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国家玉米产业技术体系工作简报(2011年第14期 总字第58期)

作者:   发布时间:2012-01-18 10:48:34   您是第0位浏览者 字体大小:【     】 打印

国内外种子加工机械概况 种子作为一种特殊的、具有生命力和最基本的农业生产资料, 在农业生产中具有不可替代的重要作用。种子加工是指对种子从收获到播种前采取的各种技术处理,改变种子的物理特性,改进和提高种子品质,获得具有高净度、高发芽率、高纯度和高活力商品种子的过程。种子加工机械是种子生产的必备工具,主要包括预加工、干燥、脱粒、基本清选、精选(重力分选、长度分选、形状分选、色选)、尺寸分级、包衣或丸化、计量包装和贮藏等技术环节。机械化种子加工具有以下优点:一是提高净度和发芽率,使种子质量明显提高,从而减少播种量,降低农业生产成本,显著提高农作物单位面积产量;二是种子按不同的用途及销售市场,经加工成为不同等级的种子,并实行标准化包装销售,提高了种子的商品性,可有效防止假冒伪劣种子的流通与销售;三是种子加工处理后,籽粒均匀,作物生长整齐,成熟期一致,有利于机械化播种和收获,提高劳动效率;四是种子经过加工,去掉大部分含病虫害的籽粒并包衣,使药剂缓慢释放,既减少化肥农药施用量,又使农药由开放式施用转向隐蔽式用药,利于环境保护;五是种子经干燥后,增加了种子贮藏的稳定性,延长种子的贮藏期,保证种子的正常商品流通。

一、国外种子加工机械概况 1、国外种子加工机械生产企业现状世界农业发达地区,如北美、西欧等都非常重视种子加工业,在高水平种子加工机械与种子处理技术的支持下,商品种子的精加工率达100%。高水平的种子加工技术促进发达国家种子企业的发展,诞生了许多世界著名的跨国种子公司或集团,如美国的Dupout、美国的Monsanto、瑞士的Syngenta、德国的KWS AG、法国的Limagrain 等。种子企业的发展又促进加工水平的进一步提高,经历了兼并、重组与产品创新集中形成了几个世界著名的种子加工设备生产厂商。这些生产种子加工设备的公司,在种子的干燥、基本清选、精选、包衣、包装机械以及种子质量配套检测设备上具有很强的实力,在世界种子加工业中占有重要的地位。主要种子加工机械生产企业有: ⑴ 德国Petkus 公司。成立于1852年,是世界第一家种子加工机械生产企业。公司拥有激光和数控加工中心,制造手段先进,生产多种系列种子加工机械和配套设施。其通用性U系列风筛式清选机、窝眼筒清选机均采用密闭柜式结构,具有噪音低、工作时粉尘浓度低等特点。工机械特点 发达国家种子加工机械的发展已有近百年历史,设备规格系列化,品种齐全;设备性能稳定,结构合理,工作可靠;设备生⑵ 丹麦Cimbria公司。成立于1947年,主要生产高效、节能、低噪的DS系列风筛式清选机和GA系列重力式清选机、CT系列包衣丸粒化一体机和种子烘干设备。 ⑶ 丹麦Damas公司。成立于1863年,生产系列种子加工机械和配套设施。公司拥有独到的风选技术,采用全封闭结构,隔噪效果极佳的系列风筛式清选机,尤其擅长草籽加工。 ⑷ 美国Oliver公司。成立于1892年,主要生产系列重力式清选机和去石机,在世界种子加工市场长盛不衰,20 世纪90 年代推出了改进的比重清选机系列新产品。⑸ 美国Carter Day公司。成立于1863年,是一家专业生产系列风筛式清选机、系列窝眼筒清选机和圆筒筛分级机的生产厂商,机械零部件均为自己生产,具有通用性和互换性高的特点。 ⑹ 法国Ceres 公司。主要开发生产种子K系列包衣机产品, 目前根据农业生产水平与种子商品化要求,研制生产多层包衣与制丸机等多种机型并能实现计算机自动控制。 2、国外种子加产专业化,制造工艺先进;设备耗能少,适应性强;种子加工成套设备的机械化、自动化程度高,加工能力向大型化、超大型化发展,能很好地满足种子加工业的发展需要。国外种子加工机械具有以下特点:(1)种类多,形成系列化。国外种子加工机械规格已实现系列化,品种齐全,性能稳定,结构合理。从实验室小机械到每小时加工能力达几十吨的大型机械,从固定式到移动式,从机械式到机、电、液一体化自动调节的产品都已开发应用。(2)技术先进。采用立体或半立体布置,配有PLC自动控制,连续作业,在线计量,精确度高,级别多。(3)工艺先进。原本国外种子加工机械各个厂家产品结构形式差别较大,经过多年的企业重组与技术融合,产品结构趋于相近,双筛箱、双风道、多筛层成为主流产品。产品普遍增加了高效除尘设施,大大减少了生产车间的粉尘。所有设备基本上是封闭式,降低了设备运转时的噪音,增强了安全性能。设备的自动化程度较高。(4)坚固耐用。设备能耗少,使用寿命长(20年左右),坚固耐用是国外种子加工机械的共同特点。(5)向大型化发展。目前国外先进的种子加工设备正向大型或超大型发展,更好地满足现代种业加工的需求。

二、国内种子加工机械概况 1、国内种子加工机械生产企业现状 我国种子加工机械的发展较晚。上世纪50年代曾从苏联、匈牙利引进种子加工样机,但种子加工破碎率高,清选效果较差,推广数量很少。60年代以前,种子加工一直沿用传统的手工工具。70年代起从国外引进单机并研学和仿制。80年代利用世界银行贷款和地方配套资金引进建立了一批种子加工成套设备,使我国的种子加工工艺与设备有了很大提高,并起到了示范作用。我国种子加工机械生产企业积极学习发达国家的经验,在引进和研究发达国家样机设备的同时,结合我国国情研发种子加工设备,从单机能力提高到成套设备的研制生产都做了大量工作。30 多年来,研制出一批适合我国国情的种子干燥机械、精选机械、包衣制丸机和种子加工成套设备,提高了种子加工业机械化水平。全国规模以上的种子加工机械生产厂商已发展到20多家,能够生产包括种子加工机械21种类型、3个等级、8个系列以及包括种子加工成套设备的2个基本型、8个变型、3个等级、8个系列共150多种。 主要种子加工机械生产企业有:⑴ 黑龙江省农副产品加工机械化研究所。研制、生产各类型系列种子加工机械和种子加工成套设备。在种子干燥方面已达到15t/h籽粒、1500t/批玉米果穗的干燥能力。 ⑵ 甘肃酒泉奥凯种子机械有限公司。生产各类型奥凯牌种子风选机、比重清选机、窝眼筒清选机、蔬菜、牧草种子清选机以及各类型种子包衣机和大型玉米果穗干燥设备。 ⑶ 河北省种业集团种子机械有限公司。生产宝珠牌各类型风选机与比重精选机。 ⑷ 石家庄市种子机械厂。开发生产的绿炬牌ZPG 系列种子配套加工机组,既可安装在厂房内固定作业,也可移动到场院上流动作业,既可单机作业,也可组合连线实现多功能种子加工流水作业。 ⑸ 上海二纺机股份有限公司。生产重力式分选机、窝眼滚筒清选机等种子精选机械。 2、国内种子加工机械存在的问题 我国目前推广应用的种子加工机械大多是在消化吸收国外20世纪70~80年代产品的基础上发展起来的,很少有技术创新,产品大同小异,科技含量低。另外,我国种子加工机械生产厂家大多数规模小,设施落后,技术力量薄弱,不同程度存在着追求生产利润忽视产品质量的现象,造成国产种子加工机械存在着制造工艺落后、性能不稳定、工作可靠性差、寿命短、能耗大等问题,已不能满足现代种业发展需求。主要表现在:(1) 产品的标准化、系列化程度低。不同厂家的产品相互独立,即使仿制国外同一机型的同一种型号,其易损零部件也不能互换。产品的种类规格少,配套性不足。目前主要以单机为主,成套设备的系列产品还不能满足市场需求,而专用及附属设备的品种则更少。(2)技术工艺落后。相比发达国家,国产种子加工机械技术性能不高。由于我国种子机械是从引进、仿制国外设备起步的,基础研究不深人,导致生产出的设备无论是在种子破碎率、获选率,还是在机械的稳定性方面都有一定差距,加工效果不理想。许多种子加工机械的工艺设计没有分级和包衣等工序,没有把智能化技术运用到控制、生产、检测加工各环节和厂房的除尘等方面,设备在工艺方面还有很大缺陷。(3)产品研发能力不足。种子加工机械门类繁多,结构复杂,社会总体需求量相对较少,研究开发成本较高,而我国种子加工设备研究开发的多元化投入机制尚未形成,关键基础零部件和通用零部件的生产未形成专业化。(4)企业生产能力弱,技术和管理水平低。市场上种子加工机械生产厂家较多,规模不大,产品相似,价格竞争激烈。同时,多数种子加工机械制造企业不仅设备陈旧,加工能力低下,工艺水平落后,而且缺乏严格的质量保证体系,在零部件的加工和整机装配过程中,普遍缺乏严格的质量把关机构与专业技术人员,质量参差不齐。(5)普遍使用单机加工,成套设备应用较少。现行的种子质量标准较低,在种子分级方面没有细化要求,只要通过单机或双机加工就可基本达到标准。导致我国种子加工机械中普遍使用单机,成套加工设备应用较少,影响了种子加工机械的进一步发展。(6)没有形成良好的市场竞争机制。种子加工机械的销售量有限,价格又受传统农业机械的影响,国产设备价格仅为进口同类产品的1/10左右,生产企业的利润甚微,没有资本积累,无力更新设备,配备工装模具,生产出的机械外观粗糙,质量难以保证,降质压价、恶性竞争现象严重。(7)缺乏规划和指导。国内至今尚没有一部国家或行业种子加工机械产业发展规划,不利于种子加工机械产业健康快速发展。 三、政策建议 1、深入贯彻落实《农业机械化促进法》,制定实施切实有效的措施,给予种子加工机械科研开发、技术创新、生产制造更多鼓励、扶持政策,对生产企业购置种子加工机械实行财政资金补贴,保障种子加工机械行业持续稳定发展。 2、加强种子加工机械行业的协作与联合。国内种子加工机械企业总体规模较小,在技术体系、管理机制和企业文化等方面尚未形成核心竞争力。因此,种子加工机械行业内部应实行强强联合,组建起大型的集科研、生产、经营于一体的种子加工机械龙头企业,按照市场经济的要求转换经营机制,扩大经营规模,增强经济实力。同时,根据不同企业的生产能力和条件,有计划地推行专业化分工协作,建设配套企业生产群,实行专业化社会化大生产,提高我国种子加工机械化水平 3、整合创新资源,完善种子加工机械技术创新体系,引导建立产学研合作创新的长效机制。随着我国进入工业化中期,工业反哺农业的时期已经到来,国家有能力通过增加投入、政策引导,创新产学研结合的新体制和新的运行机制,构建一个使各个方面都能各尽所长的技术创新体系,推动我国种子加工机械自主创新能力的提高。 4、重视种子加工工艺与设备的研发。我国现有从事种子加工技术研究人员主要分散于大学和科研院所。企业应以多种形式加强同大学、科研院所的合作,做好对各类种子的生物特性、理化特性及其他加工特性的理论研究,开发一些高效、低能耗、高技术含量的产品,不断满足市场发展的需求。 5、扩大种子企业加工规模,促进种子加工机械发展。种子企业应根据当地作物种类和对加工的要求,在利用原有机械的基础上,完善配套种子加工机械,提高种子加工能力和加工质量,促进种子加工机械发展。 国家玉米产业技术体系农业机械化研究室 孙士明 育种和种子研究室 王建华法国BOURGOIN公司玉米去雄喷雾机 产品性能调查报告 2006年,新疆生产建设兵团农四师66团投入108万元从法国BOURGOIN公司进口了我国第一台玉米去雄喷雾机;2007年,黑龙江农垦总局宁安农场又从法国BOURGOIN公司进口了一台玉米去雄喷雾机。为全面了解法国BOURGOIN公司玉米去雄喷雾机产品性能,加快我国玉米去雄机械化发展,今年玉米制种去雄季节,国家玉米产业技术体系机械化研究室对法国BOURGOIN公司的玉米去雄喷雾机产品性能进行了调查,报告如下。 一、结构特点 法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机是高架自走式,主要由行走底盘、驾驶室、发动机、液压泵、液压马达、液压管路、操控系统、切刀组合、抽雄穗组合、喷药架组合、液压油缸、药罐、药液喷洒程序设定仪等部件组成。切刀组合由2个支架、6 个液压马达、6 个圆盘切刀组成, 抽雄穗组合由2个支架、6 个液压马达、6 个夹取抽穗盘组成。主要特点如下: 1、玉米去雄机由发动机作动力,4轮液压驱动,可实现无级变速自走; 2、驾驶室在底盘的上面,视野好,容易操作; 3、焊接底盘离地间隙大,有利于玉米去雄喷雾作业; 4、去雄部件安装在机器前方的2个平行四杆支架上,可根据玉米雄穗位置整体升降,提高去雄率,减少去雄损失; 5、喷杆喷雾部件安装在机器后方的平行四杆支架上,升降自如,可单独进行喷雾作业,也可去雄喷雾同时作业; 6、前后支架和工作部件全由液压系统控制,自动化程度高; 7、药液喷洒由程序设定仪控制,智能化程度高。二、主要技术参数 外形尺寸( 长×宽×高,mm) :3 800×2 450×3 400 底盘以下宽度(mm):最小1 150、最大1 450 整机质量( kg) :2 150 发动机型号:DEUTZBF 4L2011 风冷式柴油机 发动机功率( kW) 57 驱动动力:液压 前轮轮胎:11×24 后轮轮胎:11×24 轮距( mm) :1 450~2 250 地隙( mm): 1 750 去雄作业行数:6 行 去雄作业生产率( hm2/h) :0.5~1.0 喷药作业幅宽(m): 16 喷药架高度调整范围( cm) :50~175 最大速度(km/h):20三、玉米去雄作业 玉米机械去雄的原理是, 在玉米雄穗散粉前利用该机的切刀组合(cutter)与抽雄穗组合部件(roller)配合作业,将玉米雄穗抽出。由于玉米生长的影响因素很多,致使玉米自交系在抽雄时期植株高度不尽一致。为了保证机械抽取雄穗时玉米自交系的高度基本一致, 在进行机械抽取雄穗之前, 先利用该机的切刀组合(cutter)部件对杂交玉米顶部进行切削。切削后待杂交玉米新长出比较整齐的雄穗时,再用roller进行机械抽雄穗作业。具体作业过程如下: 作业时首先把轮距调整到与实际垄距相符, 将切刀组合及抽雄穗组合部件也调整到与实际垄距相对应,再将机架水平调整固定。当玉米雄穗符合作业条件时,首先使用去雄机的切刀组合部件将要去雄的母本玉米植株雄穗切削掉10~15 cm。根据玉米生长的整齐程度,一般要进行1~2 次切削作业,使每行玉米高度基本一致,从而为机械抽雄打下基础;待切割后3~5 日玉米母本自交系的雄穗长出5 cm 左右时,利用该机的抽雄组合部件( 橡胶圆盘的高速旋转挤压作用),将新长出的雄穗抽出,最后再由人工去掉剩下的玉米雄穗,完成整个机械抽雄作业过程。 四、喷药作业 该机除具有上述机械去雄功能外,还具有单独喷药、喷施液态肥的功能,尤其适于高秆作物的喷药、喷施肥作业。喷药架为折叠式,由液压油缸操控,伸展灵活。喷药架由中间架、左右侧架及左右翼臂架对称组成,伸展幅宽16 m,每0.5 m 一个防后滴喷头。根据作业地块情况,左架、右架、中间架均可单独进行喷药作业。该机配备了为药液喷洒设定简易程序的小电脑,可根据作物的喷液量、使用喷头种类等对喷洒压力、行走速度进行设定,从而实现准确的自动化智能化控制。 五、作业效果 在法国BOURGOIN公司技术人员的指导下,两台机器在当地进行了玉米去雄作业试验。经测算,该机械一天可以去雄300多亩地,相当于100个人工,大幅降低玉米制种的去雄费用。由于去雄作业试验时玉米长的不整齐,进行一次切削的,一次抽雄率75%左右;进行二次切头与强制性一次切头的一次抽雄率可达85%左右。进行完机械抽雄作业后,还需要人工找漏。秋季产量对比,机械去雄比人工去雄的有一点减产幅度,特别是进行强制一次切割的地块比较明显。试验结果表明,法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机在行距相符、植株整齐、地表平整的情况下,机器能够正常作业,去雄效果很好,能够满足我国玉米制种去雄作业要求,解决了玉米制种人工去雄劳动强度大,生产成本高,劳动力短缺的矛盾。在法国BOURGOIN公司技术人员的指导下,两台机器在当地进行了玉米喷药作业试验。经测算,该机械一天可以喷药1500亩地,效率很高,效果良好。尤其是在玉米生长中后期植株很高的情况下,也能进行喷药、喷施叶面肥作业,实现了玉米制种全生育期的病虫草害防治机械化,提高了玉米制种植保作业机械化水平。 六、存在问题 虽然黑龙江农垦总局宁安农场和新疆兵团农四师66团对法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机进行了去雄作业试验,但在实际生产中并未大面积使用,在品种、农艺、机器各方面都存在一些问题,主要表现在: 1、我国有些紧凑型玉米自交系在制种时是带苞去雄,雄穗一出来就散粉。法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机去雄作业工艺是先切后抽,无法实现带苞去雄,导致雄穗裸露,抽出的雄穗还要人工捡拾埋掉,不适合机械去雄作业。 2、紧凑型自交系的雄穗被叶子包围,去雄时带的叶片多,不容易向外抽,作业效果差,减产幅度大。 3、我国玉米制种生产模式多样,行距不一致,法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机是对行作业,去雄部件行距不适应我国玉米制种农艺要求,制约着玉米去雄机械化发展4、我国玉米制种生产水平低,地表高低不平,播种深浅不一,植株高矮不齐,抽雄时间不同,导致机械去雄作业不平稳,玉米顶部和雄穗切削尺寸过大,给玉米植株生长带来较大影响,造成减产,作业次数也会增多。 5、我国玉米制种田地表高低不平,法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机发动机功率只有57kW,液压驱动动力损失大,地表粘了就易陷住,液压驱动行走机构不能拖拉,只能等地干了后才能行走,影响作业。 6、法国BOURGOIN公司生产的玉米去雄喷雾机可根据玉米植株高度整体上下调节,但不能单独仿形,适应性差。七、建议在欧美国家,玉米制种已经大面积采用机械代替人工去雄,采用机械去雄可以有效地降低劳动强度,提高去雄效率,降低制种成本,实现制种玉米去雄机械化是我国玉米制种业发展的必然趋势。 1、加紧培育和推广适合机械去雄的玉米自交系和品种。 2、从美国和其他国家引进新的玉米去雄机械,经过对比后确定适合我国需要的机械选型。 3、加快制种玉米去雄机械研究,在引进、消化、吸收国外先进玉米去雄机械的基础上,结合我国玉米制种农艺要求,研究适合我国国情的制种玉米去雄机械。 4、加强农机农艺融合,规范种植模式,提高生产水平,促进制种玉米去雄机械化发展。