科技日報記者?頡滿斌??

(資料圖片僅供參考)

十月的河西走廊，風景迤邐，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，玉米植株整齊進入割臺，通過低損摘穗、柔性輸送和強力排雜，一顆顆飽滿的玉米果穗一傾而下，進入種箱。

“這款收獲機給我們幫了大忙，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)有限責任公司總經(jīng)理劉曉冬表示，“這得感謝甘肅農(nóng)業(yè)大學趙武云教授和他的科研團隊?！?/p>

記者了解到，4YZS-4A型的制種玉米收獲機是甘肅農(nóng)業(yè)大學特色作物收獲團隊在國家特色油料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學家、機電工程學院院長趙武云和他的團隊針對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械化收獲無機可用的問題。

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)展不僅促進了農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和農(nóng)村發(fā)展，也對保障全國糧食生產(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)機械化水平較高，但機械化抽雄、機械化收獲始終是“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)致苗勢不均，更加大了收獲作業(yè)難度。”趙武云說，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)機企業(yè)對制種玉米收獲關(guān)注度也不高。

同時，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，機具價格昂貴，機具的使用對我國制種玉米品種、制種數(shù)據(jù)存在安全風險，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力?！壁w武云說。

甘肅省張掖市農(nóng)機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)團隊開始研發(fā)制種玉米收獲機。

聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)良機，要創(chuàng)新

研發(fā)伊始，團隊就面臨了研發(fā)路線的選擇：是參照國外機型，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。

“制種玉米能否實現(xiàn)機械化收獲，種業(yè)公司的認同是關(guān)鍵?！壁w武云說，團隊成員深入到張掖、酒泉、武威等河西制種玉米基地，與種業(yè)公司、市縣農(nóng)機推廣部門、農(nóng)機經(jīng)銷商、農(nóng)機合作社召開座談會，聽取大家對制種玉米機械化收獲的要求。

經(jīng)過調(diào)研分析，大家一致認為，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)在河西商品玉米機械化收獲方面具有優(yōu)勢。團隊經(jīng)過查閱河西地區(qū)玉米收獲機銷售數(shù)據(jù)和實地調(diào)研，最終決定與中國農(nóng)發(fā)巨明集團開展聯(lián)合攻關(guān)。

“制種玉米機械化收獲要走一條有所為、有所不為的路子——不適合機械化收獲粉質(zhì)品種仍建議采取人工收獲，硬質(zhì)品種就要考慮機械化收獲?！痹谮w武云看來，機械化收獲不單純是機具的問題，而是要從耕地、種子、栽培等多個維度聯(lián)合發(fā)力，提供適宜機收作業(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主要作業(yè)性能指標，減損失、減損傷、低含雜是研發(fā)制種玉米收獲機的主要要求，團隊與企業(yè)成立了研發(fā)組，針對低損摘穗、減損輸送、強力排雜、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”

2022年7月，團隊研制出了割臺試驗臺架，并通過理論創(chuàng)新和大量試驗，突破了低損摘穗、柔性輸送等關(guān)鍵技術(shù)。

2022年9月，4YZS-4A型制種玉米收獲機亮相張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)四社制種玉米試驗基地，針對制種玉米植株性狀，對機具反復(fù)調(diào)試，經(jīng)過市區(qū)兩級農(nóng)機推廣部門技術(shù)人員測試，作業(yè)性能指標符合國標要求，初步解決了制種玉米機械化收獲無機可用的問題。

“但這還不夠?！壁w武云對團隊有更高的要求。

2022年9月20日，制種玉米機械化收獲技術(shù)座談會在張掖召開。與會代表對制種玉米收獲機存在的問題、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、加工工藝方面進行改進，提高可靠性；希望能實現(xiàn)摘穗、剝皮聯(lián)合收獲，實現(xiàn)制種玉米、大田玉米兼收；剝皮機與跑步機能實現(xiàn)快速置換，開展針對不同品種、不同種植模式適應(yīng)性收獲試驗。

2023年，團隊在覆膠摘穗板、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)首臺可加載在聯(lián)合收獲機上的制種玉米剝皮機。該制種玉米剝皮機可與商品玉米剝皮機實現(xiàn)互換，實現(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不能摘穗、剝皮一體作業(yè)的限制，為制種玉米機械化提供了符合中國國情的解決方案。

團隊研發(fā)的4YZS-4A型制種玉米收獲機于2023年9月亮相張掖、酒泉制種玉米收獲現(xiàn)場會，針對不同品種、不同種植模式制種玉米，通過機具結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)了比較理想的作業(yè)效果，受到了與會代表的一致好評。后續(xù)，機具將在甘肅省敦煌種業(yè)集團股份有限公司制種玉米基地上進行耐久性、可靠性試驗，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可用的難題。

中國農(nóng)發(fā)巨明集團總經(jīng)理崔守波表示，與甘肅農(nóng)業(yè)大學趙武云教授團隊合作研發(fā)，通過收獲附件快速置換，可實現(xiàn)大田和制種玉米兼收，增加了機具每年的收獲作業(yè)時間，提升了機具性價比。

“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)高效機械化收獲提供裝備支撐?！贝奘夭ǜ嬖V記者。

“創(chuàng)新永遠在路上?！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等新技術(shù)新材料新裝置是團隊的下一個目標。為我國制種玉米提供智能化、高性價比優(yōu)質(zhì)高效收獲機，將是團隊的努力方向。

（受訪者供圖）