收割机的田间作业效率关系着农民收入的高低、田间收割计划的安排,在提高农机化水平、发展现代农业等方面发挥着重要作用。而收割机的田间作业效率受地块几何形状、机手经验、收割机类型及型号、种植模式、作业行为等多种因素影响。不同于中国北方的大型农场的种植模式,小地块紧凑型种植模式是中国南方农业的典型特征,该制度下以小型收割机作业为主,收割机跨区作业是普遍现象。目前对于南方农业机械田间作业效率的研究主要集中于单一因素对收割机作业效率的影响,如土地细碎化对农业机械田间作业效率的影响,地块大小形状和农业机械田间作业效率的关系等,尚未对中国南方“小地块”有明确定义,较少对小地块农地特征、收割机收割行为、机械配合等进行精细的系统分析,然而精细的系统分析更利于优化收割机及其田间作业效率,减少对土壤的破坏。本研究从江苏省的农地地理特征、收割机作业模式、地块与机械配合等方面出发,通过田间调查收割机在收获水稻和小麦时的路径和各行程用时,系统性地研究南方农地地理特征及其对收割机田间作业效率的影响机理。为探究“小地块”的定义及其特征,本研究首先提出了更加精细的农地指标调查及数据处理方法,通过调查数据整理出较为普遍的小地块尺寸。采用田间调查的方式,共收集江苏省南京、常州、盐城等地区共143块农地的地理指标,结合中国农地现状,引入面积、长宽比、形状指数SI、AFF、R等五个指标来评价农地特征,并编写了 Matlab程序对农地特征的几何指标进行计算,更加精确地描述地块的尺寸和形状特征。结果表明,所调查的农地面积大部分在0～0.2公顷,长宽比以2:1和3:1为主,大部分地块接近于矩形。根据调查结果发现,最符合南方农地典型特征的地块的面积为0.12公顷、长宽比为2:1、SI为1.34、AFF为0.6、R 为 0.75。为研究农地地理特征对收割机田间作业效率及功效的影响,本研究围绕收割机的田间收获行为展开调查,采用GPS测亩仪、零度V版无人机及航拍器、秒表等工具进行收割机田间收获行为的测试。结果表明收割机田间作业效率受地块面积影响较大,受地块形状影响较小,收割机田间作业功效同时受地块面积和形状影响。其中地块面积、形状指数AFF对收割机田间作业效率和功效有正影响;形状指数SI和矩形度R对收割机田间作业效率和功效有负影响。对收割机田间作业效率及功效进行了进一步研究,田间调查中收割机大多以绕圈收割模式进行田间收获作业。从收割机转弯方式、田间收获路径两方面入手,在南方标准的典型农地上进行模拟,对比收割机传统的蛇行收获模式和绕圈收获模式的差异性。试验结果论证了收割机在南方小型农地上绕圈收割模式的合理性,从理论上解释了普遍存在于小地块条件下的收割机田间绕圈收割模式。最后系统地研究了南方农地的系统经济性,分析了中国农地细碎化现状,对比了中外边角地的含义和差别,阐明了中国紧凑型种植制度的形成内因,并从收割机田间作业行为对土壤压实、水稻土旱涝轮作、埋草、秸杆覆盖与免耕制度等方面分析比较了南方小地块与小机械配合现状的优势与劣势。本文的研究探究了中国南方农地特征及收割机田间作业效率影响机理,能够在收割机优化、收割机田间作业模式的改进方面提出具体的实施方案,为进一步提高收割机的田间作业效率、优化土地整改方案等提出合理建议。