机在配置设置及功能方面较为完善，收获质量及脱净率较高，收获损失小，可以适应倒伏作物的收获，对作物的适应性较强，收获后可以保持水稻茎秆的完整性。

随着我国水稻收获机研制技术的逐渐发展，生产厂家及企业也越来越多，目前主要以浙江三联、台州、湖州、柳林、江苏无锡、新疆中牧、上海沃得等企业为主。例如，江苏南通农业机械有限公司生产得4LBZ-1450型、苏州久保田生产的PRO488系列、江苏东洋有限公司生产的HL6062系列、山东福田有限公司生产的4LBZ148系列及浙江三联集团生产的SL500半喂入式水稻联合收获机等。半喂入式与全喂入式水稻收获机各有优势，未来应该逐步完善相关技术性能，提高机械的可靠性与稳定性。

2.2 全喂入式联合收获机

目前，日本及欧美等国家均已实现了水稻机械化收获，国外由于水稻种植面积较大，多采用一季种植，主要以大型农场经营方式为主，因此一般采用大中型联合收获机进行水稻收获作业。

全喂入式水稻联合收获机是利用水稻割台将水稻全部切割下后喂入水稻收获机的脱离滚筒中。全喂入式水稻联合收获机割幅宽，作业效率较高，通常以中小型水稻收获机为主，整机质量一般在2.3 t左右，一般仅能适应泥脚深度≤100 mm的稻田地块。全喂入式水稻收获机受到工艺技术的限制，水稻收获后含杂率较高，水稻籽粒清选率较低。

3 部分典型水稻收获机械的性能指标及特点

3.1 洋马GC-90水稻联合收获机

洋马GC-90水稻联合收获机属于半喂入式水稻收获机，是目前较为先进、自动化程度最高的半喂入式水稻收获机，操作简单，驾驶舒适性较好。其水稻收割部分割幅为1.9 m，具有自动满幅收割功能。配套发动机采用日本洋马独家研发的电子制御式发动机，经济环保，即使在驾驶过程中不操控油门在受到负荷时，发动机可以自动调节至工作所需转速，当没有负荷时，发动机在30 s左右可以恢复至怠速状态。另一方面，该机配有故障自动诊断系统，具有完善的报警装置，可以在机器运转过程中实时监控各个零部件的运转情况。

3.2 久保田PRO588水稻联合收获机

久保田PRO588水稻联合收获机配备42 kW直喷式涡轮柴油发动机作为动力系统，该发动机属于一种大功率的清洁发动机，采用长脱粒贯通机大容量清选装置可以提高水稻收获质量，可以进行长时间的水稻收割作业，收割效率较高，即使水稻倒伏也可以进行收割。脱粒系统采用425 mm×900 mm的长脱粒滚筒及725 mm×1 550 mm的大容积清选室，可以提高谷物的清选效率与高精度筛选。该机行走底盘较高，对于泥脚深度及湿度较大的水稻田通过性较好，且每个带轮都是独立的，更换较为方便。

3.3 浦田4LB-1450型半喂入式水稻联合收获机

浦田4LB-1450型半喂入式水稻联合收获机由南通农业机械有限公司生产，机器的田间通用性较好，整机工作时对地表的压强仅为21 kPa，仅相当于一个成年人对地面的压强，机器水稻收获损失率较小，含杂率低于5%，留茬较短，对于收割倒伏作物性能较好。

4 水稻收获技术发展趋势

4.1 完善水稻收获机监控系统

完善水稻收获机的监控系统可以提高水稻收获的可靠性与收获效率，在水稻收获机各个部分安装传感器和自动控制系统，如对割茬高度的控制、脱粒滚筒装置参数的调节等，并逐步采用液压机电子控制技术，提高水稻收获技术的自动化及智能化程度，逐步增强水稻收获的可靠性与工作效率。

4.2 提高机器的通用性

使用一台联合收割机(通过改变切割平台)可以在不同的收获季节和不同的地区收获不同的作物，如小麦、水稻、油菜和大豆，可以增加购机用户的收入与机器在不同地区的通用性。

4.3 提高机器的舒适性

随着水稻种植面积的扩大，水稻收获强度也逐渐提升，驾驶员和水稻联合收割机都将承受高强度的超负荷工作，因此，提高机器的舒适性是降低驾驶员操作疲劳的重要条件。

4.4 加大财政扶持力度

对于我国水稻主产区，购机补贴与专项资金应优先用于购买水稻收获机械，根据不同地区财政情况，加大对水稻收获机购买的补贴力度。配合实施标准稻田、机耕道路的建设，对高性能水稻收获机、联合收割机等制造工艺的改造升级给予财政补贴，进一步推动水稻收获机的研发力度。

5 结论

本研究对目前水稻收获机常见的类型及收获方式进行介绍，并对国内外水稻收获机的研究现状进行阐述分析，提出未来水稻收获机应该提高机器的智能化水平，提高机器使用的通用性与舒适性，对于水稻收获机的发展与创新提供技术参考与借鉴。