贵州山地辣椒生产全程机械化发展现状及对策_李凝.pdf

新疆农机化 2025年第1期 doi 10 13620 ki issn1007 7782 2025 01 015 中图分类号 S22 文献标识码 A 0 引言 辣椒作为贵州重要的经济作物 其具有完整的 生产 加工 销售产业链 据统计 2021年贵州辣椒 种植约 38 07 万 hm 2 2022 年贵州辣椒种植约 36 2 万hm 2 2023年贵州辣椒种植约34 67万hm 2 随着 产业的发展 贵州结合自身独特的南方喀斯特地形 和气候逐步探索出一系列适合贵州机械化发展的 策略 这些策略对于提高贵州本土辣椒市场竞争力 具有重要的意义 1 贵州辣椒分布及种植模式 1 1 辣椒分布情况 根据不同气候特点 市场情况等将贵州省划分 了四个辣椒重点种植区域 其中 朝天椒主要分布在 遵义和铜仁地区 线椒主要分布在黔西北 鲜红椒主 要分布在贵阳 安顺 黔东南 菜用辣椒主要分布在 黔南 黔西南等地 1 2 辣椒种植模式 由于不同的辣椒产品要求使用不同品种的辣 椒原材料 所以市场上和种植区域辣椒品种繁多 不同品种种植模式不统一 主要有直播和育苗 移 栽两种模式 辣椒生产包括5个环节 耕整地 种植 育苗移栽或直播 田间管理 收获 采后加 耕整 地环节分为旋耕 开沟 覆膜3个步骤 田间管理分 文章编号 1007 7782 2025 01 0052 05 贵州山地辣椒生产全程机械化发展现状及对策 李 凝 林蜀云 刘春波 齐兴源 王应芬 贵州省山地农业机械研究所 贵州贵阳 550007 摘 要 针对山地辣椒种植机械化程度相对较低的现状 本文通过查阅文献和实地null研 探讨现阶段丘陵山地辣椒生产全 程机械化的发展现状 重点介绍辣椒生产关键环节null栽机和收获机的应用情况 对各机具田间试验效果进行评价并分析原 因 重点对山地辣椒生产存在的农业基础条件null异大 辣椒种植模式不统一 关键环节机械化节本不明null的技术问题提出 了改善农业基础设施条件 加速农机农艺结合和完善农机创新体系的对策建议 以期促进贵州辣椒产业的发展 提高贵州 辣椒的市场竞争力 推动丘陵山地辣椒生产全程机械化的发展 关键词 辣椒 机械化 null栽 收获 Developmentstatusandcountermeasuresofmountain pepperproductionmechanizationinGuizhou mountainousareas LiNing LinShuyun LiuChunbo QiXingyuan WangYingfen Guizhou Mountain Agricultural Machinery Research Institute Guiyang 550025 Guizhou China Abstract Inresponsetothecurrentsituationofrelativelylowdegreeofmechanizationofmountainpepperplanting Inthis paper throughliteraturereviewandfieldresearch thecurrentstageofthedevelopmentofthewholemechanizationofpepper productioninthehillyareaswasexplored theapplicationoftransplantingmachineandharvestingmachineinthekeypartsof pepperproductionwasintroduced andthefieldtestresultsofeachmachinewereanalyzed Solutionmeasureshavebeenproposed forsomekeytechnicalproblemsinmountainpepperproduction Suchas solvingtheproblemoflargedifferencesinagricultural infrastructureconditionsbyimprovingagriculturalinfrastructureconditions solvingtheproblemofnon uniformityinpepper planting patterns by accelerating the combination of agricultural machinery and agronomy and solving the problem of inconspicuouscost savingsofmechanizationinkeyareasbyimprovingtheinnovationsystemofagriculturalmachinery This researchisaimedatpromotingthedevelopmentofpepperindustryinGuizhou improvingthemarketcompetitivenessofpepper inGuizhou andpromotingthedevelopmentofthewholemechanizationofpepperproductioninhillyareas Key words Pepper Mechanization Transplant Harvest 修回日期 2024 12 30 基金项目 贵州山地高效农机创新试验基地建设 2023 005 通讯作者 林蜀云 农业综述 52 新疆农机化2025年第1期 为植保 追施肥 除草等多个非连续环节 收获环节 目前有分段式收获和联合收获2种模式 目前北方 小规模种植户采用分段式收获比较多 大规模种植 采用中大型联合收获机作业 割幅在2 2 m以上 一般为3 6 m 南北方辣椒种植模式差异大 以山东为例 其 采用低垄或平作 并且不覆膜 而新疆采用直播覆 双膜 上述种植模式与贵州高垄覆膜移栽均不同 因此在北方适用的辣椒生产设备在贵州地区难以 大面积推广应用 同时西南地区是典型喀斯特地 貌 地块小且不规则 坡度大 这也是导致辣椒种植 机械难以适用的关键因素 目前贵州常规辣椒种植 株行距在40 40 cm 并且难以实现机械化多次采 收 为保证产量和效益只能采取密植方式 2 易机化 品种情况 除了自然条件 辣椒的品种也是影响采收效果 的一个关键因素 目前 贵州的辣椒采收基本靠人 工采收 按照辣椒产量 11 244 4 44 977 kg hm 2 750 3 000 kg 667m 2 人工采收成本按0 8 1 2元 kg 计算 合计人工采收成本为 8 995 52 53 972 4 元 hm 2 占辣椒种植成本的50 综合分析制约贵州 辣椒机械化采收技术应用的原因有以下三方面 1 辣椒成熟度不一致 由于贵州的空气湿度 大 辣椒不能一次性全部成熟 而通过化学方法控 制辣椒成熟度的方式 会对辣椒品质造成一定的影 响 辣椒分批次成熟 导致难以实现机械化一次采 收 而新疆由于气候干燥 辣椒可以自然生长至完 全成熟 最终采收时基本保证辣椒成熟度一致 2 株形散乱 辣椒株形个体差异大 与水稻 小麦 玉米等作物不同 后者结果在一个平面或较 稳定部位 而辣椒即使同一个个体 结果部位差异 也较大 为了能够适应不同部位的采收 采摘机构 可调区间要广 3 皮薄易损伤 采摘的辣椒在用途方面 直接 用于加工的辣椒较少 主要是鲜食和制干 尤其是 鲜食辣椒采摘损伤后直接影响存储 运输以及售卖 等 所以对辣椒采摘的抗损伤能力要求较高 现阶段为了实现辣椒的机械化采摘 应选择簇 生类朝天椒和工业辣椒作为主要研究方向 前者株 形一致 后者加工使用 因此对损伤率要求较低 3 山地辣椒关键生产环节发展现状 2019 2023年 我国农作物耕种收综合机械化 率从67 提高到73 辣椒虽然没有相关机械化率 统计数据 但根据实际调研情况 现阶段贵州辣椒种 植基本以人工为主 尤其收获环节 辣椒种植涉及到 多个环节协同作业 所以对机具要求高 单环节虽然 能实现机械化 但多环节难以配合使用 针对这种情 况 对辣椒移栽和收获两个关键环节进行重点分析 3 1 山地小型移栽机发展应用现状 国外移栽技术的研究起步较早 主要围绕两大 发展方向开展 其一是欧美国家研究的机械自动化 程度较高的大型移栽 1 其二是日本 韩国等研究的 适用于小规模 精细作业的小型化移栽机 尤其是蔬 菜移栽机 国内使用较多 2 根据贵州地貌情况 日 本 韩国的小型精细化设备更加适合 20世纪初 美国研制出移栽机构 分布移栽机 被研制成功 之后在全世界推广应用和改进 到了 30 年代 日本公司研制出鸭嘴式移栽机 3 4 相比早 期移栽机更加适用于亚洲地区 此时多为半自动移 栽机 人工上苗 20世纪50 年代 钵苗移栽和全自 动移栽机出现 日本亚美柯首先研发出全自动自走 式大葱移栽机 该机可实现自动取苗 5 8 20世纪60 年代 自动化移栽进一步高速化发展 荷兰 VISER 公司研发出移栽效率达 6 000 株 h 的全自动移栽 机 日本研发了以PVHR E机型为代表的小型化移 栽机 20世纪70年代 全自动膜上移栽机开始出现 并且提出了适合高速作业的偏心圆盘移栽机构 日本 洋马 井关的双行移栽机 图1 采用双曲柄机构 9 12 相比之下我国起步较晚 20世纪60年代开始在新 疆地区进行移栽试验 13 14 70年代 中国农业大学研 制出甜菜裸苗移栽机 15 16 并引入日本的井关和亚 美柯移栽机 2000年 中国农业大学徐丽明研制了 玉米自动移栽机取苗机构 17 但是方案不够成熟 2007年 富来威公司研制的半自动钵苗移栽机进入 市场 同一时期 东北农业大学 南京农机化研究所 等单位对移栽机的作业性能 移栽机构 覆土机构等 开展研究 2010年以后 全自动移栽机成为研究重 点 2011年毛罕平等人对全自动移栽机取苗部件进 行了轨迹分析及研究 18 2016年洋马PF2R乘坐式 全自动移栽机进入市场 2017年富来威全自动移栽 机进入市场 2020年山东农业大学提出了一套基于 农业综述 53 新疆农机化 2025年第1期 西门子的全自动移栽机控制系统 全自动移栽机逐 步趋于成熟 19 20 图1 井关PVHR2半自动移栽 综上所述 国内移栽机经过多年的发展日趋成 熟 但是与国外先进技术相比 差距非常明显 而贵 州由于高粘性土壤导致移栽机应用难度更大 发展 更为缓慢 2017年 井关PVHR2型半自动移栽机在 遵义绥阳进行试验 结果表明 该移栽机可以实现 膜上移栽 但是移栽口过小 需要2 3人配合作业 效率提升空间有限 2018年 鼎铎2ZB 2 半自动移 栽机在贵州思南进行作业演示 高垄露地移栽效果 良好 但是覆膜垄上移栽存在明显挂膜情况 图2 2019年8月 亚美柯针对辣椒移栽研制的全自动移 栽机在遵义绥阳进行了试验 该机存在输苗机构堵 塞 取苗性能不稳定等问题 图3 2020年4月再 次对改进后移栽机进行了试验 但仍存在明显挂膜 情况 2020年5月 青州华龙2ZZC 2全自动移栽 机在修文进行了膜上移栽试验 该机存在栽植不合 格率高等问题 图4 综上所述 移栽机在对辣椒进 行膜上移栽过程中存在较多问题 此外还存在膜上 覆土较难的问题 3 2 山地辣椒收获机发展现状 数据显示辣椒收获环节的采收成本占贵州辣椒 生产成本的50 21 22 国外对辣椒收获机械的研究 相对较早 美国从1967年开始研究 技术相对成熟 所研究的机型大多为牵引式和自走式辣椒收获机 较为成熟的机型有美国 PIKRITE 公司制造的 pikrite4000系列辣椒收获机 美国Boese公司生产 的BOESE辣椒收获机 以及美国OXBO公司生产 的VPC II GH80型辣椒收获机 上述均为大型全液 压自走式收获机 存在价格高 与贵州种植模式不匹 配等问题 目前 国内生产辣椒收获机的厂家较少 图3 亚美柯VP2 2全自动移栽机作业 图2 鼎铎2ZB 2移栽机贵州作业 图4 青州华龙2ZZC 2移栽机作业 图5 对行式辣椒收获机 图6 不对行辣椒收获机 农业综述 54 新疆农机化2025年第1期 主要有中收集团 图5 图6 新疆牧神 图7 河北 雷肯 图8 3家 从事辣椒收获方面研究的机构也相 对较少 以石河子大学的陈永成教授的辣椒收获研 究为主 23 24 上述辣椒收获机难以适用于贵州辣椒收获 鉴 于此 2019 年贵州省山地农业机械研究所联合贵 州师范大学 贵州益众兴业实业有限公司自行研制 出了4JZ 1 0型履带式辣椒收获机 25 图9 图9 4JZ 1 0型履带式辣椒收获机 4 存在的问题及分析 4 1 农业基础条件差异大 贵州是典型丘陵山地 也是全国唯一没有平原 的省份 因此当地辣椒种植主要分布在山间坝区或 小地块坡地等 由于地块小 坡度大 土壤粘度高 这 些地理条件严重制约辣椒种植机械化作业 如果单 纯依靠农业机械技术来适应不同地块的复杂条件 显然难度大且开发周期长 因此推进农田标准化建 设 完善农田基础设施配套建设 包括机耕道 排管 沟渠 供电设施等显得尤为重要 同时 应对可改造 地块进行 宜机化 改造 具体措施包括消除田埂 碎 土整地等 将分散的小地块和不易耕作的土地整治 成连片大地块 从而为中大型农业机械作业创造条 件 在这方面台湾地区 日本 韩国等早在20世纪 80年代就已开展了土地整治工作 而重庆近年来在 宜机化整治方面也取得显著进展 这些经验都值得 贵州借鉴 4 2 辣椒种植模式不统一 贵州辣椒品种繁多 垂直气候条件和地理环境 的多样性导致了辣椒种植模式差异极大 以线椒为 例 遵义地区采用单垄双行种植模式 先起垄覆膜后 移栽的方式 而在正安县部分地区 为了防止杂草生 长 采用沟间起垄覆膜的方式 实行单垄单行种植 即先移栽后覆膜 这两种模式对辣椒产量影响并不 明显 但对机械化影响较大 前者可以通过机械化完 成起垄 覆膜和移栽 但膜上移栽难度大 而后者则 是平地移栽 移栽机应用效果较好 但后期起垄和覆 膜只能依赖 人工 起垄机 模式 难以实现全程机 械化 由于两种模式在种植成本和机械化作业难度 上的差异难以通过简单的比较得出结论 因此需要 通过大量的试验对比 确定一套适合不同品种的统 一种植模式 在此基础上进行机具开发和优化研究 减少因种植模式差异导致的机具调整问题 4 3 关键环节机械化节本不明显 虽然机械化作业效率明显高于人工 但由于实 际使用效果不佳 往往需要增加人工进行弥补 导 致节本效果不明显 以移栽环节为例 尽管全自动 移栽机或半自动移栽机能够实现膜上移栽 并保证 一定的栽植效果 但目前国内主要的全自动移栽机 普遍缺乏膜上覆土功能 现有的移栽方式是先起垄 覆膜再移栽 但在高温条件下水蒸气会从移栽膜洞 溢出 导致秧苗被高温烫伤 因此需要人工覆土堵 住膜洞 膜上覆土对移栽的成活率和移栽成本起到 关键作用 其人工成本约占整个移栽环节的50 劳动成本支出较大 这也是现阶段膜上移栽机难以 图7 新疆牧神辣椒收获机 图8 河北雷肯辣椒收获机 农业综述 55 新疆农机化 2025年第1期 大面积推广应用的一个重要原因 针对这一问题 可以尝试在膜上先覆土 形成间歇性土层 使栽植 深度合适 秧苗正好栽植在膜下 利用膜上土壤的 流动性起到类似人工覆土的效果 这种方法与全膜 覆土不同 全膜覆土容易产生大量杂草 无法达到 覆膜除草的目的 而仅在栽植区域覆土则能有效解 决这一问题 不仅移栽环节存在此问题 在起垄覆 膜 收获环节均存在类似的问题 只有通过不断改 进机具性能 完善农机与农艺结合 才能有效解决 辣椒各个环节效率低下的问题 5 结论 近年来 贵州积极发展特色经济作物产业 随 着经济作物种植面积的不断扩大 劳动力短缺 种 植成本高的问题逐步凸显出来 由于贵州农业基础 设施相对薄弱 加之山地农业机械发展滞后 导致 上述问题显得尤为突出 辣椒作为贵州重要的经济 作物 虽然辣椒全程机械化有所进展 但是与全国 甚至周边省份还存在巨大差距 26 27 为解决这一问 题一方面需要加快农业基础设施建设 推进宜机化 改造 另一方面应加强农机农艺结合 完善山地农 机创新体系 通过多措并举 逐步解决辣椒全程机 械化各环节中存在的瓶颈问题 从而推动贵州辣椒 产业的高质量发展 提升贵州辣椒的市场竞争力 参考文献 1 陶仁 程献丽 高富强 国内外旱地移植机械化发展及现 状分析 J 农业科技与装备 2016 3 40 42 2 赵晓伟 郭辉 张静 等 新疆旱地移栽机的现状及发展 趋势 J 新疆农村机械化 2014 4 25 29 3 刘冲 往复式鸭嘴栽植装置的设计与试验 D 北京 中国 农业机械化科学研究院 2023 4 邵园园 刘艺 玄冠涛 等 多功能鸭嘴式蔬菜移栽机设 计与仿真分析 J 中国农机化学报 2019 40 11 9 12 34 5 孙正 基于机器视觉的辣椒钵苗取投苗装置研究 D 南 昌 江西农业大学 2024 6 刘洋 杨传华 刘明普 等 蔬菜钵苗自动取苗技术发展 J 中国科技信息 2019 21 42 44 7 常州亚美柯全自动蔬菜钵苗移栽机 J 农业机械 2020 6 26 8 亚美柯OP 41AM洋葱移栽机 J 农机市场 2011 2 61 9 安红艳 刘旺 孙贵芹 等 全自动蔬菜移栽机在生产中 的应用 J 农业工程 2019 9 12 15 17 10 齐祺 夏焕 沈天宜 等 全自动蔬菜移栽机的应用现状 与技术挑战 J 长江蔬菜 2024 19 7 11 11 柯超 丘陵山地全自动移栽机调平控制系统设计与试验 D 重庆 西南大学 2024 12 赵朋 双行蔬菜钵苗自动移栽机送苗装置的设计与试验 D 杭州 浙江理工大学 2016 13 杨先超 穴盘苗移栽机取苗装置的设计与研究 D 乌鲁 木齐 新疆农业大学 2021 14 黄谞 穴盘苗移栽机取苗机械臂设计与研究 D 石河子 石河子大学 2021 15 韩成全 齐海龙 李海锐 2ZS 2型甜菜移栽机的研究与 设计 J 现代化农业 2018 11 67 68 16 许桥良 卢秉福 甜菜生产机械化发展的回顾与展望 J 中国糖料 2016 38 5 73 75 78 17 徐丽明 张铁中 史志清 玉米自动移栽机取苗机构的设 计 J 中国农业大学学报 2000 4 58 60 18 丁文芹 毛罕平 胡建平 等 穴盘苗自动移栽机的结构 设计及运动仿真分析 J 农机化研究 2011 33 10 75 77 137 19 柯超 丘陵山地全自动移栽机调平控制系统设计与试验 D 重庆 西南大学 2024 20 伍龙 刘念聪 王艳华 等 基于PLC的全自动移栽机取 苗喂苗控制系统设计 J 中国农机化学报 2021 42 10 87 91 21 范素香 孙瑞 娄洪轩 等 我国辣椒收获机械化的技术 现状与研究对策 J 中州大学学报 2023 40 2 116 120 22 杜传兴 朝天椒收获机采摘装置及其减损技术研究 D 镇江 江苏大学 2023 23 张建龙 山地履带自走式辣椒收获机液压系统设计与研 究 D 贵阳 贵州师范大学 2023 24 胡建宗 遵义辣椒山地现代化发展现状与思考 J 现代园 艺 2025 48 1 91 92 95 25 吉旭 唐勇 林蜀云 等 山地履带自走式辣椒收获机底 盘动力学仿真与试验 J 中国农机化学报 2022 43 7 72 80 26 李勇 国内辣椒机械化收获亟待破题 J 农机市场 2024 7 35 38 27 金洪利 宋国义 浅议辣椒生产机械化技术集成应用 J 农机科技推广 2013 4 45 46 农业综述 56