农业机械试验鉴定机构的适用技术

农业机械试验鉴定机构的适用技术

0农业机械的应用农业机械的适用性是指在一定的作业条件下，农业机械能够满足农业技术要求的能力，以及农业运行性能的相对同质性和局限性。我国幅员辽阔,各地的自然条件、生态环境、作物品种、耕作制度、农民收入和文化素质水平等农业生产条件都有一定的差异,甚至差异很大,制约着农机适用性的体现。一种农业机械不可能适用于全国各个区域的农业生产条件,大多数的农业机械产品在使用中有一定的区域性限制。由于影响农业机械适用性的因素很多,变量大,研究难度大,因此对农业机械适用性的定量研究一直是个空白。农业机械的适用性是农业机械化工作中一个非常重要而又十分复杂的问题,是农业机械的基本性能,决定着农业机械能否满足农业生产需要、增加农民收入。2004年实施的《中华人民共和国农业机械化促进法》中明确提出,农业机械试验鉴定机构应当公布具有适用性、安全性、可靠性的农业机械产品的检测结果,为农民和农业生产经营组织选购先进适用的农业机械提供信息。就安全性和可靠性而言,研究较为充分,已建立起较完善的技术标准体系,这样对农业机械适用性的研究就显得更为迫切。为此,农业部农业机械试验鉴定总站牵头,承担了《农业机械适用性评价技术集成研究》项目(公益性行业(农业)科研专项经费项目,200903038),吉林省农业机械试验鉴定站和山东省农业机械试验鉴定站承担了其中的玉米收获机适用性研究工作。1研究型的确定玉米收获机基于动力配置可分为悬挂式、牵引式、自走式和玉米割台4种类型。1.1与起重机的配套即与拖拉机配套使用的玉米联合收获机。它可提高拖拉机的利用率,机具价格也不高。但是受到与拖拉机配套的限制,作业效率较低。目前,国内已开发有单行、双行与3行等产品,分别与“小四轮”及大中型拖拉机配套使用。按照其与拖拉机的安装位置分为正置式和侧置式。一般多行正置式背负式玉米联合收获机不需要开作业工艺道。1.2等结论:作业型、灵活即自带动力的玉米联合收获机。该类产品国内目前有3行,4行,5行等机型,其特点是工作效率高、作业效果好、使用和保养方便,但其用途专一。国内现有机型摘穗机构多为摘穗板—拉茎辊—拨禾链组合结构,秸秆粉碎装置有青贮型和粉碎两种。1.3玉米台玉米割台又称玉米摘穗台。其与麦稻联合收获机配套作业,扩展了现有麦稻联合收获机的功能。这类机具一般没有果穗收集功能,将果穗铺放在地面。1.4大型农场和大型农场牵引式玉米联合收获机在作业时由拖拉机牵引收获机,再牵引果穗收集车,配置较长,转弯与行走不便,主要应用在大型农场。综上所述,研究及试验机型以悬挂式玉米联合收获机为主、自走式玉米联合收获机为辅,收获行数为自走式3行与4行、悬挂式2行(以下简称背负式)的果穗(籽粒)收获机。2研究过程2.1玉米联合收获机适用性评价体系构建影响玉米联合收获机适用性的影响因素很多,且由多层级多目标构成,是一种内在关系比较复杂的层级网络系统。中国农业大学适用性评价体系研究中技术适应性的层级确定,适合玉米联合收获机适用性影响因素及性能指标层级的建立与研究。在此基础上,采用经验分析法筛选并提出影响因素及相关性能指标,用实地调查法、性能试验法对所提出的影响因素和性能指标的合理性进行验证,用层次分析法做最后的确定。2.2影响因素的整理根据中国农业大学适用性课题组研究的技术适应性层级指标(即机器性能指标、作物要求指标、耕地要求指标、种植要求指标和作业质量指标),对所涉及的因素进行经验法分析,将不相干的因素去除,性能指标中的生产率不予考虑,整理影响因素对性能指标整体的相关程度。影响因素排列顺序为:成熟度15%;作物含水率13%;作物品种13%;作物产量13%;果穗大小10%;作物倒伏率8%;果穗下垂率5%;行距5%;;植株折弯率5%;风速5%。受影响的性能指标为:总损失率;籽粒破碎率;果穗含杂率;籽粒含杂率;秸秆粉碎长度合格率。将初步的影响因素提交调研、验证,并考虑其他因素的影响。2.3研究和证实2.3.1影响因素的调查见表12010年,向40个相关生产企业发送了玉米收获机性能及影响因素调查表、机具适用性分布调查表,重点对初步提出的影响因素征求意见。回函汇总统计初步排序结果为:行距、作物高度、果穗下垂、作物成熟度、植株折弯率、作物含水率、倒伏率。从调查的结果看,各自所占的比例差别不大,但是对课题组初次提交的影响因素范围及影响程度有很大差异,去除了作物品种、作物产量、果穗大小和风速的影响,增加了作物高度。从企业销售的反馈情况看,不同地域对适用性影响的主要因素有所不同。例如,东北的成熟度、含水率、行距和种植方式等;华北的行距、垄高和倒伏等;其他地区的地块、地形、倒伏、行距、结穗最低高度、种植方式和含水率等。2.3.2种植模式及生长弯折对玉米收获机的影响2011年,对吉林省和山东省进行了玉米生产方式的调查,调查面覆盖两省各县镇,接触1800个农户。从两省调查可以看出,种植模式及行距对收获作业的影响很大(见表1)。与企业不同的是,倒伏、果穗下垂及作物弯折对玉米收获机的影响不大。根据调查结果进行综合分析,去掉极小因素,影响玉米收获机械适用性的主要因素为作物成熟度、作物含水率、行距、作物高度和作物倒伏率。2.3.3鉴定结果分析主要到河南、河北、山东、山西、内蒙、甘肃、黑龙江和吉林省农机试验鉴定站了解对玉米收获机的鉴定情况,咨询技术人员对适用性影响因素和受影响因素影响的作业性能指标的确定。调查结果与课题组初步提出的大致相同。2.3.4确定参照工艺条件综合生产企业和农户的调查、专家及课题组的研究结果表明,影响玉米收获机适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、作物品种、植株折弯率和果穗下垂率。考虑到果穗下垂率、株折弯率只是企业提出的影响因素,因此确定时将其除去。初步结论确定影响玉米收获机适用性的主要因素为:行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度和作物含水率。2.4玉米含水率与总损失率相关性研究性能试验分布在山东、河北、河南、北京、黑龙江、吉林等地,试验条件有一定的区别。所有试验均是在部级推广大纲要求的条件下完成,试验地点不同,机具型号相同。从结果看:单个因素对主要性能指标的影响并不显著,在试验中看不出其相关性,散点图不成规律。在此,仅以调研中影响因素比较重要的籽粒含水率与总损失率的散点关联图为例进行说明,如图1、图2和图3所示。试验证明,玉米收获机在作业时所有影响机具收获性能的影响因素都是相互关联的,并不是独立存在的。若要研究籽粒含水率对收获性能的影响,就无法保证在籽粒含水率发生变化时其他因素(如作物高度、作物倒伏率、作物成熟度等)能保持不变,从而无法确定性能指标的变化是由哪个因素的变化引起的。所以说,由玉米收获机适用性的主要影响因素(行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度和作物含水率等)的整体变化,引起总损失率、籽粒破碎率和果穗(籽粒)含杂率的变化。3结论3.1适用性试验因素1)根据以上分析及调查确定,影响玉米收获机适用性的主要因素为行距、作物高度、作物倒伏率、作物成熟度和作物含水率。2)二级因素备选方案为收获时机、种植方式、作物品种和倒伏程度。3.2玉米收获机械适用性评价在《GB/T21962-2008玉米收获机械技术条件》中,规定的主要作业性能指标有总损失率、籽粒破碎率、生产率、果穗含杂率、籽粒含杂率、苞叶剥净率和秸秆粉碎长度合格率等。作为玉米收获机械,适用性的评价应针对机具不同的功能、共性与受因素影响的作业性能指标进行研究。为此,组织专家对上述7个指标进行了测评排序,取前3位,最后针对不同功能的机具,确定了影响玉米收获机适用性的作业性能指标。1)不含秸秆粉碎还田功能的玉米收获机性能指标为总损失率、籽粒破碎率和含杂率(果穗或籽粒),这与前述调查、统计与分析结果相吻合,可适用于果穗(籽粒)收获机的评定。2)含秸秆粉碎还田功能的玉米收获机性能指标为总损失率、籽粒破碎率、秸秆粉碎长度合格率,适用于果穗收获机的评定。3.3对调查的评价为了反映因素的重要程度,权重值采用层次分析法AHP(AnalyticHi-erarchyProcess)确定。它是把复杂问题中的各因素划分成相关联的有序层次,使之条理化的多目标、多准则的决策方法,是一种定量分析与定性分析相结合的有效方法。因此,特邀请部分具有玉米收获机科研、生产、推广、鉴定和使用等方面经验丰富的单位或