藜蒿機(jī)械收割淺析

武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所 萬 勇 龐雄斌

1 藜蒿種植基本情況

武漢地區(qū)藜蒿生產(chǎn)以秋季露地栽培和冬季大棚覆蓋栽培為主，采用莖稈扦插無性繁殖。扦插定植一般在7月中旬～8月中旬，選擇生長粗壯充實(shí)、無病蟲害的半木質(zhì)化莖稈，剪成8～10cm長的插條，邊排邊培土或直接斜插入土壤中，深度為2／3為宜，扦插完畢后立即灌一次透水，并蓋遮陽網(wǎng)，3～4天再灌水一次，以后經(jīng)常保持廂面濕潤，從而促進(jìn)新根和側(cè)芽萌發(fā)。在“楚天藜蒿第一村”蔡甸區(qū)金雞村進(jìn)行藜蒿生產(chǎn)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，其扦插密度達(dá)到4×5cm2左右。

采收：當(dāng)藜蒿長到20～30cm左右時(shí)，頂端心葉尚未展開，莖稈脆嫩時(shí)便可采收。收割時(shí)，割刀緊貼地面將地上莖稈割下。秋季栽培一般30天左右收割一次，冬季栽培50天左右收割一次，上市期一直到第二年的3月份，一般采收4～5茬，也有采收6茬以上。

藜蒿生產(chǎn)有秋季露地栽培和冬季大棚覆蓋栽培，并且大棚栽培藜蒿面積也比較大，到冬季一般在11月份氣溫降至10℃之前及時(shí)扣棚。所以在研究藜蒿機(jī)械化收割時(shí)，既要考慮露地栽培的情況，也要兼顧在大棚進(jìn)行機(jī)械作業(yè)的情況，宜采用小型、便攜收割機(jī)具。

實(shí)施藜蒿機(jī)械化收獲存在以下難點(diǎn)：

（1）廂面濕度大，溝內(nèi)常有比較多的淤泥、水，因此機(jī)械尤其是中型以上機(jī)械難以進(jìn)入田間、棚內(nèi)進(jìn)行機(jī)械化收獲作業(yè)。

（2）藜蒿其莖稈脆嫩時(shí)容易折斷，收獲時(shí)折斷較多，直接影響藜蒿的商品性，進(jìn)而影響農(nóng)民收益。

（3）藜蒿收獲時(shí)要求比較干凈，切割后鋪放整齊方便歸攏，小型機(jī)具較難滿足要求。

（4）收獲后要留茬，不得過于破壞茬樁，以免影響藜蒿下一茬的生長和產(chǎn)量。

實(shí)現(xiàn)藜蒿機(jī)械化收割初步對(duì)策：

（1）采用小型化切割機(jī)具，配備輕便靈活的動(dòng)力。

（2）刀具采用往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，高速切割，避免藜蒿莖稈折斷。

（3）切割后自然鋪放、人工收攏。

2 藜蒿收割機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

項(xiàng)目組采用圓盤回轉(zhuǎn)式切割器和往復(fù)式切割器先后進(jìn)行藜蒿收割試驗(yàn)。

——回轉(zhuǎn)式切割方式

結(jié)合武漢市蔡甸區(qū)的藜蒿種植情況，項(xiàng)目組先期選擇背負(fù)式圓盤切割機(jī)進(jìn)行藜蒿的收割試驗(yàn)。

背負(fù)式收割機(jī)現(xiàn)在有2種動(dòng)力配備方式：一種是汽油機(jī)，一種是蓄電池供電方式。因電動(dòng)機(jī)良好的啟動(dòng)性能和環(huán)保功能，所以項(xiàng)目組選擇采用電動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行藜蒿的切割試驗(yàn)。

主要性能指標(biāo)：電機(jī)功率300W／12V；工作效率為0．5～1．1畝／h；整機(jī)凈重 9kg，另外配備一個(gè)12V33 Ah、重量12kg的蓄電池。

電動(dòng)圓盤收割機(jī)試驗(yàn)結(jié)論：

（1）采用回轉(zhuǎn)式切割方式可以對(duì)藜蒿進(jìn)行收割，但效果不理想。

（2）受限于圓盤直徑，切割幅寬有限；回程是空行程，效率不高。

（3）采用蓄電池直流供電，連續(xù)工作時(shí)間不長，應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)尚有許多不便。

——手推滑動(dòng)往復(fù)式切割方式

將汽油機(jī)以及往復(fù)式切割器安裝在機(jī)架上，采用小型汽油機(jī)帶動(dòng)切割器做往復(fù)式切割運(yùn)動(dòng)，用手推動(dòng)機(jī)具在廂溝里行走，往復(fù)式切割器在廂面上方對(duì)藜蒿進(jìn)行切割；切割器的割幅寬在750mm，汽油機(jī)功率在680W。

采用往復(fù)式切割與回轉(zhuǎn)式收割相比，割幅寬明顯提高，收割效率大大提升。

往復(fù)式切割試驗(yàn)結(jié)論：

（1）小型汽油機(jī)配備功率680W（或以上）進(jìn)行相應(yīng)幅寬750mm的藜蒿收割是足夠的。

（2）手推滑動(dòng)在田間操作時(shí)阻力較大，工作并不輕松，并且因?yàn)榛瑒?dòng)部位固定，溝內(nèi)起伏不定，造成切割時(shí)留茬高度不理想，不能很好的滿足藜蒿收割的要求。

——手推輪式往復(fù)切割方式

變滑行為輪式溝內(nèi)行走方式，然后進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)論：

整機(jī)操作方便，行走比較順暢，切割效果較手推滑動(dòng)要好；但還是存在割茬高度隨溝的不平而起伏，總體效果不太理想。

3 一種小型自走式藜蒿收割機(jī)

經(jīng)過3種行走、切割方式的實(shí)地試驗(yàn)，形成了最終工作方案：

（1）采用往復(fù)切割方式進(jìn)行藜蒿的收割，割幅寬度在750mm左右。

（2）配備680W（或以上）功率的小型汽油機(jī)作為動(dòng)力。

（3）行走方式為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、輪式廂溝行走。

（4）切割后自然鋪放、人工收攏。

新研制的小型自走式藜蒿收割機(jī)采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，其動(dòng)力輸出通過變速、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分解為兩部分：一是用于機(jī)具行走；二是用于機(jī)械切割。發(fā)動(dòng)機(jī)速度6 500r／min，行走輪外徑D為300mm。

（1）機(jī)具行進(jìn)速度：機(jī)具前進(jìn)速度應(yīng)與操作者田間步行速度匹配：2．0～2．2km／h；以步行2．2km／h計(jì)算，則行走輪轉(zhuǎn)速為：2200／（60×3．14×0．3）＝38．92r／min；總傳動(dòng)比應(yīng)為：6 500／38．92＝167。

（2）行走部分傳動(dòng)比：因?yàn)橛糜谛凶邷p速傳動(dòng)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，其蝸桿的輸入轉(zhuǎn)速不得高于2 000r／min，故發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速必須將至2 000r／min以下，第一級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在1∶4左右；則第二級(jí)傳動(dòng)比在1∶40左右。

（3）選擇標(biāo)準(zhǔn)蝸輪蝸桿箱：速博雷爾RVS063－50（傳動(dòng)比1∶40）作為行走減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其定制的輸出軸為動(dòng)力切割裝置的動(dòng)力輸入，滿足整機(jī)動(dòng)力分配要求。

（4）一級(jí)減速機(jī)構(gòu)確定：為減小機(jī)構(gòu)規(guī)格尺寸，減輕整機(jī)重量，一級(jí)減速齒輪選擇Z1＝14，Z2＝58，傳動(dòng)比i＝4．14（58／14），變位齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。

（5）整機(jī)參數(shù)歸納：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6 500r／min；總傳動(dòng)比為165．6；機(jī)具行進(jìn)速度：2．2km／h；工作幅寬：0．75m；生產(chǎn)效率：2 200×0．75／667＝2．47畝／h。

目前該機(jī)具已研制成功，并在示范地進(jìn)行收割實(shí)驗(yàn)，效果良好。具體技術(shù)指標(biāo)：整機(jī)重量25kg；配套動(dòng)力680W汽油機(jī)；生產(chǎn)效率2～2．5畝／h。

4 武漢藜蒿收割機(jī)械化技術(shù)規(guī)范

“楚天藜蒿第一村”——蔡甸區(qū)金雞村家家戶戶種藜蒿，每家每戶扦插時(shí)，廂面幅寬尺度不一，棚內(nèi)每廂幅寬跨度有的近3m，也有跨度在1．5m左右的；大田廂寬1．2～1．6m不等，機(jī)械化收獲時(shí)要求種植模式必須進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范。隨著藜蒿產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，機(jī)械化技術(shù)的推廣使用，制定藜蒿機(jī)械化種植技術(shù)規(guī)范勢(shì)在必行。

目前相關(guān)單位在進(jìn)行機(jī)械化扦插機(jī)具的設(shè)計(jì)時(shí)，已將扦插的幅寬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為1．4m；小型收割機(jī)具工作幅寬為0．75m；要求廂寬1．4m，廂溝寬0．20～0．25m，溝深0．12～0．15m；收割時(shí)一個(gè)來回即可完成。

［1］陳霓等．雙動(dòng)刀往復(fù)式切割器驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2007（6）．

［2］陳曉峰等．低割茬莖稈收割機(jī)的研制［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2006（3）．

［3］廖宜濤．基于有限元法的鋸齒式蘆竹切割器切割機(jī)理研究［D］．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007．

［4］楊天興．齒形鏈?zhǔn)侥敛菔崭顧C(jī)的研究與設(shè)計(jì)［D］．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005．

［5］龔世偉等．蔡甸藜蒿栽培技術(shù)［J］．長江蔬菜（學(xué)術(shù)版），2010．

［6］龐雄斌等．藜蒿收獲機(jī)械化技術(shù)初探［J］．湖北農(nóng)機(jī)化，2012（1）．