青贮玉米收获机发展现状与展望

潘伟阳 ,李晓康，孙伟,3，侯晶涛，梁宇凯，李向阳

（1.730070 甘肃省 兰州市 甘肃农业大学 机电工程学院；2.730030 甘肃省 兰州市 甘肃省机械科学研究院有限责任公司；3.730030 甘肃省 兰州市 甘肃省草地农业机械重点实验室）

0 引言

青贮玉米作为粗饲料之首是畜牧业最主要的饲料之一,玉米秸秆既可以用来青贮也可以直接饲喂，因为其本身就含有丰富的蛋白质和脂肪[1]。同时，由于我国正在实施各项惠农政策,随着中国农村产业结构的不断调整,畜牧业发展速度也相当快,饲料需要量也在持续地提高。近年来，“粮改饲”是我国农业改革的重点，国家积极引导种植青贮玉米，而随着全国青贮玉米播种面积的不断扩大,对青贮玉米收割装置的需求量也愈来愈大。在刚性需求加补贴政策下，虽然各大企业开始涉足青贮行业，但是由于起步较晚，缺乏先进的技术，我国玉米青贮机械与西方相比还是有很大的差距。与传统的收获技术相比，全株机械化收获工作效率可提高十几倍甚至几十倍以上，可以有效地节省劳动成本，提高工作效率，具有很好的社会效益。目前经济全球化新形式加速发展，我国青贮玉米收获机械的发展将迎来新的机遇和挑战，充分了解目前国内外青贮玉米收获机的发展现状和发展趋势，为我国将来青贮收获机的研发能够到达新水平、新高度具有重要意义[2-6]。

1 玉米青贮主要技术模式

目前全株玉米机械化收获技术主要有机械化切割技术、自动喂入技术、机械化切碎技术、籽粒破碎技术、机械化打捆包膜技术。玉米青贮主要技术模式分为直接收获法和分段收获法[7-8]。

1.1 直接收获法

1.1.1 先收获打捆再包膜

通常，先用收获打捆一体机在作业地块直接完成收割、切碎、打捆工序，经包膜后再用夹包机运输到储藏地。收获打捆一体机是目前比较先进的一种青贮收获机，这种收获模式效率高，人工成本低。由于收割后的玉米就地完成打捆包膜，能有效地保证青贮玉米的新鲜度。我国地貌类型多，地形错杂分布，形成了复杂多样的土地资源，区域差异明显，西部地区山地面积占比高，山地交通运输不便，没有像西方国家那样大规模的种植优势。在此背景下，采用中小型收获打捆一体机作业能够有效提高收获效率[9]。

1.1.2 先收获再打捆包膜

在此模式下，青贮玉米收获机在作业地块先完成玉米的收割、切碎和装车，再将装有物料的车运到指定打捆地点打捆包膜，最后再用夹包机运输到指定位置储存。直接收获法的关键是要保证植株新鲜和清洁。物料运送到指定打捆地点后尽快完成打捆包膜，尽可能减少运输时间，避免物料在运输过程中和在指定打捆包膜地点堆放过程中暴晒和对压发热，尽量减少玉米水分、养分的流失。先收获再打捆包膜的收获方法在我国用的也比较多，目前多家企业也已经研发出先进的机型，例如甘肃机械科学研究院研发的青饲料打捆裹膜一体机，具有非常高的工作效率，很大程度上节省了工作成本。

1.2 分段收获法

先人工割杆再集中粉碎最后贮存。在该模式下先采用人工收割整株玉米，然后集中就地使用粉碎机将秸秆粉碎，最后打捆机打成捆后用包膜机包膜，在地块分散、山地丘陵较多的甘肃地区，许多牛羊养殖单户采用这种收获模式。

2 青贮机类型及特点

由于欧美等国家很早就开始涉足并研究青贮玉米收获技术,目前农业科技已经发展得相当完善,生产智能化程度较高,但产品价格也相当高昂。中国青贮玉米机械化起步比较迟,生产技术水平也相对于欧美国家来说比较落后。目前我国青贮玉米收获机存在一些问题，但由于价格低，性价比高，国产收获机也占据了一部分市场。玉米青贮过程由最早的纯人工到半自动化再到如今全自动化，经历了漫长的发展历程，青贮收获机与动力装置间的连接方式也不相同。目前国内外青贮玉米收获机按与动力装置连接方式可分为悬挂式、牵引式以及自走式3 种[10-11]。

2.1 悬挂式青贮收获机

悬挂式青贮收获机主要包括前悬挂式、侧悬挂式、后悬挂式。侧悬挂式和后悬挂式需要拖拉机配合使用，其动力需要依靠拖拉机提供。侧悬挂式和后悬挂式都能完成切割到抛送的工序。侧悬挂式机械结构紧凑，价格亲民，但由于工作宽幅小，工作效率较低，且第1 列无法自行开道，有一定局限性。后悬挂式工作宽幅大，工作效率高，但是大部分后悬挂式工作时需要拖拉机倒开，驾驶视野不好，操作性差，也逐渐推广较少。前悬挂式与拖拉机配套使用时要使用前悬挂动力装置，也可与谷物收割机配合使用，其使用性能与自走式青贮收获机相似。

2.2 牵引式青贮收获机

牵引式青贮收获机主要与拖拉机配套使用，成本较低，该类机械在收获过程中第一行无法自行开道，需要人工配合，生产效率低。我国尚未像西方欧美国家一样土地平坦且大规模集约化种植玉米，由于我国地形地貌的特点，中小型青贮玉米收获机占据主要市场份额。由于此类青贮机需要拖拉机牵引，其转弯半径大，不适合小块地作业，存在一定的局限性。

2.3 自走式青贮收获机

自走式青贮收获机是目前主流收获机。它与牵引式、割台式青贮收获机相比，具有收获率高、转弯半径小、工作性能好等特点，能够一次完成从切割到物料抛送等一系列流程，具有可靠性高、切割性能好、人工强度低等优点，简单调整后可对不同作物进行收割，实现“一机多用”，但机械价格较高，维修比较复杂，成本也较高[12]。

3 国内外研究现状

3.1 国外青贮收获机发展现状

欧美发达国家的青贮饲料收获技术的研究起步较早，设备比较成熟，配套也比较完善。目前美国及西欧的产品技术处于高端地位，西方国家青贮机现在是往大功率、宽割幅、高效率、低油耗、高性能、高可靠、高舒适性、自动化和智能化等方向靠拢，且已实现大型化，现在220.5 kW（300 HP）以下及3 m 割台的机型已经基本退出欧美国家研发生产范畴[13]。

国外大多数生产谷物联合收割机的公司都涉足青贮收获机，如CLAAS、约翰迪尔、纽荷兰、KRONE 等等。目前国外专业青贮机主要以自走式和割台式为主。

目前国外先进的自走式机型有KRONE BIGX600～1100850、CLAAS JAGUAR 系列、CLAAS JAGUAR 840～880 系 列 和930～980 系 列、John Deere 8000 系列和9000 系列[14]等。其中，KRONE BIGX1100 采用曼恩V8 柴油发动机，功率大、油耗较低，配备能同时收割14 行青贮玉米的割台，可实现横向传送，节省传送空间，作业全过程可视化，驾驶员能随时调节工作参数[15]；CLAAS JAGUAR 960 作为科乐收青贮机的实力代表，也是世界上最畅销的青贮收获机之一，JAGUAR 960 Terra-Trac 收获机获得了SIMA 农机展“2019 年创新金奖”[16]，可以减少66%的土壤压实，具有土壤接触面积大、轮胎压力调节系统、地头保护系统、可变割台驱动、切割长度无级调整和 V-MAX型动刀毂等优势；John Deere 8000

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