中国农业大学张东兴教授团队连续十几年开展了玉米高效低损机械化收获技术的攻关研究，机械化高效低损摘穗与籽粒收获难题得到了显著改善。针对现有玉米摘穗损失率及籽粒直收籽粒破碎率高、大喂入量收获装备缺乏、籽粒收获含杂率高，作业参数调整繁琐，对机手经验要求较高的问题，研究了玉米收获机械摘穗模式、低损脱粒机理、清选物料分离机制及多参数自动调控方法，攻克了低损低含杂摘穗、高含水低破碎脱粒、大喂入量高效高净清选、关键作业参数智能调控等核心技术，创新了变径拉茎+摘穗板间隙自适应调节高效低损低含杂摘穗、变径脱粒滚筒+耐磨低破碎纹杆式脱粒元件+分段组合式脱粒凹板单纵轴流高效低破碎脱粒分离、脱出物回送+双层异向振动+双风道高效高净清选、收获质量在线监测与多参数联合自适应控制等核心零部件，实现了高含水下的高效、低破碎、低损、智能收获。与企业合作，集成研制出适宜东北、黄淮海、南方三大玉米主产区的系列籽粒直收型玉米联合收获机，“高含水玉米籽粒直收机”入选2017年中国农业农村十大新装备，以本技术为支撑的“玉米籽粒低破碎机械化收获”连续三年（2018-2020年）入选农业农村部十大引领性技术，“玉米机械化收获减损技术”入选2021年主推技术。

我国玉米品种收获期籽粒含水率偏高，粒收机械不适配，导致籽粒破损率超标；收获机对机手经验要求较高，田间复杂作业条件下参数调整繁琐，手工调整费时费力且易调整不到位，严重影响收获产量与品质。

本项目旨在攻克大型籽粒收获低损低含杂摘穗、高含水低破碎脱粒、大喂入量高效高净清选、关键作业参数智能调控等关键核心技术，研发高效低损摘穗、脱粒与清选装置及收获质量监测与作业参数自适应智能调控系统，研制出大型高效低破碎低损籽粒直收型玉米联合收获机，促进机收减损。

关键技术亮点主要包含以下方面:

1.玉米高效低损摘穗技术。研制了变径拉茎+摘穗板间隙自适应调节装置，实现了均匀拉茎和摘穗板间隙自动调整，适应田间复杂作业状态，保证了玉米茎秆的喂入流畅，有效避免了割台茎秆折断堵塞情况的发生，提高作业效率10%以上。

2.高通量低损伤脱粒分离技术。设计开发了双锥螺旋加速喂入、变径脱粒滚筒、耐磨低破碎纹杆式脱粒元件、分段组合式脱粒凹板等装置，集成创制变径组合式单纵轴流脱粒滚筒，实现了柔性脱粒和高效分离，28%含水率下籽粒破碎率≤4.5%，收获性能稳定，适应能力强。

3.高效清选技术。研制了脱出物回送+双层异向振动筛+双风道清选风机高效清选系统，结合物料分布调节板和角度调节机构，调节清选筛表面物料，提升物料分散度，提高清选能力。

4.收获多参数联合自动控制技术。采用多源传感技术和深度学习算法，搭建了基于喂入量、脱粒损失检测的收获多参数联合自动控制系统，实现滚筒转速、脱粒间隙、顶盖导流板角度、喂入量等参数联合自适应控制，提升收获质量和效率。

玉米是我国第一大粮食作物，近年来种植面积稳定在6.5亿亩左右。习近平总书记强调“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上”。玉米籽粒机械化收获具有抢农时、降损耗、增效益、提品质的作用，对保障我国粮食安全意义重大。而目前玉米籽粒直收面临的主要问题是机械收获损失、破碎率、含杂率高，严重影响质量和产量。2023年中央一号文件强调“ 藏粮于技”，持续推进“机收减损”与“ 颗粒归仓”，实现玉米生产绿色高效促增收。因此，当前玉米主产区急需籽粒低破碎收获装备的投入，针对玉米籽粒低损收获装备的市场需求巨大。

摘穗装置、脱粒装置和清选装置是玉米籽粒收获机的核心部件。摘穗装置快速摘取能力、大喂入量果穗脱粒和清选装置高效“消化”能力是保证玉米籽粒低破碎率和低含杂率的关键，其作业性能直接影响整机收获性能。因此，突破摘穗、脱粒和清选关键技术瓶颈，有助于促进我国收获装备升级、支撑产业发展。

本项目创新了复合式喂入导锥+六棱式拉茎辊+摘穗板间隙自适应调节高效低损摘穗技术、单纵轴流高效低破碎脱粒分离技术、脱出物回送+双层异向振动高效清选技术和收获多参数联合自动控制技术，集成研制的籽粒直收型玉米联合收获机可应用全国所有适宜玉米籽粒机收的地区，应用前景广阔。

中国农业大学工学院张东兴教授团队长期从事玉米生产全程机械化技术与装备研究，团队现有教授3名、副教授3名。

团队自2007年以来，依托农业农村部土壤-机器-植物系统技术重点实验室，先后主持2项国家现代农业产业技术体系项目、2项公益性行业（农业）科研专项项目、8项国家自然科学基金项目（播种6项，收获2项）、1项农业部“948”项目，主持国家“十一五”、“十二五”科技攻关、“十三五”、“十四五”重点研发计划项目和省部级项目课题十余项。

围绕玉米生产全程机械化，团队先后培养研究生100余名，发表耕整地、播种、收获高水平论文120余篇，授权专利60余项，高质量播种、低损收获等全程机械化技术先后6次入选农业农村部主推技术，参与制定玉米机械化相关国家标准2项、行业标准2项，获国家和省部级奖2项。

与潍柴雷沃、河北农哈哈、山东国丰、河南豪丰、山东巨明等农机装备企业开展技术装备的研发与示范应用，联合创制的电驱气力式玉米大豆单粒精量播种机和高含水玉米籽粒直收机先后被遴选为2017年和2022年中国农业农村重大新装备，研发的 “玉米籽粒低破碎机械化收获技术”连续3次入选十项重大引领性农业技术。研发的技术与装备在生产上广泛应用，有力地促进玉米机械化生产技术提升与装备升级，保障玉米产业提质增效。

本成果依托国家自然科学基金、“十三五”国家重点研发计划、现代农业产业技术体系等，进行多地、多机型的可行性和先进性验证。

（1）经济效益指标：通过机械化收获技术研究与装备集成创制，多款机型定型并通过省部级鉴定部门性能检测，部分机型已经量产并开始规模化推广应用。研究成果的推广应用，有效提高了玉米全程机械化作业水平；玉米籽粒机械化直收，实现节本增效，提高了种植者效益，减轻农民劳动强度，并能保证适时收获，避免分段收获时间长而造成的品质下降等。技术成果有效提升机械化生产收获技术水平，达到提质、节本、增效的目标，实现粮食稳产高产和农民增产增收。

（2）社会效益指标：通过玉米籽粒低破碎机械化收获技术与装备的推广，有助于建立不同地区农机农艺融合生产技术体系，形成不同主产区玉米籽粒机械化收获技术装备配套方案，有利于规范我国玉米籽粒机械化生产模式，优化机械配套种类，节约资源，减少生产环节，降低生产成本，提高机械化作业质量，促进农机农艺融合和低碳农业发展，对提高我国玉米大规模机械化生产具有十分重要的作用。

本成果期可通过技术转让或技术服务的合作方式来推动成果的转化与产业化应用。

（1）专利成果转化：经学校审批，本研究团队向企业转让相关成果专利，促进成果与企业产品的相互融合，提升企业产品竞争力和效益。

（2）团队为企业提供技术服务，确定切实可行的合作方式，开展技术服务及装备联合研发，实现各项技术在企业相关产品上的应用，推进企业技术进步和产品升级。