在西北旱作田“慧”就好“豐”景

臨近期末，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授趙武云及其帶領(lǐng)的農(nóng)機(jī)裝備教師團(tuán)隊(duì)愈加忙碌。最近，他們一邊總結(jié)今年農(nóng)機(jī)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，一邊謀劃明年的攻關(guān)方向。不久前，這支團(tuán)隊(duì)入選教育部第四批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”。

多年來，該團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持問題導(dǎo)向，分區(qū)域、分產(chǎn)業(yè)、分作物、分環(huán)節(jié)梳理農(nóng)機(jī)裝備問題，聚焦甘肅省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中“無機(jī)可用”難題，開展產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新。他們利用物聯(lián)網(wǎng)等智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)，先后研發(fā)出20多種農(nóng)機(jī)裝備，其中大部分已實(shí)現(xiàn)企業(yè)批量生產(chǎn)，為西北旱作農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、鄉(xiāng)村振興注入科技力量。

“一機(jī)多能”降成本

河西走廊是我國最大的玉米制種基地。然而，長期以來，此地制種玉米收獲依賴人工，不僅效率低下，而且成本高、損耗大。

“農(nóng)民的急難愁盼，就是我們的研發(fā)方向，必須走出一條符合國情的農(nóng)業(yè)機(jī)械化之路。”趙武云說。2020年，團(tuán)隊(duì)正式啟動(dòng)制種玉米收獲機(jī)研發(fā)項(xiàng)目。經(jīng)過近百次田間調(diào)研，他們深刻認(rèn)識到：國外高端專用機(jī)型雖技術(shù)先進(jìn)，但適配性差、價(jià)格昂貴，難以滿足國內(nèi)制種行業(yè)多元化需求。為此，團(tuán)隊(duì)確立了“一機(jī)多能、高性價(jià)比”的研發(fā)目標(biāo)。

研發(fā)之路從突破關(guān)鍵部件開始。團(tuán)隊(duì)聚焦割臺與剝皮機(jī)構(gòu)兩大核心部件，反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在其中加入傳感識別等功能。團(tuán)隊(duì)成員、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教授戴飛為了一個(gè)參數(shù)，常常在試驗(yàn)田里一蹲就是半天，記錄不同濕度、不同品種玉米的脫粒特性；團(tuán)隊(duì)成員、該校副教授辛尚龍帶著學(xué)生，在車間里對著圖紙和零件反復(fù)拆裝調(diào)試。2022年，第一代樣機(jī)研制成功，初步解決了“無機(jī)可用”的問題。

隨后，他們根據(jù)田間試驗(yàn)反饋持續(xù)迭代。2023年，他們推出摘穗與剝皮一體作業(yè)的二代機(jī)，突破國外機(jī)型功能單一的限制。團(tuán)隊(duì)成員、該校副教授史瑞杰回憶，為了測試機(jī)器在夜間作業(yè)的可靠性，他們曾打著手電在寒夜里跟機(jī)記錄每一個(gè)異常聲響和堵塞點(diǎn)。接著，他們在2024年推出可實(shí)現(xiàn)低損摘穗和柔性剝皮的第三代樣機(jī)。2025年，最新一代4YZPS-4D/6D型收獲機(jī)批量投放甘肅張掖等主產(chǎn)區(qū)，助力制種玉米基地實(shí)現(xiàn)高水平機(jī)械化作業(yè)。看到農(nóng)戶們圍著新機(jī)器笑，趙武云覺得，所有的努力都值了。

山地“鐵牛”解民困

甘肅省定西市，黃土高原上的“馬鈴薯之鄉(xiāng)”，丘陵起伏、梯田遍布，馬鈴薯種植面積常年穩(wěn)定在百萬畝以上，卻長期缺乏適配山地的收獲機(jī)械。“以前收土豆全靠人工刨，遇上陰雨天，土豆容易爛在地里，一年的辛苦就可能打水漂。”定西瑞源合作社負(fù)責(zé)人張巧花說。

得知合作社的困難后，趙武云第一時(shí)間帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奔赴定西。他們頂著烈日，扛著測量儀器，穿梭在陡峭的梯田之間，詳細(xì)記錄每一塊地的坡度、壟距。為了讓農(nóng)機(jī)能在環(huán)山梯田靈活作業(yè)，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合山東巨明機(jī)械有限公司，集中攻關(guān)碎土減阻、土薯分離、四輪轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵技術(shù)，還創(chuàng)新加入自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。經(jīng)過兩年多攻關(guān)，4UZ-110A/B兩代馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)終于研制成功。

“以前人工一天最多收5畝，現(xiàn)在機(jī)器一天能收30畝！”如今，看著田間轟鳴作業(yè)的收獲機(jī)，張巧花喜笑顏開。團(tuán)隊(duì)成員們則默默收集新一季的作業(yè)數(shù)據(jù)，思考如何讓這臺“鐵牛”在更復(fù)雜的坡地上穩(wěn)健前行。

防繞裝備增收成

胡麻，西北干旱地區(qū)的特色油料作物，其莖稈堅(jiān)韌、蒴果易纏繞。由于長期缺少專用收割裝備，西北多地長期未能機(jī)械化收獲胡麻，這制約著當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收。在一次學(xué)術(shù)會議上，趙武云與濰柴雷沃重工股份有限公司副總裁朱金光談及這一行業(yè)“痛點(diǎn)”，兩人一拍即合，迅速達(dá)成校企合作意向。

此后，團(tuán)隊(duì)深入甘肅、寧夏等胡麻主產(chǎn)區(qū)，調(diào)研不同種植模式下的作物生長特性。年近六旬的趙武云和年輕人一起，蹲在田埂上，用手感知胡麻莖稈的纖維強(qiáng)度，仔細(xì)觀察蒴果的著生方式。為解決割臺防纏繞、清選分離等難題，他們與企業(yè)工程師“泡”在實(shí)驗(yàn)室和試制車間，常常為一個(gè)部件的智能化改進(jìn)方案爭論到深夜。

趙武云記得，有一次為了驗(yàn)證清選風(fēng)速的效果，大家頂著大風(fēng)在試驗(yàn)場用不同的篩片組合反復(fù)測試，直到找到最佳方案。經(jīng)過無數(shù)次的方案優(yōu)化和田間試驗(yàn)，國內(nèi)首臺大型自走式胡麻聯(lián)合收割機(jī)終于研制成功。

眼下，團(tuán)隊(duì)已開始規(guī)劃新一年的攻關(guān)方向。他們?nèi)缤溲邪l(fā)的農(nóng)機(jī)一樣，在旱作農(nóng)業(yè)的廣闊田野上，持續(xù)耕耘，篤行不怠。（記者 頡滿斌）

(科技日報(bào))