農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定機構(gòu)的適用技術(shù)

0農(nóng)業(yè)機械的應用農(nóng)業(yè)機械的適用性是指在一定的作業(yè)條件下，農(nóng)業(yè)機械能夠滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求的能力，以及農(nóng)業(yè)運行性能的相對同質(zhì)性和局限性。我國幅員遼闊,各地的自然條件、生態(tài)環(huán)境、作物品種、耕作制度、農(nóng)民收入和文化素質(zhì)水平等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件都有一定的差異,甚至差異很大,制約著農(nóng)機適用性的體現(xiàn)。一種農(nóng)業(yè)機械不可能適用于全國各個區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,大多數(shù)的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品在使用中有一定的區(qū)域性限制。由于影響農(nóng)業(yè)機械適用性的因素很多,變量大,研究難度大,因此對農(nóng)業(yè)機械適用性的定量研究一直是個空白。農(nóng)業(yè)機械的適用性是農(nóng)業(yè)機械化工作中一個非常重要而又十分復雜的問題,是農(nóng)業(yè)機械的基本性能,決定著農(nóng)業(yè)機械能否滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要、增加農(nóng)民收入。2004年實施的《中華人民共和國農(nóng)業(yè)機械化促進法》中明確提出,農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定機構(gòu)應當公布具有適用性、安全性、可靠性的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的檢測結(jié)果,為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織選購先進適用的農(nóng)業(yè)機械提供信息。就安全性和可靠性而言,研究較為充分,已建立起較完善的技術(shù)標準體系,這樣對農(nóng)業(yè)機械適用性的研究就顯得更為迫切。為此,農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站牽頭,承擔了《農(nóng)業(yè)機械適用性評價技術(shù)集成研究》項目(公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目,200903038),吉林省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站和山東省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站承擔了其中的玉米收獲機適用性研究工作。1研究型的確定玉米收獲機基于動力配置可分為懸掛式、牽引式、自走式和玉米割臺4種類型。1.1與起重機的配套即與拖拉機配套使用的玉米聯(lián)合收獲機。它可提高拖拉機的利用率,機具價格也不高。但是受到與拖拉機配套的限制,作業(yè)效率較低。目前,國內(nèi)已開發(fā)有單行、雙行與3行等產(chǎn)品,分別與“小四輪”及大中型拖拉機配套使用。按照其與拖拉機的安裝位置分為正置式和側(cè)置式。一般多行正置式背負式玉米聯(lián)合收獲機不需要開作業(yè)工藝道。1.2等結(jié)論:作業(yè)型、靈活即自帶動力的玉米聯(lián)合收獲機。該類產(chǎn)品國內(nèi)目前有3行,4行,5行等機型,其特點是工作效率高、作業(yè)效果好、使用和保養(yǎng)方便,但其用途專一。國內(nèi)現(xiàn)有機型摘穗機構(gòu)多為摘穗板—拉莖輥—撥禾鏈組合結(jié)構(gòu),秸稈粉碎裝置有青貯型和粉碎兩種。1.3玉米臺玉米割臺又稱玉米摘穗臺。其與麥稻聯(lián)合收獲機配套作業(yè),擴展了現(xiàn)有麥稻聯(lián)合收獲機的功能。這類機具一般沒有果穗收集功能,將果穗鋪放在地面。1.4大型農(nóng)場和大型農(nóng)場牽引式玉米聯(lián)合收獲機在作業(yè)時由拖拉機牽引收獲機,再牽引果穗收集車,配置較長,轉(zhuǎn)彎與行走不便,主要應用在大型農(nóng)場。綜上所述,研究及試驗機型以懸掛式玉米聯(lián)合收獲機為主、自走式玉米聯(lián)合收獲機為輔,收獲行數(shù)為自走式3行與4行、懸掛式2行(以下簡稱背負式)的果穗(籽粒)收獲機。2研究過程2.1玉米聯(lián)合收獲機適用性評價體系構(gòu)建影響玉米聯(lián)合收獲機適用性的影響因素很多,且由多層級多目標構(gòu)成,是一種內(nèi)在關(guān)系比較復雜的層級網(wǎng)絡系統(tǒng)。中國農(nóng)業(yè)大學適用性評價體系研究中技術(shù)適應性的層級確定,適合玉米聯(lián)合收獲機適用性影響因素及性能指標層級的建立與研究。在此基礎上,采用經(jīng)驗分析法篩選并提出影響因素及相關(guān)性能指標,用實地調(diào)查法、性能試驗法對所提出的影響因素和性能指標的合理性進行驗證,用層次分析法做最后的確定。2.2影響因素的整理根據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學適用性課題組研究的技術(shù)適應性層級指標(即機器性能指標、作物要求指標、耕地要求指標、種植要求指標和作業(yè)質(zhì)量指標),對所涉及的因素進行經(jīng)驗法分析,將不相干的因素去除,性能指標中的生產(chǎn)率不予考慮,整理影響因素對性能指標整體的相關(guān)程度。影響因素排列順序為:成熟度15%;作物含水率13%;作物品種13%;作物產(chǎn)量13%;果穗大小10%;作物倒伏率8%;果穗下垂率5%;行距5%;;植株折彎率5%;風速5%。受影響的性能指標為:總損失率;籽粒破碎率;果穗含雜率;籽粒含雜率;秸稈粉碎長度合格率。將初步的影響因素提交調(diào)研、驗證,并考慮其他因素的影響。2.3研究和證實2.3.1影響因素的調(diào)查見表12010年,向40個相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)發(fā)送了玉米收獲機性能及影響因素調(diào)查表、機具適用性分布調(diào)查表,重點對初步提出的影響因素征求意見?；睾瘏R總統(tǒng)計初步排序結(jié)果為:行距、作物高度、果穗下垂、作物成熟度、植株折彎率、作物含水率、倒伏率。從調(diào)查的結(jié)果看,各自所占的比例差別不大,但是對課題組初次提交的影響因素范圍及影響程度有很大差異,去除了作物品種、作物產(chǎn)量、果穗大小和風速的影響,增加了作物高度。從企業(yè)銷售的反饋情況看,不同地域?qū)m用性影響的主要因素有所不同。例如,東北的成熟度、含水率、行距和種植方式等;華北的行距、壟高和倒伏等;其他地區(qū)的地塊、地形、倒伏、行距、結(jié)穗最低高度、種植方式和含水率等。2.3.2種植模式及生長彎折對玉米收獲機的影響2011年,對吉林省和山東省進行了玉米生產(chǎn)方式的調(diào)查,調(diào)查面覆蓋兩省各縣鎮(zhèn),接觸1800個農(nóng)戶。從兩省調(diào)查可以看出,種植模式及行距對收獲作業(yè)的影響很大(見表1)。與企業(yè)不同的是,倒伏、果穗下垂及作物彎折對玉米收獲機的影響不大。根據(jù)調(diào)查結(jié)果進行綜合分析,去掉極小因素,影響玉米收獲機械適用性的主要因素為作物成熟度、作物含水率、行距、作物高度和作物倒伏率。2.3.3鑒定結(jié)果分析主要到河南、河北、山東、山西、內(nèi)蒙、甘肅、黑龍江和吉林省農(nóng)機試驗鑒定站了解對玉米收獲機的鑒定情況,咨詢技術(shù)人員對適用性影響因素和受影響因素影響的作業(yè)性能指標的確定。調(diào)查結(jié)果與課題組初步提出的大致相同。2.3.4確定參照工藝條件綜合生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)戶的調(diào)查、專家及課題組的研究結(jié)果表明,影響玉米收獲機適用性的因素主要集中在行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度、作物含水率、作物品種、植株折彎率和果穗下垂率?？紤]到果穗下垂率、株折彎率只是企業(yè)提出的影響因素,因此確定時將其除去。初步結(jié)論確定影響玉米收獲機適用性的主要因素為:行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度和作物含水率。2.4玉米含水率與總損失率相關(guān)性研究性能試驗分布在山東、河北、河南、北京、黑龍江、吉林等地,試驗條件有一定的區(qū)別。所有試驗均是在部級推廣大綱要求的條件下完成,試驗地點不同,機具型號相同。從結(jié)果看:單個因素對主要性能指標的影響并不顯著,在試驗中看不出其相關(guān)性,散點圖不成規(guī)律。在此,僅以調(diào)研中影響因素比較重要的籽粒含水率與總損失率的散點關(guān)聯(lián)圖為例進行說明,如圖1、圖2和圖3所示。試驗證明,玉米收獲機在作業(yè)時所有影響機具收獲性能的影響因素都是相互關(guān)聯(lián)的,并不是獨立存在的。若要研究籽粒含水率對收獲性能的影響,就無法保證在籽粒含水率發(fā)生變化時其他因素(如作物高度、作物倒伏率、作物成熟度等)能保持不變,從而無法確定性能指標的變化是由哪個因素的變化引起的。所以說,由玉米收獲機適用性的主要影響因素(行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度和作物含水率等)的整體變化,引起總損失率、籽粒破碎率和果穗(籽粒)含雜率的變化。3結(jié)論3.1適用性試驗因素1)根據(jù)以上分析及調(diào)查確定,影響玉米收獲機適用性的主要因素為行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度和作物含水率。2)二級因素備選方案為收獲時機、種植方式、作物品種和倒伏程度。3.2玉米收獲機械適用性評價在《GB/T21962-2008玉米收獲機械技術(shù)條件》中,規(guī)定的主要作業(yè)性能指標有總損失率、籽粒破碎率、生產(chǎn)率、果穗含雜率、籽粒含雜率、苞葉剝凈率和秸稈粉碎長度合格率等。作為玉米收獲機械,適用性的評價應針對機具不同的功能、共性與受因素影響的作業(yè)性能指標進行研究。為此,組織專家對上述7個指標進行了測評排序,取前3位,最后針對不同功能的機具,確定了影響玉米收獲機適用性的作業(yè)性能指標。1)不含秸稈粉碎還田功能的玉米收獲機性能指標為總損失率、籽粒破碎率和含雜率(果穗或籽粒),這與前述調(diào)查、統(tǒng)計與分析結(jié)果相吻合,可適用于果穗(籽粒)收獲機的評定。2)含秸稈粉碎還田功能的玉米收獲機性能指標為總損失率、籽粒破碎率、秸稈粉碎長度合格率,適用于果穗收獲機的評定。3.3對調(diào)查的評價為了反映因素的重要程度,權(quán)重值采用層次分析法AHP(AnalyticHi-erarchyProcess)確定。它是把復雜問題中的各因素劃分成相關(guān)聯(lián)的有序?qū)哟?使之條理化的多目標、多準則的決策方法,是一種定量分析與定性分析相結(jié)合的有效方法。因此,特邀請部分具有玉米收獲機科研、生產(chǎn)、推廣、鑒定和使用等方面經(jīng)驗豐富的單位或