从2010年起，甘肃全省每年全膜双垄沟播玉米种植面积在1000万亩以上，2016年稳定在1250万亩。全膜双垄沟播的基本形态是川台地按作物种植走向开沟起垄、缓坡地沿等高线开沟起垄。全省全膜双垄沟播玉米种植特点是普及、分散、细碎、坡大，家家户户、村村社社均种植全膜双垄沟播玉米，但85%的块地面积在3亩以内，机械化收获是一个难以逾越问题。本文通过试验，对采用分段机收技术实现全膜双垄沟播玉米机械化收获情况进行了深入分析研究。
一、试验研究设计
1.试验样本 总体设计为采用四种机具作业方式分为两组。第一组：小型拖拉机或手扶拖拉机配套的双行收获机与自走式两行收获机为对比样本、配秸秆回收机；第二组：收获机配秸秆粉碎装置与不配秸秆粉碎装置为对比样本、配秸秆回收机。
2.试验农艺自然条件特征 选取具有代表性的甘肃定西市安定区，全膜双垄沟播玉米种植示范点，其农艺和自然条件特点如下。
a、垄作。双垄沟的大、小垄种植，机械化施肥、起垄、覆膜，地块内不平整；
b、种植方式。人工膜上点播，行距、株距只是个概念，无法控制。 40 cm小垄由铺膜机结构保证，而70 cm的大垄由两次作业合在一起完成，与机手的操作技术水平直接有关，有偏差。
c、地块细碎。丘陵、山区的干旱田地90%无机耕道，80%的田地宽度不足6m。
3.分段机收路线 全膜双垄沟播玉米收获分段作业模式的技术线路为：摘穗——集堆（或成条）——秸秆回收——秸秆装运
按四个分步，设计结构，形成两种机具，实现两步收获。
摘穗：采用两行（或单行）摘穗机，完成摘穗作业。
集堆（或成条）：由于动力、结构尺寸的限制，加上尽量减少秸秆扰乱，摘穗后，果穗的收集采用装箱、堆放、侧输出自然成条等三种方式。
Ⅰ.秸秆回收：摘穗后的秸秆比较零乱，甚至有部分秸秆被打碎、掉落在地面，紧贴地膜，回收成此模式的关键环节，采用高速旋转的弯刀紧贴膜面将秸秆搅起，由风机吸入，抛送到收集箱。
Ⅱ.秸秆装运：一种是设计好一个作业行程收集箱容积，地头转运；一种是收获的同时，旁边跟一台运输车，专门当集运输车。
二、全膜双垄沟播玉米分段机收机具配备
1.摘穗机 实现全膜双垄沟播玉米摘穗、果穗收集两个功能前提下，要求机具结构简单、配套动力小，机组地头转弯半径小，适合山区小地块作业。本试验除采用甘肃省农业机械化技术推广总站与酒泉市铸陇机械制造有限责任公司联合研制的4YWQ-2和简易式玉米收获机4YZ－2B型玉米收获机外，还引进沭河4YZP－2Q型玉米收获机和石家庄保东农业机械有限公司生产的与手持拖拉机配套单行机，作对比试验。机具主要技术参数见表1。
表1 四种玉米收获机技术参数
序号 | 项目 | 单位 | 参数 | |||
4YZ－2B | 4YZP－2Q | 4YWQ-2 | 手扶配套机 | |||
1 | 工作行数 | 行 | 2 | 2 | 2 | 2 |
2 | 行距 | mm | 550～750 | 450～750 | 550 | 550 |
3 | 工作幅宽 | mm | 1600 | 1100 | 340 | 340 |
4 | 卸果穗高度 | mm | 1700 | / | ≥600 | ≥600 |
5 | 作业速度 | m/s | 1.5～2.5 | / | 0.6～0.7 | 0.6～0.7 |
6 | 生产率 | hm2/h | 0.13～0.25 | / | 0.13～0.2 | 0.13～0.2 |
7 | 最小离地间隙 | mm | 300 | 300 | ≥100 | ≥100 |
8 | 最小通过半径 | mm | 4500 | / | / | / |
9 | 粮箱容积 | m3 | 1.5 | / | / | / |
10 | 摘穗辊型式 | / | 卧辊式 | 摘穗板式 | 摘穗板式 | 摘穗板式 |
11 | 剥皮辊型式 | / | 橡胶辊+铁辊+尼龙辊 | 螺旋橡胶辊式 | 螺旋橡胶辊式 | 螺旋橡胶辊式 |
12 | 配套动力 | kW | 45 | 23.5 | ≥7.3 | ≥7.3 |
13 | 结构质量 | kg | 2990 | 1680 | 130 | 130 |
14 | 外形尺寸 | mm | 5780×1800×2800 | 5700×1700×3000 | / | / |
15 | 摘穗台升降、卸粮方式 | / | 液压自动 | / | / | / |
2.秸秆回收机 全膜双垄沟播玉米秸秆回收作业的主要困难是垄沟、地膜。要求既不能损坏地膜，收集的秸秆中不能带有地膜；还要有一定的仿形功能，将散落在垄沟中秸秆有效回收。
本次试验的秸秆收获机是针对全膜双垄沟播玉米由甘肃省农业机械化技术推广总站与武威兴东机械有限公司联合研制的4JH－80型玉米秸秆收获装箱机，其主要技术参数见表2。
表2 4JH－80型玉米秸秆收获装箱机主要技术参数
序号 | 项目 | 单位 | 参数 |
1 | 工作幅宽 | mm | 400 |
2 | 秸秆回收率 | / | ≥90% |
3 | 收集箱容积 | m 3 | 2 |
4 | 生产率 | hm2/h | 0.13～0.2 |
5 | 配套动力 | kW | 29.4 |
6 | 结构质量 | kg | / |
7 | 秸秆粉碎长度 | mm | ＜180 |
8 | 留茬高度 | mm | ＜100 |
9 | 秸秆抛送高度 | m | 2.3～3.3 |
10 | 抛送距离 | m | 1.5～3.0 |
11 | 抛送筒回转角度 | / | 360° |
12 | 限深辊调节范围 | mm | 40～120 |
13 | 限深辊直径 | mm | 160 |
三、试验
2014年在酒泉市肃州区、武威市凉州区、兰州市榆中县进行初次试验，果穗收获率在98%以上，秸秆回收率在92%以上。2015年10月8日～10日在定西市安定区全膜双垄沟播玉米示范点进行分段机收测试，进行深入试验。
1.试验考核指标体系设计 试验设计按玉米摘穗、秸秆回收、地膜损伤三部分考核,试验方法依GB/5262《农业机械试验条件 测定方法的一般规定》和GB/T 21961《玉米收获机械 试验方法》为基础,结合机具设计和山区、丘陵特点，考核技术可行性，不评价经济效益。
（1）玉米摘穗部分考核指标 这部分是分段收获的关键，设置5个考核指标，即摘净率、剥皮率、断穗率、籽粒脱粒损失、果穗损伤率。全面考查玉米收获机性能，也关注作业现场观感，农户对机具的直观评价。
（2）秸秆回收部分考核指标 这部分试验中没有选出合适的玉米秸秆方捆打捆机，侧重点是秸秆装箱回收，设置1个考核指标，即捡拾率。
（3）地膜损伤部分考核指标 这部分重点考查机具在作业过程对地膜的损伤，由于拖拉机组要先后两次经过同一种植区，这也是分段作业的技术重点。若在秸秆回收中将秸秆和地膜一起收入箱中，导致秸秆进一步利用（饲料）的难度（缠绕到秸秆的地膜分离非常困难），设置1个源头考核指标，地膜机械损伤程度（%），测定参照JB/T7732.2-1995《地膜覆盖机》规定方法进行。
2.数据分析
（1）试验条件 试验按GB GB/5262规定，首先对现场基本情况进行测试，农艺、作物、成熟情况等主要试验参数见表3。
表3 种植农艺和作物主要参数
序号 | 项目名称 | 参数值 | 单位 | 备注 |
1 | 种植农艺 | 大垄宽：70 | cm | 全膜双垄 沟种植 |
小垄宽：40 | ||||
垄高: | ||||
株距：2 | ||||
2 | 玉米品种 | 酒单4号 | / |
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3 | 玉米长势 | 株秆高：210 | cm |
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结穗层高：150 | ||||
成熟状况:蜡黄 | / |
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4 | 种植密度 | 2564 | 株/亩 |
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5 | 籽粒含水率 | 33.7 | % |
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6 | 出籽率 | 72.4 | % | 玉米穗 |
7 | 产量 | 524.5 | kg/亩 |
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（2）机具性能测试 摘穗、秸秆回收、地膜损伤三部分试验测试数据见表4。
表4 试验测试结果表
序号 | 项目名称 | 参数值 | 单位或符号 | 备注 |
1 | 摘净率 | 99.6 | % | 测5点,每点测100根收获后的玉米秸秆 |
2 | 剥皮率 | 87.4 | % | 测5点,每点测100个收获后的玉米穗 |
3 | 断穗率 | 6.4 | % | 每2截断玉米穗按1个断穗计算 |
4 | 果穗损伤率 | 22.2 | % | 不完整玉米穗占总数的比(包括断穗) |
5 | 籽粒脱粒损失 | 9.78 | % |
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6 | 秸秆捡拾率 | 96.89 | % |
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四、结论报告
1.试验情况说明 在实际试验中，原试验研究设计中的与小型拖拉机或手扶拖拉机配套的单行收获机出现机械故障，无法正常作业，中途终止试验；原试验研究设计中的收获机配秸秆粉碎装置作业后秸秆细碎，回收效果非常差，农户拒绝继续作业，试验被迫停止。最终试验为2台自走式两行玉米收获机与秸秆收获机配套作业，实现全膜双垄沟播玉米分段机械化收获的性能试验。
2.试验结果 甘肃中南定西市安定区试验点试验结果为：全膜双垄沟播玉米采用分段机械化收获技术，可突破无法机械收获的瓶颈，基本满足玉米机收相关技术规范要求，农户对玉米收获、秸秆回收作业的满意度高。
3.应进一步完善的部分 在实际试验中也发现了一些技术性问题，需要进一步研究解决：一是机具可靠性较低问题；二是两种机具配套动力不一致，拖拉机轮距不一样，配套性不好，影响了作业效果；三是垄沟间距变化较大（人工起垄、点播）时，机具性能下降较大，农机农艺进一步融合问题突出，需进一步协调解决。
