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用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊
2024-12-11 17:49:47來源:中央廣電總臺國際在線編輯:王奇英責編:王悅陽

  2024年10月,一個秋日的清晨,兩台機器在地裏忙碌地穿梭,隨著機器的轟鳴聲,土豆從地裏被挖起,然後被送上傳送帶,最終滑入噸包中。這正是甘肅農業大學旱作農業裝備研發團隊聯合企業研發的4UZ-110B裝袋型馬鈴薯聯合收穫機和4UZ-1ZS-T型履帶自走式馬鈴薯聯合收穫機。

  “這兩台收穫機給我們幫了大忙,解決了挖土豆必須得靠人工的問題。”魯家溝鎮鎮長張虎天感慨道,“這得感謝甘肅農業大學趙武雲教授和他的同事們。”

  早在2014年4月,趙武雲就帶領團隊建立了“臨洮旱作農業裝備産業專家院”。趙武雲是甘肅農業大學機電工程學院院長,近年來,他帶領專家院團隊通過與依託單位進行“産學研”聯合攻關和科技成果轉化合作,取得了一系列科研成果,解決了甘肅省旱作農業生産關鍵環節“無機可用”“無好機可用”的問題。

  保障種業安全,研發出低損高效制種玉米收穫機

  河西走廊是全國最大的玉米制種基地,制種面積達165萬畝。抽雄、收穫這兩個環節是制種玉米生産用工的“老大難”問題。

  趙武雲深知甘肅省制種田一戶一塊地,比較分散,收穫難度極大,而且基本上採用人工作業方式,收穫成本高,農戶收入低。看著農戶們面朝黃土背朝天,投入大量勞動力卻收入微薄,趙武雲決定帶領團隊研發制種玉米收穫機。

  從2020年開始,趙武雲和團隊深入張掖、酒泉、武威等河西制種玉米基地,與種業公司、市縣農機推廣部門、農機經銷商、農機合作社等機構的代表們召開座談會,了解大家對制種玉米機械化收穫的要求。在趙武雲看來,機械化收穫不單純是機具的問題,而是要從耕地、種子、栽培等多個維度聯合發力,提供適宜機收作業的工況條件,必須走一條因地制宜、自主創新的技術路徑。

  2022年7月,團隊研製出了割臺和剝皮試驗臺架,為後續整機的研發提供了基礎。2022年9月,團隊研製出4YZS-4A型制種玉米收穫機,這款機器初步解決了制種玉米機械化收穫無機可用的問題,但趙武雲對團隊有更高的要求。

  2023年,團隊研製出的4YZPS-4B型制種玉米收穫機亮相張掖、酒泉兩地,這款制種玉米剝皮機可與商品玉米剝皮機實現互換,實現制種玉米摘穗和剝皮一體化作業,打破了國外制種玉米收穫機不能摘穗、剝皮一體作業的限制。

  2024年,經過四年理論研究、三代樣機試製,團隊研製出4YZSP-4C制種玉米收穫機,終於突破低了損摘穗、柔性剝皮等技術壁壘,為制種玉米機械化收穫提供了符合甘肅省省情的解決方案。

用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊

4YZSP-4C制種玉米收穫機在田間作業

用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊

旱作農業裝備研發團隊參加張掖、酒泉制種玉米收穫機現場演示會

  補齊特色産業短板,研發馬鈴薯、中藥材收穫機

  “如今國家的政策很好,我們合作社承包了好多地,但沒有能用的機子,這咋辦呢?”在一次調研中,定西瑞源農産品農民專業合作社負責人張巧花對趙武雲説。

  為解決這一難題,團隊馬不停蹄地開展技術調研和方案制定,經過兩年時間攻關,終於聯合山東巨明機械有限公司研發出了4UZ-110A、4UZ-110B兩代丘陵山區馬鈴薯聯合收穫機,實現了甘肅省環山梯田馬鈴薯高效低損聯合收穫。

  “這個機型好!”“這個不錯,我們能用!”“這個作業效果怎麼樣?哪個廠家在銷售?”一個個問題接連不斷,爭先恐後,這一幕發生在前不久由甘肅農業大學主辦的中國農機學會丘陵山區農林機械分會2024學術年會暨丘陵山區農業機械化發展論壇定西分會場上。

  分會場展示了旱作農業裝備研發團隊研發的中藥材種植、移栽、收穫全程機械化作業的最新機具,團隊成員、甘肅農業大學機電工程學院副院長孫偉教授在現場逐一解答了大家所關心的問題。甘肅省中藥材種植面積近450萬畝,種植面積在萬畝以上的品種近20種,但種植區主要集中在丘陵山區,無論是種植環節還是收穫環節都存在“無機可用”的問題。

  趙武雲團隊針對當歸、黨參、黃芪等道地大宗藥材種收關鍵環節,與定西三牛農機製造有限公司、甘肅省農業機械化技術推廣總站等單位開展協同攻關,研發出了黃芪移栽機、黃芪收穫機、黨參露頭栽培聯合作業機、黨參移栽機、中藥材自走式聯合收穫機等機具,如今這些機器均已由企業量産。

用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊

4UZ-110B丘陵山區馬鈴薯聯合收穫機在田間作業

用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊

中藥材收穫機現場演示作業效果

  農機農藝深度融合,研髮油料作物收割機具

  “胡麻籽油具有促進人體智慧、強身健腦、防止心血管疾病、抑制疾病基因等重要作用,但胡麻種植卻一直是個問題,原因就是種了之後收穫成本太高,老百姓也就不願意種了。”這個問題困擾甘肅會寧建偉食用油有限責任公司負責人賈尚軍很多年,也困擾著許多種植專業合作社。趙武雲和團隊也一直在尋求解決的辦法。

  一次偶然的機會,趙武雲在參加學術會議時遇到了濰柴雷沃的副總裁朱金光,在會議期間進行了簡單交流。朱金光對趙武雲研發胡麻收割機的建議非常重視,建議雙方開展校企合作,由此打開了校企合作的新篇章。

  校企合作團隊針對全國胡麻主産區不同種植模式、不同品種的農藝性狀差異,開展胡麻機械化收穫機理研究,聯合研發出了大型自走式胡麻聯合收割機。如今,經過多年田間試驗與優化設計,濰柴雷沃公司已實現了自走式胡麻聯合收割機批量生産。

  完成大型機具的設計,又帶來新的問題,丘陵山區的胡麻怎麼收呢?

  團隊立刻投入到丘陵山區胡麻機械化收穫的研究中。丘陵山區機具體型小、動力小、空間佈局有限的問題,但功能分毫不能減。面對困境,團隊成員集思廣益,深入企業調研,最終聯合重慶鑫源農機股份有限公司研製出丘陵山區胡麻聯合收割機。

  同時,甘肅省也是油菜種植大省。“傳統油菜收穫機作業時撥禾輪和側立刀直接撞擊油菜角果,油菜角果落粒損失大,致使油菜籽聯合收穫機總損失率偏大,農戶自然不願意接受。”甘肅省農科院作物所油菜研究室主任董雲副研究員説。

  針對這個情況,團隊成員跟隨董雲深入育種實驗室、種植地塊,由農藝模式出發,篩選宜機收品種,改變種植模式,研發出了一種新型鏈齒喂入油菜聯合收割機。

  “新研發的機具重點在割臺輕量化、倒伏油菜收穫、高效脫粒分離等方面進行了優化改進,整機作業性能較好,適應性強,能滿足甘肅不同地區、不同品種的春油菜機械化低損收穫需求。”團隊成員史瑞傑老師説。

用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊

旱作農業裝備研發團隊研發的大型自走式胡麻聯合收割機在田間作業

  聚焦技術創新,解決雜糧機械化生産問題

  10月,金燦燦的谷穗因顆顆飽滿而彎了腰,眼看自己承包的1000畝穀子迎來豐收,但卻沒有人工和機器來收,會寧縣祥澤小雜糧農民專業合作社負責人王華犯了難,同樣犯難的還有甘肅省農科院副院長楊天育和他的育種團隊,新品種抗旱能力強、産量高、農戶接受程度好,但就是收穫難,一個原因是沒人工,另一個原因是普通機具損失大。面對這一困境,楊天育聯繫到了趙武雲,希望能解決小雜糧收穫難的問題。

  面對丘陵山區漫山遍野的雜糧,團隊也犯了愁,研製專用機具,需要解決穀子、糜子、蕎麥等不同作物的收穫問題,但是農戶購買力有限,每個收穫機只能收一種作物,除了收穫季其他時間都在閒置。“能不能研製一種可以收穫多種作物的機器呢?”趙武雲突然冒出一個新想法。

  很快,團隊利用前期研究基礎,在胡麻聯合收割機平臺上改進設計出穀子收割機,並形成“1+N”模式設計理念,即一個主機配套N種收穫附件,通過更換附件的形式解決一機多用問題。

  2023年,通過“1+N”模式研發的低損穀子收穫機正式亮相測産,“總損失率在10%以下,對於種糧大戶和合作社來説,是一個可以接受的比較低的水準,節本增效效果非常可觀。”專家組組長、國家穀子高粱産業技術體系崗位科學家、山西農業大學農學院原向陽教授説。

  2024年,團隊根據“1+N”模式持續研發出糜子、蕎麥聯合收割機以及穀子精量播種機,持續解決雜糧機械化生産問題。

  解決白色污染,研發系列殘膜回收機

  早年間,中國工程院院士、石河子大學教授陳學庚利用覆膜技術將新疆棉花産量大大提高,但隨之帶來的問題是對地膜造成嚴重的白色污染。研發一款殘膜回收率高的農機,整治土地裏的白色污染,是他晚年的最大牽掛之一。陳學庚聯繫到了趙武雲,希望一同解決殘膜回收的問題。

  得知陳學庚院士的這個期望後,趙武雲立刻帶著團隊開始了殘膜回收的研發工作。

  事實上,甘肅覆膜種植面積近3000萬畝,河西灌區玉米茬地秸稈殘留量大、割茬高、玉米根系發達、地表不平,地膜難以降解,經過風化後難以回收。

  經過田間調研、土壤殘膜根茬性能試驗、起膜鏟受力分析與設計、膜面清潔臺架試驗、整機圖紙繪製,一套標準化的機具設計流程下來,團隊設計的初代殘膜撿拾機亮相甘肅省金昌市金川區雙灣鎮龍源村。經過多年持續改進設計,這款機具的最終作業效果征服了現場的觀摩群眾。如今,團隊創新研發了五種針對不同情況的殘膜回收機,均已授權在甘肅省內大批量生産銷售。

用智慧與創新引領寒旱農業機械現代化之路 ——記甘肅農業大學旱作農業裝備産業專家院團隊

趙武雲介紹旱作農業裝備研發團隊研發的殘膜回收機

  秋天是收穫的季節,金燦燦的玉米、勻實的土豆、籽粒飽滿的胡麻……,它們的新朋友——智慧農用收割機正穿梭在這片豐收的田野上。在這條充滿挑戰與希望的大路上,甘肅農業大學旱作農業裝備研發團隊的每一位成員都是實踐者、親歷者。他們堅信,憑藉自己的汗水與雙手,穩步發展的寒旱地區農業機械必將為更多的農民帶來實惠,帶來幸福。(文/圖 張馨正 史瑞傑)

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