十月的河西走廊，風景壯麗，百萬畝制種玉米喜迎豐收。
近日，在甘肅省張掖市甘州區黨寨鎮汪家堡村四社制種玉米基地，一款名為4YZPS-4B型的制種玉米收獲機一下田就吸引了種植戶和種業公司負責人的眼球。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的問題?！睆堃词刑煊罘N業有限責任公司總經理劉曉冬表示，“這得感謝甘肅農業大學教授趙武云和他的科研團隊。”
科技日報記者了解到，4YZS-4A型和4YZPS-4B型制種玉米收獲機是甘肅農業大學特色作物收獲團隊在國家特色油料產業技術體系崗位科學家、機電工程學院院長趙武云帶領下，針對制種玉米收獲低損失、低損傷的作業要求，通過校企合作研發的成果。它們在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。
立足實際直面問題保生產
玉米是我國第一大糧食作物。玉米產業的穩定發展直接關系到我國糧食安全和國計民生，優質玉米種子生產直接影響我國玉米的收成和農民的收入。制種玉米產業的發展不僅促進了農業增效、農民增收和農村發展，還對保障全國糧食生產用種安全起到了重要作用。
甘肅省張掖市是全國最大的玉米制種基地，玉米制種面積達110萬畝。抽雄、收獲這兩個環節是制種玉米生產用工的“大頭”。目前來說，國內制種玉米基地雖然在其他環節機械化水平較高，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。地力不均導致苗勢不均，更加大了收獲作業難度?！壁w武云說，315萬畝的制種玉米種植面積與6億多畝的商品玉米相比，規模不大，所以，國內大型農機企業對制種玉米收獲關注度也不高。
同時，受品種、種植模式、農藝性狀和地況影響，國外制種玉米收獲機在我國制種玉米主產區不能充分發揮其作業效率和作業質量，機具價格昂貴，且使用國外機具對我國制種玉米品種數據、制種數據存在安全風險，無法推廣應用。因此，我國目前還沒有專用的制種玉米收獲機產品，制種玉米收獲基本上采用人工作業方式。
“但人工作業成本高，收獲制種玉米需要大量的勞動力。”趙武云說。
甘肅省張掖市農業機械化技術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費達人均400元/天。收獲成本的不斷攀升，降低了農戶的收入，影響了制種玉米產業可持續發展。
在相關部門的支持下，2020年開始，趙武云開始帶領團隊研發制種玉米收獲機。
找準路子聯合攻關共創新
研發伊始，團隊就面臨選擇研發路線這一問題：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集成的路徑？
“制種玉米能否實現機械化收獲，種業公司的認同是關鍵。”趙武云說，團隊成員深入張掖、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召開座談會，了解大家對制種玉米機械化收獲的要求。
經過調研分析，大家一致認為：制種玉米收獲必須立足國情，兼顧高質和高效，走“商品玉米、制種玉米兼收，果穗收獲和扒皮作業集成”的高性價比技術路子。
商品玉米、制種玉米兼收，意味著合作研發企業在河西走廊地區商品玉米機械化收獲方面具有優勢。團隊經過查閱河西走廊地區玉米收獲機銷售數據和實地調研，最終決定與中國農業發展集團山東巨明機械有限公司開展聯合攻關。
“制種玉米機械化收獲要走一條有所為、有所不為的路子——不適合機械化收獲的粉質型玉米品種仍建議采取人工收獲的方式，硬質型玉米品種就要考慮采用機械化收獲。”在趙武云看來，機械化收獲不單純是機具的問題，而是要從耕地、種子、栽培等多個維度聯合發力，提供適宜機收作業的工況條件。
“我國在工程材料、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國情、自主創新的技術路徑?！?/span>
總損失率、籽粒破碎率、果穗含雜率是制種玉米收獲機的主要作業性能指標，研發減損失、減損傷、低含雜的制種玉米收獲機是團隊的重要目標，團隊與企業成立了研發組，針對低損摘穗、減損輸送、強力排雜、快速清種等關鍵技術開展協同攻關。
突破多項關鍵技術制良機
2022年7月，團隊研制出了割臺試驗臺架，并通過理論創新和大量試驗，突破了低損摘穗、柔性輸送等關鍵技術。
2022年9月，4YZS-4A型制種玉米收獲機亮相張掖市甘州區黨寨鎮汪家堡村四社制種玉米試驗基地。團隊針對制種玉米植株性狀，對機具反復調試。經過市區兩級農機推廣部門技術人員測試，作業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、今后的研發方向提出了建議。代表們建議在覆膠摘穗板、柔性撥禾鏈復合材料制備、加工工藝等方面進行改進，提高可靠性；希望能實現摘穗、剝皮聯合收獲，并實現制種玉米、大田玉米兼收；剝皮機與跑步機能實現快速置換，可針對不同品種、不同種植模式開展適應性收獲試驗。
2023年，團隊在覆膠摘穗板、柔性撥禾鏈等關鍵部件的設計和材料制備、加工工藝方面與中國農業發展集團山東巨明機械有限公司開展聯合攻關，研發了國內首臺可加載在聯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獲機不能摘穗、剝皮一體作業的限制，為制種玉米機械化提供了符合中國國情的解決方案。
團隊研發的4YZPS-4B型制種玉米收獲機于2023年9月亮相張掖、酒泉兩地先后召開的制種玉米收獲現場會。該收獲機針對不同品種、不同種植模式的制種玉米，通過機具結構參數、工作參數優化調整，實現了比較理想的作業效果，受到了與會代表的一致好評。后續，機具將在甘肅省敦煌種業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，爭取盡早完成產品熟化定型，以破解我國制種玉米收獲無好機可用的難題。
中國農業發展集團山東巨明機械有限公司總經理崔守波表示，他們與甘肅農業大學趙武云團隊合作研發，通過快速置換收獲附件，機具的適應范圍更廣。機具可實現大田和制種玉米兼收，增加了每年的收獲作業時間，提升了機具性價比。
“下一步，我們將加快產品熟化定型，為我國制種玉米優質高效機械化收獲提供裝備支撐?！贝奘夭ǜ嬖V記者。
“創新永遠在路上?！壁w武云表示，摘穗板間隙自適應控制、新型復合材料、專用制種玉米收獲割臺等新技術、新材料、新裝置的研發是團隊的下一個目標。為我國制種玉米提供智能化、高性價比的優質高效收獲機，將是他們團隊的努力方向。
