淺談葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)_季順中.pdf

25 農(nóng)業(yè)裝備農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備 2021年第2期 淺談葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 季順中 1 宋志禹 2 吳耀東 1 金 月 2 張健飛 2 金 銳 1 王 誠(chéng) 3 1 江蘇云馬農(nóng)機(jī)制造有限公司 江蘇鹽城 224000 2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 江蘇南京 210014 3 安化縣農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣服務(wù)站 湖南安化 413500 摘要 葉類(lèi)蔬菜機(jī)械化收獲是葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化 的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié) 其收獲質(zhì)量好壞直接關(guān)系到終端鮮食 產(chǎn)品的商品性和經(jīng)濟(jì)性 因此研究性能優(yōu)越 可靠適用 的高效低損葉類(lèi)蔬菜收獲裝備 對(duì)實(shí)現(xiàn)葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)全 程機(jī)械化至關(guān)重要 詳細(xì)闡述了葉類(lèi)蔬菜各種收獲割臺(tái) 類(lèi)型 以及國(guó)內(nèi)外的葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)研究進(jìn)展及 存在問(wèn)題 指出葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)今后的發(fā)展趨 勢(shì) 關(guān)鍵詞 葉類(lèi)蔬菜 收獲裝備技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì) 0 引言 蔬菜產(chǎn)業(yè)一直以來(lái)都是我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支 柱產(chǎn)業(yè) 近幾年蔬菜生產(chǎn)逐年成穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì) 播種面 積約0 21億hm 2 總產(chǎn)值約1 5萬(wàn)億元 其中 葉類(lèi)蔬菜 占總播種面積的32 5 產(chǎn)量占蔬菜總產(chǎn)量30 5 1 是 蔬菜生產(chǎn)的重要組成部分 然而 葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)面臨的 最緊要問(wèn)題是勞動(dòng)力緊缺 生產(chǎn)成本居高不下的問(wèn)題 極大的制約了葉類(lèi)蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)過(guò)程 中 收獲是勞動(dòng)強(qiáng)度最大 耗時(shí)最多的環(huán)節(jié) 約占整個(gè) 生產(chǎn)作業(yè)量的40 以上 2 人們對(duì)葉類(lèi)蔬菜收獲裝備的需 求愈來(lái)愈迫切 1 葉類(lèi)蔬菜收獲割臺(tái)主要結(jié)構(gòu)形式及工作原理 我國(guó)葉類(lèi)蔬菜具有種類(lèi)繁多 生長(zhǎng)差異大 種植農(nóng) 藝粗放且復(fù)雜的特點(diǎn) 機(jī)械化收獲研發(fā)難度大 目前 我國(guó)蔬菜生產(chǎn)綜合機(jī)械化水平約為20 蔬菜生產(chǎn)耕整地 機(jī)械已相對(duì)成熟 蔬菜育苗移栽取得重大突破 灌溉和 植保技術(shù)突飛猛進(jìn) 但是蔬菜收獲環(huán)節(jié)尚以人工采收為 主 尤其是葉類(lèi)蔬菜機(jī)械化收獲的研發(fā)進(jìn)展緩慢 3 葉 類(lèi)蔬菜收獲割臺(tái)按結(jié)構(gòu)形式及工作原理可以分為無(wú)序收 獲割臺(tái) 有序收獲割臺(tái) 帶根收獲割臺(tái)三大類(lèi) 1 1 葉類(lèi)蔬菜無(wú)序收獲割臺(tái) 無(wú)序收獲割臺(tái)大多由分禾撥禾部件 往復(fù)式雙動(dòng)刀 切割部件 回轉(zhuǎn)帶式輸送部件 收集部件等組成 日本 川崎公司生產(chǎn)的手扶式葉菜收獲機(jī) 江蘇大學(xué)研制的 秧草收獲機(jī) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā) 的4GCD 600型葉菜無(wú)序收獲機(jī)均采用上述割臺(tái)結(jié)構(gòu) 切割部件采用環(huán)狀鋸齒帶刀的有意大利Hortech公司 4 的 Slide FW型收獲機(jī) 開(kāi)發(fā)帶刀自定心技術(shù)和割臺(tái)高度自動(dòng) 調(diào)節(jié)技術(shù) 收獲過(guò)程中不需要撥禾輪作用 僅靠前方蔬菜 的推擠作用將后方被割葉類(lèi)蔬菜推至輸送帶上 經(jīng)由輸送 帶運(yùn)輸至后方收集箱中 此割臺(tái)對(duì)三葉菜 菊花腦等小葉 類(lèi)蔬菜 以及對(duì)葉菜收獲商品性要求不高的農(nóng)戶(hù)適用 4 1 2 葉類(lèi)蔬菜有序收獲割臺(tái) 由于我國(guó)消費(fèi)者更傾心于購(gòu)買(mǎi)整齊有序 商品性好 的葉類(lèi)蔬菜 葉類(lèi)蔬菜的機(jī)械化有序收獲割臺(tái)技術(shù)在我 國(guó)研究較早且深入 相比于無(wú)序收獲割臺(tái) 其核心關(guān)鍵 技術(shù)是有序夾持輸送技術(shù) 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 5 研發(fā)的莖葉 類(lèi)蔬菜有序收獲機(jī)采用柔性?shī)A持輸送機(jī)構(gòu) 將莖葉類(lèi)蔬 菜以站立姿態(tài)有序地向機(jī)器后方運(yùn)送 當(dāng)菜運(yùn)送至夾持 輸送末端時(shí)自由倒下集箱 韓國(guó)康博公司 6 生產(chǎn)的4G 200型韭菜收割機(jī) 采用半交叉式輸送帶夾持著韭菜朝 同一側(cè)倒下 集箱 實(shí)現(xiàn)韭菜的有序收獲 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 7 研發(fā)的蘆蒿收割機(jī) 采用立式 滑動(dòng)擋禾板 實(shí)現(xiàn)被割蘆蒿以站立姿態(tài)有序地向機(jī)器后 方運(yùn)送 裝箱 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制 的葉菜有序收獲機(jī) 基于半交叉式輸送實(shí)現(xiàn)寬幅1 2 m的 密植葉菜多行有序收集 8 1 3 葉類(lèi)蔬菜帶根收獲割臺(tái) 目前 葉類(lèi)蔬菜帶根收獲割臺(tái)主要分為帶根聯(lián)合收 獲 帶根分段收獲2種 其中 采用環(huán)狀鋸齒帶刀的切 割部件能實(shí)現(xiàn)砂壤土質(zhì)栽培下的葉類(lèi)蔬菜淺入土切割 Hortech公司 9 的Slide Valeriana型收獲機(jī)首先通過(guò)環(huán)狀鋸 齒帶刀的淺入土高速回轉(zhuǎn)式切割 再由割臺(tái)前端的合金 條交替運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)來(lái)清潔去土后 經(jīng)回轉(zhuǎn)帶式輸送帶 運(yùn)送收集 實(shí)現(xiàn)需低留茬和需帶根收獲的葉類(lèi)蔬菜 如 菠菜等 整株聯(lián)合收獲 帶根分段收獲采用鏟切式無(wú)動(dòng) 力入土切割 將葉類(lèi)蔬菜根部從土下翻出后鋪放于田 里 由人工揀拾收集 2 葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和存在問(wèn)題 2 1 葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)葉類(lèi)蔬菜收獲技術(shù)裝備的研究較早 投入 大 發(fā)展快且技術(shù)先進(jìn) 歐美國(guó)家以寬割幅自走式大型 機(jī)械為主 整機(jī)裝備的智能化水平高 適用于規(guī)?；?基金項(xiàng)目 江蘇省農(nóng)機(jī)新裝備新技術(shù)研發(fā)與推廣項(xiàng)目 NJ2018 06 26 農(nóng)業(yè)裝備 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備 2021年第2期 型農(nóng)場(chǎng) 日本 韓國(guó)等以輕簡(jiǎn)化的小型手扶式收獲機(jī)為 主 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作輕便 適用于小田塊和設(shè)施作業(yè) 關(guān)于葉類(lèi)蔬菜機(jī)械化有序收獲方面 由于國(guó)外的葉類(lèi)蔬 菜品種較單一 消費(fèi)者對(duì)蔬菜收獲的商品性要求較低 并且為了降低其收獲作業(yè)強(qiáng)度 葉類(lèi)蔬菜收獲機(jī)大多只 是散亂的收獲菜葉部分 因此涉及有序收獲和帶根收獲 裝備技術(shù)領(lǐng)域的研究相對(duì)較少 我國(guó)葉類(lèi)蔬菜收獲機(jī)械的研究起步較晚 目前仍主 要依靠人工 前期在無(wú)序收獲裝備技術(shù)方面投入了大量 科研經(jīng)費(fèi)和研究經(jīng)歷 但由于我國(guó)葉類(lèi)蔬菜種類(lèi)繁多 物理特性差異大 生產(chǎn)加工用途和消費(fèi)群體不同等 對(duì) 葉類(lèi)蔬菜機(jī)械化收獲的要求也不同 例如 三葉菜 草 頭 采用無(wú)序收獲 用于脫水干燥的蔬菜多采用一次性 收獲 菠菜采用帶根收獲 供應(yīng)超市零售的雞毛菜等葉 類(lèi)蔬菜采用整齊有序收獲 因此 近幾年關(guān)于葉類(lèi)蔬菜 有序收獲和帶根收獲裝備技術(shù)方面的研究顯著增多 取 得的成果較多 大多仍處于理論和試驗(yàn)階段 2 2 葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)存在的問(wèn)題 國(guó)外在葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)作業(yè)技術(shù)裝備研發(fā)方面由于起 步早 技術(shù)領(lǐng)先 在國(guó)外應(yīng)用也較為廣泛 但在國(guó)內(nèi)未 見(jiàn)推廣和應(yīng)用 究其原因 一方面裝備價(jià)格昂貴 使用 和維修困難 另一方面裝備不符合國(guó)內(nèi)的種植情況 適 應(yīng)性較差 國(guó)內(nèi)在葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)技術(shù)與裝備研發(fā)方面起步較 晚 雖有多家科研單位和企業(yè)研發(fā)蔬菜生產(chǎn)作業(yè)裝備 但距實(shí)際應(yīng)用尚有一定的差距 體現(xiàn)在理論研究淺 技 術(shù)水平低 機(jī)具可靠性差 此外各單位研發(fā)的機(jī)具單 一 蔬菜種植不規(guī)范等多方面因素 導(dǎo)致現(xiàn)有的葉類(lèi)蔬 菜生產(chǎn)裝備缺乏系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)度 葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)裝備適 應(yīng)性差 各環(huán)節(jié)作業(yè)機(jī)具難以配套 一定程度上限制了 葉類(lèi)蔬菜有序收獲技術(shù)裝備的發(fā)展 2 3 葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)發(fā)展建議 針對(duì)以上問(wèn)題 本文對(duì)我國(guó)葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù) 的未來(lái)發(fā)展方向和研究重點(diǎn)提以下建議 1 深入 系統(tǒng)地進(jìn)行葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)理論 研究 包括加大對(duì)土壤 作物 部件互作的機(jī)械采收機(jī)理 研究 采用仿真模擬分析等手段對(duì)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改 進(jìn) 通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)確定整機(jī)裝備的關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)等 為 葉類(lèi)蔬菜收獲裝備技術(shù)研發(fā)提供理論支撐 2 重點(diǎn)研發(fā)葉類(lèi)蔬菜有序收獲 帶根收獲技術(shù)與 裝備 要加大葉類(lèi)蔬菜有序收獲 帶根收獲裝備的研發(fā) 投入和力度 將機(jī)電液一體化技術(shù) 自動(dòng)控制技術(shù)等與 傳統(tǒng)機(jī)械裝備相結(jié)合 提升裝備的適應(yīng)性 可靠性和智 能化水平 實(shí)現(xiàn)葉類(lèi)蔬菜高效 低損的機(jī)械收獲設(shè)計(jì)目 標(biāo) 3 注重農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的緊密融合 葉類(lèi)蔬菜機(jī)械化 收獲效率高低和性能好壞與農(nóng)藝規(guī)范性有很大關(guān)系 因 此 要加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合 提高生產(chǎn)各環(huán)節(jié)機(jī)具的匹配 度 進(jìn)一步規(guī)范葉類(lèi)蔬菜的種植農(nóng)藝和生產(chǎn)作業(yè)機(jī)具的 使用 3 結(jié)語(yǔ) 隨著葉類(lèi)蔬菜需求量的日益增多 農(nóng)村勞動(dòng)力不斷 向城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)移 葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)用工難 用工貴的問(wèn)題日 益突出 葉類(lèi)蔬菜收獲機(jī)械化是今后重要的發(fā)展方向 我國(guó)葉類(lèi)蔬菜種類(lèi)繁多 生長(zhǎng)差異大 種植農(nóng)藝粗放且 復(fù)雜 對(duì)不同的葉類(lèi)蔬菜采收要求不同 國(guó)外的機(jī)具大 多不適應(yīng)國(guó)內(nèi)葉類(lèi)蔬菜的種植農(nóng)藝 且價(jià)格昂貴 使用 維修困難 直接引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的收獲機(jī)具或照搬國(guó)外技 術(shù)是不可取的 未來(lái)應(yīng)從深入研究裝備技術(shù)理論 優(yōu)化 改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù) 加大葉類(lèi)蔬菜有序收獲 帶 根收獲技術(shù)與裝備的研發(fā)力度 提升裝備可靠性 注重 農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的緊密結(jié)合 提高裝備的適應(yīng)性等3個(gè)方面 著手 整體提升葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化裝備技術(shù)水 平 降低葉類(lèi)蔬菜生產(chǎn)作業(yè)成本 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 推動(dòng) 葉類(lèi)蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)綠色發(fā)展 參考文獻(xiàn) 1 金月 肖宏儒 肖蘇偉 等 葉類(lèi)蔬菜收獲技術(shù)與裝備研究現(xiàn) 狀及發(fā)展趨勢(shì) J 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 2018 20 9 72 78 2 卞麗娜 李繼偉 丁馨明 葉菜類(lèi)蔬菜機(jī)械化收獲技術(shù)及研 究 J 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù) 2015 41 2 22 24 3 糜南宏 趙映 秦廣明 等 蔬菜全程機(jī)械化研究現(xiàn)狀與對(duì)策 J 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2014 35 3 66 69 4 韋勇 秦廣明 金月 等 葉菜收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨 勢(shì) J 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備 2016 8 98 100 5 章永年 施印炎 汪小 旵 等 莖葉類(lèi)蔬菜有序收獲機(jī)柔性?shī)A 持輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) J 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2016 37 9 48 51 6 上海康博實(shí)業(yè)有限公司 韭菜收割機(jī) EB OL http www 7 肖 宏 儒 韓 余 宋 志 禹 等 一 種 蘆 蒿 收 割 機(jī) P 中 國(guó) 201410514808 1 8 Dong Liu Hongru Xiao Yue Jin et al Design and Experiment of the Orderly Harvester of Chinese Little Greens J International Agricultural Engineering Journal 2018 27 4 295 306 9 HORTECH HORTICULTURE TECHNOLOGY EB OL http www hortech it en prd slide valeriana