科技日报记者 颉满斌
9月9日，教师节前一天，在甘肃省张掖市甘州区的制种玉米基地里，大片成熟的制种玉米正等待收获。甘肃农业大学机电工程学院教授、“旱作农业装备教师团队”负责人赵武云和团队成员正紧张忙碌着。这一天，团队将新研发的20台制种玉米收获机投放到这里进行试用。
这是今年的第二次投放，此前他们已将丘陵山地四轮转向拖拉机投放到甘肃定西等地。
近年来，赵武云带领团队分区域、分产业、分作物、分环节梳理农机装备短板，以需求侧为导向，汇聚省内外多学科协同创新要素，围绕甘肃省农业的短板弱项，开展政产学研用协同创新。他们研发出20多种机械化农具，其中大部分已由企业批量生产，为甘肃省特色作物优质高效生产提供了装备支撑，助力产业提质增效和乡村振兴。
近日，教育部公布第四批“全国高校黄大年式教师团队”创建示范活动入围名单，甘肃农业大学机电工程学院赵武云教授领衔的“旱作农机装备教师团队”成功入选。
保障种业安全，研发低损高效制种玉米收获机
河西走廊是全国最大的玉米制种基地，制种面积达165万亩。然而，这里也面临着制种田分布分散、收获难度大、基本采用人工作业方式、收获成本高等问题。
“这影响了制种玉米产业的发展。”赵武云说。2020年，在相关部门支持下，赵武云带领团队开始研发制种玉米收获机。
研发伊始，团队就面临研发路线选择问题：是参照国外机型，走专用、高效果穗收获路径？还是走商品玉米、制种玉米兼收，果穗收获和扒皮作业集成的路径？
“制种玉米能否实现机械化收获，种业公司的认同是关键。”赵武云深入制种玉米基地，与相关机构代表召开座谈会。经过调研分析，大家一致认为，制种玉米收获必须立足国情，兼顾高质量和高效益，走“商品玉米、制种玉米兼收，果穗收获和扒皮作业集成”的高性价比技术路线。
“制种玉米机械化收获要走一条有所为、有所不为的路子——不适合机械化收获的粉质型玉米品种仍建议采取人工收获方式，硬质型玉米品种则要考虑采用机械化收获。”在赵武云看来，机械化收获不单纯是机具问题，还要从耕地、种子、栽培、去雄等多个维度联合发力，提供适宜机收作业的工况条件，必须走自主创新的技术路径。
2022年7月，团队研制出割台和剥皮试验台架，并利用试验台架进行了大量针对性试验，为后续整机研发奠定基础。
2022年9月，团队研制的4YZS-4A型制种玉米收获机亮相张掖市甘州区党寨镇汪家堡村四社制种玉米试验基地。这款机器初步解决了制种玉米机械化收获无机可用的问题。
“但这还不够。”赵武云对团队提出更高要求。
2023年，团队研制的4YZPS-4B型制种玉米收获机在张掖、酒泉两地亮相。这款制种玉米剥皮机可与商品玉米剥皮机互换，实现制种玉米摘穗和剥皮一体化作业，打破了国外制种玉米收获机不能摘穗、剥皮一体作业的限制。
2024年，团队研制的4YZPS-4C制种玉米收获机亮相张掖秋收现场。经过四年理论研究、三代样机试制，这款最新的制种玉米收获机终于突破低损摘穗、柔性剥皮等技术壁垒，为制种玉米机械化收获提供了符合我国国情的解决方案。
2025年，团队研发的最新型4YZPS-4D、4YZPS-6D制种玉米收获机兼具摘穗、摘穗+剥皮等功能，成功批量投放至制种玉米主产区甘肃张掖，总计30台机具的投放，实现了制种玉米机械化收获的梦想。
补齐特色产业短板，研发马铃薯、中药材收获机
甘肃省定西瑞源农产品农民专业合作社承包了不少地种植马铃薯，但没有合适的收获机，这让合作社负责人张巧花犯了难。
为解决这一难题，赵武云团队马不停蹄地开展技术调研和方案制定。经过两年攻关，团队联合山东巨明机械有限公司研发出4UZ-110A、4UZ-110B两代丘陵山区马铃薯联合收获机，突破马铃薯挖掘铲碎土减阻、一级土薯分离、底盘四轮转向等关键技术，实现了甘肃省环山梯田马铃薯高效低损联合收获。
“原先人工挖掘每天最多能挖三五亩地，如今机器一天就能收获二三十亩地，效率提高十几倍。有了这些马铃薯收获机，我们就放心了。”张巧花告诉记者。
甘肃省中药材种植面积近450万亩，种植面积在万亩以上的品种近20种，但种植区主要集中在丘陵山区，无论是种植环节还是收获环节都存在“无机可用”的问题。
团队针对当归、党参、黄芪等道地大宗药材种收关键环节，与定西三牛农机制造有限公司、甘肃省农业机械化技术推广总站等单位开展协同攻关，研发出黄芪移栽机、黄芪收获机、党参露头栽培联合作业机、党参移栽机、中药材自走式联合收获机等机具，目前这些机器均已由企业量产。
农机农艺深度融合，研发油料作物与杂粮短板机具
甘肃省是全国胡麻主产区，种植面积位居全国七大胡麻产区之首。胡麻因茎秆韧性强、蒴果交缠、收获物料小差异混杂等特殊农艺性状，一直没有专用的收割机械。
一次偶然机会，赵武云在参加学术会议时与时任潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司副总裁朱金光一拍即合，开启了校企合作新篇章。
团队针对全国胡麻主产区不同种植模式、不同品种的农艺性状差异，开展胡麻机械化收获机理研究，突破割台与脱粒滚筒防缠绕和小差异混杂清选等关键技术，通过校企合作模式研发出国内首台大型自走式胡麻联合收割机。经过多年田间试验与优化设计，目前该收割机已由潍柴雷沃公司批量生产。
甘肃省也是油菜种植大省。“传统油菜收获机作业时，拨禾轮和侧立刀直接撞击油菜角果，导致油菜角果落粒损失大，致使油菜籽联合收获机总损失率偏高，农户自然不愿意接受。”甘肃省农科院作物所油菜研究室主任董云副研究员说。
针对这一情况，双方合作深入育种实验室、种植地块，从农艺模式出发，筛选宜机收品种，改变种植模式，研发出一种新型链齿喂入油菜联合收割机。
“新研发的机具重点在割台轻量化、倒伏油菜收获、高效脱粒分离等方面进行了优化改进，整机作业性能较好，适应性强，能满足甘肃不同地区、不同品种的春油菜机械化低损收获需求。”甘肃农业大学机电工程学院教师、团队成员史瑞杰告诉记者。
2022年10月初，金灿灿的谷穗因颗颗饱满而弯了腰。会宁县祥泽小杂粮农民专业合作社负责人王华眼看自己承包的1000亩谷子迎来丰收，却没有人工和机器来收，犯了难，“再这样下去我都不敢种了。”同样犯难的还有甘肃省农科院副院长杨天育研究员和他的育种团队。他们培育的新品种抗旱能力强、产量高、农户接受程度好，但就是收获难。
研制专用机具，需要解决谷子、糜子、荞麦等不同作物的收获问题，而农户购买力有限，每个收获机只能收一种作物，除了收获季其他时间都在闲置。
“能不能研制一种可以收获多种作物的机器呢？”赵武云突发奇想并着手研发。
2023年，团队通过“1+N”模式研发的低损谷子收获机亮相甘肃省农业科学院谷子示范基地。测产专家对“会宁良谷”谷子品种进行测产，“总损失率在10%以下，对于种粮大户和合作社来说，这是一个可以接受的较低水平，节本增效效果非常可观。”专家组组长、国家谷子高粱产业技术体系岗位科学家、山西农业大学农学院教授原向阳说。
2024年，团队根据“1+N”模式持续研发出糜子、荞麦联合收割机以及谷子精量播种机，持续解决杂粮机械化生产问题。
黄灿灿的玉米棒、圆滚滚的土豆，智能农用收割机在希望的田野上奔忙……“在这个充满挑战和机遇的新起点上，旱作农业装备研发团队将继续前行，以智能农业装备的研发创新引领干旱地区农业的发展，为建设美丽乡村、实现农业现代化贡献自己的力量。”谈及未来，站在河西走廊广袤的制种玉米基地上，赵武云目光坚定，语气铿锵。
（科技日报记者 颉满斌 摄）
网友评论
