“收割机喂入量越来越大”背后的隐忧
“收割机喂入量越来越大”背后的隐忧
中央财政农机购置补贴资金实行定额补贴,按“以主功能为主”和“宜粗不宜细”的原则进行分档。补贴产品补多少,根据所属补贴档次;如何划分补贴档次,依据分档参数。最终,以什么参数分档,关系到产品补多少。
在购机补贴政策完善的过程中,确定补贴档次的参数越来越少,一两个参数定档的品目比比皆是,其中全喂入自走履带式谷物联合收割机(以下简称全喂入收割机)的分档参数是“喂入量”。
在《2015-2017年农业机械购置补贴实施指导意见》(农办财〔2015〕6号)文件中,对全喂入收割机等品目实行敞开补贴,“喂入量” 作为全喂入收割机分档的唯一参数,被推到了前所未有的高度。
1.喂入量有何用?
第一,编制产品型号的依据。根据JB/T 8574-2013《农机具产品 型号编制规则》规定,全喂入收割机以喂入量为主参数来反映其主要技术特征,即收割机产品型号中的阿拉伯数字部分代表喂入量(单位kg/s)。
如产品型号4LZ-5.0明示的信息是该款全喂入收割机的喂入量是5.0 kg/s,该值实际是生产企业的设计值,更是企业的承诺值。
第二,试验条件之一。根据DG/T 014-2009《谷物联合收割机》推广鉴定大纲要求,进行收割机总损失率、含杂率和破碎率(“三率”)等性能试验时,应在满足喂入量设计值的前提条件下,选择至少3个挡位或3个不同作业速度(无级变速机型)的常用作业挡进行检测。
也就是说,即使某次行程测试的性能指标符合JB/T 5117-2006《全喂入联合收割机 技术条件》的要求,喂入量测得值达不到企业设计值,此次行程试验也无效。
第三,补贴分档依据。目前,按照喂入量的不同,对全喂入收割机的补贴共分6档。6个档位好比设计好的6个库房,等着放进对应的产品。
也就是说,不同喂入量的全喂入收割机,终将归进相应的档次。“喂入量”的大小决定了全喂入收割机中央财政补贴额的多少。
2.什么影响了作业中实际喂入量的大小?
喂入量反应了全喂入收割机通过测定区时,单位时间内接收籽粒、茎杆和清选排出物的总质量,受质量和时间参数的双重影响。在实际作业和性能测试时,由于作业环境的不同,即使同一台机器的喂入量也不是一个定值,主要受以下因素的影响。
第一,作物产量。小麦、早稻亩产量在400 kg左右,中、晚稻亩产量在500 kg左右的农田较常见,因此,不同产量的农田,全喂入收割机作业时的喂入量就不同。其实,即使同一块农田,由于作物密度分布不均,也会造成收割机单位时间内接收籽粒的总质量发生变化。
第二,自然高度。试验用小麦、水稻的自然高度多分布在70~100cm之间,稻麦收割后的留茬高度普遍要求保留在15cm左右。由于作物自然高度的差异,引起收割机单位时间内接收茎杆的总质量发生变化。
第三,割茬高度。若作物自然高度相同,留茬越低,进入收割机机体内的秸杆越多,喂入量将增加。
去年,多省份要求低割茬收割、在收割机排草口处加装秸杆粉碎器,以达到秸杆禁烧的目的,却导致收割效率低下的问题。其原因是秸杆粉碎器需要消耗收割机20%~30%的功率,在低割茬收割时,机器作业速度只有变慢,才能保证收割机不出现堵塞现象,此时收割机喂入量已大打折扣。
第四,谷(草)含水率。受天气情况、收割机保有量、抓墒情抢农时等诸多因素的影响,不能保证在作物的最佳收获期收割。收割时作物成熟度不同,稻麦多处在完熟期或枯熟期的不同阶段,籽粒、秸杆的含水率差别较大。即使是同一块农田,不同收获时期作物的含水率不同,影响到收割时作物籽粒和茎杆的质量。
第五,机手操作熟练性。高速作业时,为保证不漏割,不熟练的机手很难做到直线行驶满幅收割。另外,在作物产量、含水率、自然高度不同的作业条件下,没有多年操作经验的机手,在控制作业速度、留茬高度方面很难和收割机所能承受的喂入量相匹配,实际喂入量总在波动。
第六,作业速度。全喂入收割机的理论作业速度多在1.0~1.6 m/s之间,单方面提高作业速度,虽然提高了喂入量,但增加了收割机脱粒、清选部分的负担,也使机手易于疲劳,收割机可靠性下降,安全系数降低。
第七,割台宽度。安徽省全喂入收割机配套割台宽度多在2~3 m之间,全喂入收割机应在满幅状态下收割。增大割幅,即使在相同作业速度下收割,也能增加喂入量。但割幅过大,终将影响收割机对于田块大小的适应性。
第八,脱粒清选面积。全喂入收割机“吃”进去多少,就应能“消化”多少。由低喂入量改进成高喂入量的全喂入收割机,单纯从作业速度和割台宽度方面进行改进,使“吃”进去的增多,但如不相应增加过桥宽度和有效脱粒清选面积,易引起“消化”不良。因此,只有实现作业速度、割台宽度和脱粒清选面积的合理匹配,喂入量才是真正有效的。
第九,测量误差。目前,全喂入收割机的喂入量不能实现实时监控,基本采用人工计时和人工接粮(草)的方式测算,试验时多用电子秒表和电子吊秤进行计时和称重,其示值误差分别为0.01s和0.05kg。同时试验人员接取粮(草)、掐秒表的反应速度,直接影响收割机通过测区时接取粮(草)的质量和通过测区内的时间,由此产生的随机误差对喂入量有一定影响。
3.喂入量地位提升带来了哪些变化?
第一,企业调整设计值。全喂入收割机实现从零星推广到广泛使用,历经10年左右时间,这10年是其总损失率、含杂率、破碎率和可靠性等性能指标得到农户和操作者逐步认可的过程。在这一过程中,喂入量只不过是产品型号中的一个组成部分、一个代号而已,从未引起过人们的重视。
但形势在近几年发生了变化。5年前一款2~3 kg/s喂入量的全喂入收割机,忽然间就出现“企业纷纷通过简单的理论验证就调整喂入量设计值,迫切需要实现4~5 kg/s左右喂入量的华丽转身”的现象。
一个与作业性能无关的参数之所以能引起企业的极大兴趣,缘于喂入量已成为分档主参数。企业通过调整喂入量设计值,就能带来潜在的利益和市场竞争力。
目前,主销安徽省的全喂入收割机,其喂入量多在3~5 kg/s。在喂入量3 kg/s的临界点处,相邻档次中央财政补贴额相差3300元;在喂入量4kg/s的临界点处,相邻档次中央财政补贴额相差7700元,喂入量作为全喂入收割机占领市场的隐形推手不容忽视。
第二,鉴定工作的重点偏移。5年前,生产企业在确定喂入量设计值时,远远低于其极限值,喂入量储备系数可能会达到2。进行全喂入收割机试验时,在满足试验条件下,喂入量是一个很容易满足的试验条件,鉴定的重点始终在收割机“三率”等作业质量上。
可新形势下,生产企业在确定喂入量设计值时,尽可能往高处标喂入量,造成喂入量难满足试验要求的情况。尤其在高喂入量收割机收割小麦试验时,是否满足“3个不同作业速度都能达到额定喂入量”的试验要求被作为首要测试目标。
在全喂入收割机作业质量日趋成熟的现状下,“喂入量是企业设计值而非鉴定值”的内涵已悄然发生变化,核测喂入量大小成为鉴定工作重点,收割机“三率”问题反而被放在次位。
第三,社会关注度提高。5年前,全喂入收割机的“三率”、可靠性、配套柴油机功率及割台宽度是行业、经销商和农户经常提起的话题,喂入量作为一个比较虚、非直观的参数很少被人谈起。
可眼下,喂入量在企业设计时要重点考虑,鉴定部门检测时需重点核对,就连经销商推荐、用户购买、农机部门核机都要重点看看产品铭牌上喂入量的标注值,喂入量转眼成为收割机行业的时髦用语了。
4.过分关注喂入量存在哪些弊端?
第一,地位高难服众。从喂入量的不确定性中不难看出,影响喂入量测得值的因素较多。受作物条件不同、操作者不同、机器调试状态不同等各方面影响,如由生产企业、用户、鉴定部门分别核测时,喂入量测得值的波动性大、再现性差。主参数不稳定,是分档参数不应有的特性,影响购机补贴分档的权威性。
第二,基层农机部门难核实。喂入量作为全喂入收割机和购机补贴相关的唯一参数,无法通过目测、钢卷尺测量等简便方法测得,使基层农机部门无法进行有效核实,只能单凭产品铭牌信息判断。产品铭牌信息造假易,喂入量核测难的现状,增加了基层验机人员的职业风险。
第三,偏离主功能。国内收割机厂家本应在“三率”和可靠性方面多下功夫,但受购机补贴影响,喂入量却成为厂家调整产品结构的指挥棒。为短时间实现喂入量设计值的调高,企业不惜以牺牲喂入量安全系数、降低“三率”为代价来抢占补贴市场,这种急功近利的思想不利于企业的技术改进,完全背离了机械化收获环节减少粮食抛洒损失、确保颗粒归仓的现实意义。
第四,责任难厘清。当企业提出的喂入量设计值接近其最大承载量时,试验用作物就需高产量、高草谷比才能保证低速收获时达到喂入量设计值的要求。能否找到亩产量500 kg以上,作物自然高度85 cm左右的小麦田成为试验前的重头戏;而收割机“三率”性能试验数据又只是在3趟25 m测区内获得。
实际测量时,谁也不会刻意找高产田、选测区、请精通试验的操作者来取得机器最佳收获效果,而是在大面积作业时凭直觉验证机器的性能。结果造成了试验时测得的高喂入量、好作业性能很难复现。
那么,是企业夸大了喂入量?是使用者操作不当?还是鉴定部门数据有误?在无法复现各自的收获条件下,相关责任难以仲载。究其原因是现有试验条件和收获现状存在差距;试验手段无法保证在大面积收割时,检测人员能实时采集试验数据造成的。
第五,收获作业质量降低。购机补贴导致企业片面重视高喂入量带来的高补贴,从而过高设定喂入量理论值,易使操作者产生收割机高生产率的错觉,那种非结构性变化的机型收获时,必将增加机收抛洒损失。
以收割水稻为例,总损失率≤3.0%即满足JB/T 5117-2006要求。对于喂入量设计值远低于其极限值的机型,总损失率多在1.0%左右(经验值);喂入量设计值接近其极限值的机型,总损失率多在2.0%左右(经验值),基本相差1个百分点。以2014年为例,全国水稻总产量20642.7万吨,机收水平81%,因喂入量安全系数过小就会新增167.2万吨的损失。
5.如何消除目前存在的弊端?
第一,卸除难负之重,回归应有地位。影响喂入量测得值的因素太多,加上现阶段测量喂入量的手段落后,数据的再现性差,引发“谁对喂入量真实性负责”的争议,建议取消喂入量在补贴中的主导地位,淡化喂入量现有地位。采用易于核测、影响收获性能的主要部件作为分档依据,如“过桥面积+脱粒滚筒面积(外径×长度)+凹板筛面积”,既保证主参数再现性,又便于验机核查。
第二,建立计算喂入量的数据模型。现有试验条件对作物产量、草谷比的要求过于宽松,建议在小麦(水稻)亩产量大于400(500)kg,小麦(水稻)草谷比大于0.9(1.5)的试验地进行试验。
籽粒、茎杆和清选排出物的总质量不取测区内实测值,而取“将实测值按小麦(水稻)亩产量400(500)kg,小麦(水稻)草谷比0.9(1.5)进行换算”后的值;收获速度则按不小于企业最大作业速度明示值的95%进行作业;喂入量取值按0.5单位间隔进行修约,不足0.5直接舍去。
这样通过高产低算、高速作业、强制修约等方法提高喂入量安全系数,限制企业单方面提出过高的喂入量设计值,提高收割机对复杂地块、难脱倒伏作物适应性的能力,力争喂入量的设计值、鉴定值、用户经验值的符合性,便于公众对喂入量的有效监督,减少喂入量引发风险的可能性。
第三,加大检测设备的研发。通过田间试验采集大量“喂入主动轴扭矩和相应喂入量”等基础性数据,剔除异常值,得出喂入主动轴扭矩与喂入量之间方程式,将扭矩信号转化成喂入量值,在收割机仪表面板上新增“喂入量表”,实时监控喂入量设计值,实现检测手段的智能转型。
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