科技日?qǐng)?bào)記者?頡滿斌??

(資料圖片僅供參考)

十月的河西走廊，風(fēng)景迤邐，百萬畝制種玉米喜迎豐收。

近日，在甘肅省張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)四社制種玉米基地，一款名為4YZS-4A型的制種玉米收獲機(jī)一下田就吸引了種植戶和客商的眼球。只見它在制種田中來回穿梭，玉米植株整齊進(jìn)入割臺(tái)，通過低損摘穗、柔性輸送和強(qiáng)力排雜，一顆顆飽滿的玉米果穗一傾而下，進(jìn)入種箱。

“這款收獲機(jī)給我們幫了大忙，解決了制種玉米收獲仍然靠人工作業(yè)的問題?！睆堃词刑煊罘N業(yè)有限責(zé)任公司總經(jīng)理劉曉冬表示，“這得感謝甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)趙武云教授和他的科研團(tuán)隊(duì)?！?/p>

記者了解到，4YZS-4A型的制種玉米收獲機(jī)是甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)特色作物收獲團(tuán)隊(duì)在國家特色油料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家、機(jī)電工程學(xué)院院長趙武云和他的團(tuán)隊(duì)針對(duì)制種玉米收獲低損失、低損傷的作業(yè)要求下，通過校企合作研發(fā)的成果，一定程度上有效解決了制種玉米機(jī)械化收獲無機(jī)可用的問題。

制種玉米收獲遇難題，怎么辦

玉米是我國第一大糧食作物。玉米產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展直接關(guān)系到我國糧食安全和國計(jì)民生，優(yōu)質(zhì)玉米種子生產(chǎn)直接影響我國玉米的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)和農(nóng)民增收。制種玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅促進(jìn)了農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和農(nóng)村發(fā)展，也對(duì)保障全國糧食生產(chǎn)用種安全起到了重要作用。

甘肅張掖是全國最大的玉米制種基地，玉米制種面積達(dá)110萬畝。抽雄、收獲是制種玉米生產(chǎn)用工的“大頭”。目前來說，國內(nèi)制種玉米基地雖然在其他環(huán)節(jié)機(jī)械化水平較高，但機(jī)械化抽雄、機(jī)械化收獲始終是“老大難”問題。

“甘肅省制種田為一戶一塊地，多為分散的小田地塊。其中，很多地塊又是最近兩年才平整的田地。地力不均導(dǎo)致苗勢(shì)不均，更加大了收獲作業(yè)難度?！壁w武云說，315萬畝的制種玉米與6億多畝的商品玉米相比，規(guī)模不大，所以，國內(nèi)大型農(nóng)機(jī)企業(yè)對(duì)制種玉米收獲關(guān)注度也不高。

同時(shí)，受玉米品種、種植模式、農(nóng)藝性狀和地況影響，國外制種玉米收獲機(jī)在我國制種玉米主產(chǎn)區(qū)不能充分發(fā)揮其作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，機(jī)具價(jià)格昂貴，機(jī)具的使用對(duì)我國制種玉米品種、制種數(shù)據(jù)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，無法推廣應(yīng)用。因此，我國目前還沒有專用的制種玉米收獲機(jī)產(chǎn)品，制種玉米收獲基本上采用人工作業(yè)方式。

“但人工作業(yè)成本高，制種玉米收獲需要大量的勞動(dòng)力?！壁w武云說。

甘肅省張掖市農(nóng)機(jī)推廣站站長王林告訴記者，制種玉米適收期集中在20天左右，致使收獲季高峰期用工達(dá)到400元左右。收獲成本的不斷攀升，降低了農(nóng)戶收入，影響了制種玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

在相關(guān)部門的支持下，2020年開始，趙武云帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)制種玉米收獲機(jī)。

聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)良機(jī)，要?jiǎng)?chuàng)新

研發(fā)伊始，團(tuán)隊(duì)就面臨了研發(fā)路線的選擇：是參照國外機(jī)型，走專用、高效果穗收獲路徑，還是走商品玉米、制種玉米兼收，果穗收獲和扒皮作業(yè)集成的路徑。

“制種玉米能否實(shí)現(xiàn)機(jī)械化收獲，種業(yè)公司的認(rèn)同是關(guān)鍵?！壁w武云說，團(tuán)隊(duì)成員深入到張掖、酒泉、武威等河西制種玉米基地，與種業(yè)公司、市縣農(nóng)機(jī)推廣部門、農(nóng)機(jī)經(jīng)銷商、農(nóng)機(jī)合作社召開座談會(huì)，聽取大家對(duì)制種玉米機(jī)械化收獲的要求。

經(jīng)過調(diào)研分析，大家一致認(rèn)為，制種玉米收獲必須立足國情，高質(zhì)和高效兼顧，走“商品玉米、制種玉米兼收，果穗收獲和扒皮作業(yè)集成”的高性價(jià)比技術(shù)路徑。

商品玉米、制種玉米兼收，意味著合作研發(fā)企業(yè)在河西商品玉米機(jī)械化收獲方面具有優(yōu)勢(shì)。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過查閱河西地區(qū)玉米收獲機(jī)銷售數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)研，最終決定與中國農(nóng)發(fā)巨明集團(tuán)開展聯(lián)合攻關(guān)。

“制種玉米機(jī)械化收獲要走一條有所為、有所不為的路子——不適合機(jī)械化收獲粉質(zhì)品種仍建議采取人工收獲，硬質(zhì)品種就要考慮機(jī)械化收獲?！痹谮w武云看來，機(jī)械化收獲不單純是機(jī)具的問題，而是要從耕地、種子、栽培等多個(gè)維度聯(lián)合發(fā)力，提供適宜機(jī)收作業(yè)的工況條件。

“我國在材料、加工工藝方面與國外存在差距?！壁w武云說，“這就意味著我們必須走一條適合我國國情、自主創(chuàng)新的技術(shù)路徑?！?/p>

總損失率、籽粒破碎率、果穗含雜率是制種玉米收獲機(jī)主要作業(yè)性能指標(biāo)，減損失、減損傷、低含雜是研發(fā)制種玉米收獲機(jī)的主要要求，團(tuán)隊(duì)與企業(yè)成立了研發(fā)組，針對(duì)低損摘穗、減損輸送、強(qiáng)力排雜、快速清種等關(guān)鍵技術(shù)開展協(xié)同攻關(guān)。

突破關(guān)鍵技術(shù)?制種玉米有良“機(jī)”

2022年7月，團(tuán)隊(duì)研制出了割臺(tái)試驗(yàn)臺(tái)架，并通過理論創(chuàng)新和大量試驗(yàn)，突破了低損摘穗、柔性輸送等關(guān)鍵技術(shù)。

2022年9月，4YZS-4A型制種玉米收獲機(jī)亮相張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)四社制種玉米試驗(yàn)基地，針對(duì)制種玉米植株性狀，對(duì)機(jī)具反復(fù)調(diào)試，經(jīng)過市區(qū)兩級(jí)農(nóng)機(jī)推廣部門技術(shù)人員測(cè)試，作業(yè)性能指標(biāo)符合國標(biāo)要求，初步解決了制種玉米機(jī)械化收獲無機(jī)可用的問題。

“但這還不夠?！壁w武云對(duì)團(tuán)隊(duì)有更高的要求。

2022年9月20日，制種玉米機(jī)械化收獲技術(shù)座談會(huì)在張掖召開。與會(huì)代表對(duì)制種玉米收獲機(jī)存在的問題、今后研發(fā)方向提出了建議。代表們建議在覆膠摘穗板、柔性撥禾鏈復(fù)合材料制備、加工工藝方面進(jìn)行改進(jìn)，提高可靠性；希望能實(shí)現(xiàn)摘穗、剝皮聯(lián)合收獲，實(shí)現(xiàn)制種玉米、大田玉米兼收；剝皮機(jī)與跑步機(jī)能實(shí)現(xiàn)快速置換，開展針對(duì)不同品種、不同種植模式適應(yīng)性收獲試驗(yàn)。

2023年，團(tuán)隊(duì)在覆膠摘穗板、柔性撥禾鏈結(jié)構(gòu)、材料制備、加工工藝方面與農(nóng)發(fā)巨明公司開展聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)出了國內(nèi)首臺(tái)可加載在聯(lián)合收獲機(jī)上的制種玉米剝皮機(jī)。該制種玉米剝皮機(jī)可與商品玉米剝皮機(jī)實(shí)現(xiàn)互換，實(shí)現(xiàn)制種玉米摘穗和剝皮一體化作業(yè)，打破了國外制種玉米收獲機(jī)不能摘穗、剝皮一體作業(yè)的限制，為制種玉米機(jī)械化提供了符合中國國情的解決方案。

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的4YZS-4A型制種玉米收獲機(jī)于2023年9月亮相張掖、酒泉制種玉米收獲現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，針對(duì)不同品種、不同種植模式制種玉米，通過機(jī)具結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了比較理想的作業(yè)效果，受到了與會(huì)代表的一致好評(píng)。后續(xù)，機(jī)具將在甘肅省敦煌種業(yè)集團(tuán)股份有限公司制種玉米基地上進(jìn)行耐久性、可靠性試驗(yàn)，盡早完成產(chǎn)品定型熟化，以破解我國制種玉米收獲無好機(jī)可用的難題。

中國農(nóng)發(fā)巨明集團(tuán)總經(jīng)理崔守波表示，與甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)趙武云教授團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)，通過收獲附件快速置換，可實(shí)現(xiàn)大田和制種玉米兼收，增加了機(jī)具每年的收獲作業(yè)時(shí)間，提升了機(jī)具性價(jià)比。

“下一步，我們將加快產(chǎn)品定型熟化，為我國制種玉米優(yōu)質(zhì)高效機(jī)械化收獲提供裝備支撐?！贝奘夭ǜ嬖V記者。

“創(chuàng)新永遠(yuǎn)在路上?！壁w武云表示，摘穗板間隙自適應(yīng)調(diào)整、新型復(fù)合材料、專用制種玉米收獲割臺(tái)等新技術(shù)新材料新裝置是團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)目標(biāo)。為我國制種玉米提供智能化、高性價(jià)比優(yōu)質(zhì)高效收獲機(jī)，將是團(tuán)隊(duì)的努力方向。

（受訪者供圖）