浅谈叶类蔬菜收获装备技术的现状及发展趋势_季顺中.pdf

25 农业装备农业开发与装备 2021年第2期 浅谈叶类蔬菜收获装备技术的现状及发展趋势 季顺中 1 宋志禹 2 吴耀东 1 金 月 2 张健飞 2 金 锐 1 王 诚 3 1 江苏云马农机制造有限公司 江苏盐城 224000 2 农业农村部南京农业机械化研究所 江苏南京 210014 3 安化县农机化技术推广服务站 湖南安化 413500 摘要 叶类蔬菜机械化收获是叶类蔬菜生产全程机械化 的核心关键环节 其收获质量好坏直接关系到终端鲜食 产品的商品性和经济性 因此研究性能优越 可靠适用 的高效低损叶类蔬菜收获装备 对实现叶类蔬菜生产全 程机械化至关重要 详细阐述了叶类蔬菜各种收获割台 类型 以及国内外的叶类蔬菜收获装备技术研究进展及 存在问题 指出叶类蔬菜收获装备技术今后的发展趋 势 关键词 叶类蔬菜 收获装备技术 发展现状 发展趋势 0 引言 蔬菜产业一直以来都是我国农业农村经济的重要支 柱产业 近几年蔬菜生产逐年成稳步上升态势 播种面 积约0 21亿hm 2 总产值约1 5万亿元 其中 叶类蔬菜 占总播种面积的32 5 产量占蔬菜总产量30 5 1 是 蔬菜生产的重要组成部分 然而 叶类蔬菜生产面临的 最紧要问题是劳动力紧缺 生产成本居高不下的问题 极大的制约了叶类蔬菜产业的发展 叶类蔬菜生产过程 中 收获是劳动强度最大 耗时最多的环节 约占整个 生产作业量的40 以上 2 人们对叶类蔬菜收获装备的需 求愈来愈迫切 1 叶类蔬菜收获割台主要结构形式及工作原理 我国叶类蔬菜具有种类繁多 生长差异大 种植农 艺粗放且复杂的特点 机械化收获研发难度大 目前 我国蔬菜生产综合机械化水平约为20 蔬菜生产耕整地 机械已相对成熟 蔬菜育苗移栽取得重大突破 灌溉和 植保技术突飞猛进 但是蔬菜收获环节尚以人工采收为 主 尤其是叶类蔬菜机械化收获的研发进展缓慢 3 叶 类蔬菜收获割台按结构形式及工作原理可以分为无序收 获割台 有序收获割台 带根收获割台三大类 1 1 叶类蔬菜无序收获割台 无序收获割台大多由分禾拨禾部件 往复式双动刀 切割部件 回转带式输送部件 收集部件等组成 日本 川崎公司生产的手扶式叶菜收获机 江苏大学研制的 秧草收获机 农业农村部南京农业机械化研究所开发 的4GCD 600型叶菜无序收获机均采用上述割台结构 切割部件采用环状锯齿带刀的有意大利Hortech公司 4 的 Slide FW型收获机 开发带刀自定心技术和割台高度自动 调节技术 收获过程中不需要拨禾轮作用 仅靠前方蔬菜 的推挤作用将后方被割叶类蔬菜推至输送带上 经由输送 带运输至后方收集箱中 此割台对三叶菜 菊花脑等小叶 类蔬菜 以及对叶菜收获商品性要求不高的农户适用 4 1 2 叶类蔬菜有序收获割台 由于我国消费者更倾心于购买整齐有序 商品性好 的叶类蔬菜 叶类蔬菜的机械化有序收获割台技术在我 国研究较早且深入 相比于无序收获割台 其核心关键 技术是有序夹持输送技术 南京农业大学 5 研发的茎叶 类蔬菜有序收获机采用柔性夹持输送机构 将茎叶类蔬 菜以站立姿态有序地向机器后方运送 当菜运送至夹持 输送末端时自由倒下集箱 韩国康博公司 6 生产的4G 200型韭菜收割机 采用半交叉式输送带夹持着韭菜朝 同一侧倒下 集箱 实现韭菜的有序收获 农业农村部 南京农业机械化研究所 7 研发的芦蒿收割机 采用立式 滑动挡禾板 实现被割芦蒿以站立姿态有序地向机器后 方运送 装箱 农业农村部南京农业机械化研究所研制 的叶菜有序收获机 基于半交叉式输送实现宽幅1 2 m的 密植叶菜多行有序收集 8 1 3 叶类蔬菜带根收获割台 目前 叶类蔬菜带根收获割台主要分为带根联合收 获 带根分段收获2种 其中 采用环状锯齿带刀的切 割部件能实现砂壤土质栽培下的叶类蔬菜浅入土切割 Hortech公司 9 的Slide Valeriana型收获机首先通过环状锯 齿带刀的浅入土高速回转式切割 再由割台前端的合金 条交替运动产生振动来清洁去土后 经回转带式输送带 运送收集 实现需低留茬和需带根收获的叶类蔬菜 如 菠菜等 整株联合收获 带根分段收获采用铲切式无动 力入土切割 将叶类蔬菜根部从土下翻出后铺放于田 里 由人工拣拾收集 2 叶类蔬菜收获装备技术发展趋势和存在问题 2 1 叶类蔬菜收获装备技术发展现状 国外对叶类蔬菜收获技术装备的研究较早 投入 大 发展快且技术先进 欧美国家以宽割幅自走式大型 机械为主 整机装备的智能化水平高 适用于规模化大 基金项目 江苏省农机新装备新技术研发与推广项目 NJ2018 06 26 农业装备 农业开发与装备 2021年第2期 型农场 日本 韩国等以轻简化的小型手扶式收获机为 主 结构简单 操作轻便 适用于小田块和设施作业 关于叶类蔬菜机械化有序收获方面 由于国外的叶类蔬 菜品种较单一 消费者对蔬菜收获的商品性要求较低 并且为了降低其收获作业强度 叶类蔬菜收获机大多只 是散乱的收获菜叶部分 因此涉及有序收获和带根收获 装备技术领域的研究相对较少 我国叶类蔬菜收获机械的研究起步较晚 目前仍主 要依靠人工 前期在无序收获装备技术方面投入了大量 科研经费和研究经历 但由于我国叶类蔬菜种类繁多 物理特性差异大 生产加工用途和消费群体不同等 对 叶类蔬菜机械化收获的要求也不同 例如 三叶菜 草 头 采用无序收获 用于脱水干燥的蔬菜多采用一次性 收获 菠菜采用带根收获 供应超市零售的鸡毛菜等叶 类蔬菜采用整齐有序收获 因此 近几年关于叶类蔬菜 有序收获和带根收获装备技术方面的研究显著增多 取 得的成果较多 大多仍处于理论和试验阶段 2 2 叶类蔬菜收获装备技术存在的问题 国外在叶类蔬菜生产作业技术装备研发方面由于起 步早 技术领先 在国外应用也较为广泛 但在国内未 见推广和应用 究其原因 一方面装备价格昂贵 使用 和维修困难 另一方面装备不符合国内的种植情况 适 应性较差 国内在叶类蔬菜生产技术与装备研发方面起步较 晚 虽有多家科研单位和企业研发蔬菜生产作业装备 但距实际应用尚有一定的差距 体现在理论研究浅 技 术水平低 机具可靠性差 此外各单位研发的机具单 一 蔬菜种植不规范等多方面因素 导致现有的叶类蔬 菜生产装备缺乏系统性和关联度 叶类蔬菜生产装备适 应性差 各环节作业机具难以配套 一定程度上限制了 叶类蔬菜有序收获技术装备的发展 2 3 叶类蔬菜收获装备技术发展建议 针对以上问题 本文对我国叶类蔬菜收获装备技术 的未来发展方向和研究重点提以下建议 1 深入 系统地进行叶类蔬菜收获装备技术理论 研究 包括加大对土壤 作物 部件互作的机械采收机理 研究 采用仿真模拟分析等手段对关键机构进行优化改 进 通过科学试验确定整机装备的关键作业参数等 为 叶类蔬菜收获装备技术研发提供理论支撑 2 重点研发叶类蔬菜有序收获 带根收获技术与 装备 要加大叶类蔬菜有序收获 带根收获装备的研发 投入和力度 将机电液一体化技术 自动控制技术等与 传统机械装备相结合 提升装备的适应性 可靠性和智 能化水平 实现叶类蔬菜高效 低损的机械收获设计目 标 3 注重农机与农艺的紧密融合 叶类蔬菜机械化 收获效率高低和性能好坏与农艺规范性有很大关系 因 此 要加强农机农艺融合 提高生产各环节机具的匹配 度 进一步规范叶类蔬菜的种植农艺和生产作业机具的 使用 3 结语 随着叶类蔬菜需求量的日益增多 农村劳动力不断 向城镇化转移 叶类蔬菜生产用工难 用工贵的问题日 益突出 叶类蔬菜收获机械化是今后重要的发展方向 我国叶类蔬菜种类繁多 生长差异大 种植农艺粗放且 复杂 对不同的叶类蔬菜采收要求不同 国外的机具大 多不适应国内叶类蔬菜的种植农艺 且价格昂贵 使用 维修困难 直接引进国外先进的收获机具或照搬国外技 术是不可取的 未来应从深入研究装备技术理论 优化 改进机械结构和作业参数 加大叶类蔬菜有序收获 带 根收获技术与装备的研发力度 提升装备可靠性 注重 农机与农艺的紧密结合 提高装备的适应性等3个方面 着手 整体提升叶类蔬菜生产全程机械化装备技术水 平 降低叶类蔬菜生产作业成本 减轻劳动强度 推动 叶类蔬菜产业的可持续绿色发展 参考文献 1 金月 肖宏儒 肖苏伟 等 叶类蔬菜收获技术与装备研究现 状及发展趋势 J 中国农业科技导报 2018 20 9 72 78 2 卞丽娜 李继伟 丁馨明 叶菜类蔬菜机械化收获技术及研 究 J 农业装备技术 2015 41 2 22 24 3 糜南宏 赵映 秦广明 等 蔬菜全程机械化研究现状与对策 J 中国农机化学报 2014 35 3 66 69 4 韦勇 秦广明 金月 等 叶菜收获机械的研究现状及发展趋 势 J 农业开发与装备 2016 8 98 100 5 章永年 施印炎 汪小 旵 等 茎叶类蔬菜有序收获机柔性夹 持输送机构设计 J 中国农机化学报 2016 37 9 48 51 6 上海康博实业有限公司 韭菜收割机 EB OL http www 7 肖 宏 儒 韩 余 宋 志 禹 等 一 种 芦 蒿 收 割 机 P 中 国 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