國內(nèi)外花生機(jī)械化收獲發(fā)展概況分析

張　沖， 胡志超， 邱　添， 吳　努， 王伯凱， 游兆延

(1.南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南通 226019； 2.農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇南京 210014)

花生，別稱落花生，豆科一年生草本植物?；ㄉN植歷史悠久，據(jù)我國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載，我國的花生栽培史約比歐洲早100多年，花生原產(chǎn)于巴西、秘魯，明朝傳入我國福建省。花生全身是寶，可利用率極高。秧蔓、花生殼粉碎加工，可作為動物有機(jī)飼料；花生仁中富含油脂和蛋白質(zhì)，既可以直接食用，有益人體健康，又可以進(jìn)行深加工，是皂和生發(fā)油等化妝品的原料。與小麥、玉米等大宗農(nóng)作物相比，花生不但產(chǎn)量高，而且其經(jīng)濟(jì)效益更為可觀[1]。同時(shí)，花生也是我國極具國際競爭力的農(nóng)作物，是出口創(chuàng)匯的主要經(jīng)濟(jì)作物之一[2-3]。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城鄉(xiāng)人口占比發(fā)生了顯著的變化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力不足的現(xiàn)象愈發(fā)突出。加之經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入，農(nóng)機(jī)市場競爭愈發(fā)激烈。勞動生產(chǎn)力低下與我國花生種植面積和產(chǎn)量逐年增加之間的矛盾、全球化下我國農(nóng)業(yè)機(jī)械面臨著新的機(jī)遇與嚴(yán)峻的考驗(yàn)之間的矛盾，迫切要求發(fā)展花生收獲機(jī)械化。因此，了解花生的價(jià)值，分析國內(nèi)外機(jī)械化的現(xiàn)狀及我國人口結(jié)構(gòu)的巨變，對發(fā)展我國農(nóng)業(yè)、調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要的指導(dǎo)意義[4-5]。

1　花生生產(chǎn)種植概況

1.1　世界概況

花生在全球種植分布較為集中，主要集中在北半球溫帶半濕潤季風(fēng)帶地區(qū)和南半球半干旱熱帶地區(qū)。發(fā)達(dá)國家中僅有美國進(jìn)行了規(guī)?；N植，其種植規(guī)模約是我國的1/10，花生秧蔓呈匍匐型生長，日韓種植面積很少；我國、印度、朝鮮半島及東南亞等發(fā)展中國家種植花生，由于受地緣因素的影響，這些亞洲國家種植的花生品種相似，花生秧蔓主要呈直立型，其中我國和印度是大規(guī)模種植，我國花生種植面積僅次于印度，位居世界第二，但我國花生產(chǎn)量高于印度，位居世界第一[6]。南半球種植花生的區(qū)域主要集中在非洲，其產(chǎn)量和種植面積多年來位居全球前10位?？偟膩砜?，七大洲中亞洲、非洲、北美洲廣泛種植花生，歐洲、大洋洲種植的較少。

1.2　我國概況

花生種植遍及全國，我國北方花生種植面積和產(chǎn)量遠(yuǎn)大于南方。從全國31個(gè)省(市、區(qū))來看，除西藏、青海、寧夏和香港等省(市、區(qū))外都有種植。2013年國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國花生種植面積約467 hm2，花生種植面積排名前5的省份分別是山東省(104 hm2)、河南省(78 hm2)、河北省(35.5 hm2)、廣東省(35 hm2)、遼寧省(34 hm2)；花生總產(chǎn)量達(dá)1 697萬t，花生產(chǎn)量排名前5的省份分別是河南省(471萬t)、山東省(345萬t)、河北省(130萬t)、遼寧省(111萬t)、廣東省(99萬t)，其中山東省花生的種植面積位居全國第一，約占全國種植總面積的22%，河南省花生的產(chǎn)量位居全國首位，約占全國花生總產(chǎn)量的28%[7-9]。同時(shí)，根據(jù)不同的土質(zhì)、氣候差異劃分，從南到北依次是兩廣丘陵地帶、四川盆地、華北平原、環(huán)渤海地區(qū)。兩廣地區(qū)雨水充沛，但其地形高低起伏，種植較為分散；華北平原地勢平坦，適合規(guī)?；N植，光照時(shí)間長，其中種植面積大、產(chǎn)量高的山東省和河南省就處在這個(gè)區(qū)域；環(huán)渤海地區(qū)地處黃河入?？?，土地肥沃，水源充足，花生長勢好、產(chǎn)量高[10-13]。

2　花生機(jī)械化收獲的發(fā)展過程

花生收獲是花生生產(chǎn)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其適宜收獲期較短，過早過晚收獲都會影響花生的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此，抓住最佳收獲時(shí)機(jī)就顯得尤為關(guān)鍵?；ㄉ斋@工序較多，從挖土起秧到摘果晾曬，整個(gè)環(huán)節(jié)約占花生生產(chǎn)總時(shí)間的1/3?；ㄉ氖斋@經(jīng)歷了人工收獲、半機(jī)械化收獲、機(jī)械化收獲3個(gè)階段[14]。

2.1　人工收獲

在我國花生種植史上，人工收獲經(jīng)歷了很長一段時(shí)間。由于長期的閉關(guān)鎖國，農(nóng)業(yè)種植技術(shù)與機(jī)械化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界農(nóng)業(yè)強(qiáng)國。新中國成立以來，我國逐漸意識到農(nóng)業(yè)落后的現(xiàn)狀，提出了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的口號，但起步晚、綜合國力弱、科研投入不足的現(xiàn)狀制約了我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。土下果實(shí)機(jī)械化研究還處于起步階段，我國花生收獲仍主要以人工為主。傳統(tǒng)的人工收獲是借助挖掘工具起秧，然后經(jīng)人工甩土摘果，最后晾曬歸倉[15]。人工收獲機(jī)動性強(qiáng)、靈活度高、不受天氣和收獲時(shí)令的影響，適合小面積、地形不規(guī)整等難以用機(jī)械化收獲的場合。但工作人員勞動強(qiáng)度大、工作效率低、生產(chǎn)成本高，隨著我國綜合國力的提高，國家對農(nóng)業(yè)投入的增強(qiáng)，花生收獲機(jī)械化水平不斷提高，人工收獲的局面逐漸消失，機(jī)械化代替人力的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)已見雛形。

2.2　半機(jī)械化收獲

半機(jī)械化收獲是花生人工收獲向機(jī)械化收獲的過渡，是人們探索機(jī)械化收獲的必要階段。半機(jī)械化收獲是指機(jī)械化分段收獲或先用機(jī)器完成花生收獲的前段工序，然后再通過人力完成后段工序。

2.2.1機(jī)械化分段收獲模式采用分段收獲的國家以美國為主，美國種植的花生呈蔓狀生長，其莖葉緊貼地表且成熟期較長，為一年一熟型農(nóng)作物?，F(xiàn)存的機(jī)械化分段收獲模式有3種[16]。第1種模式是美國常用的收獲模式，即用機(jī)器代替人工挖掘，并清除花生莢果上的泥土，然后將花生植株翻轉(zhuǎn)，達(dá)到果實(shí)朝上、莖葉朝下的目的，整齊地鋪放在田間晾曬，果實(shí)可以充分暴露在陽光下，同時(shí)，其表面空氣流速較快，可以加快水分蒸發(fā)，待晾曬一段時(shí)間后，再用翻鋪機(jī)調(diào)整植株的鋪放位置，晾曬花生的另一面，待花生果實(shí)水分降到20%以下時(shí)，再用撿拾聯(lián)合收獲機(jī)完成摘果、清選、秧蔓處理等工序，最后將收獲后的花生果再一次集中晾曬，待水分降到入庫存儲的要求時(shí)，就完成了收獲。第2種模式是用機(jī)器代替人工挖掘，并清除花生莢果上的泥土，然后將花生植株翻轉(zhuǎn)，達(dá)到果實(shí)朝上、莖葉朝下的目的，整齊地鋪放在田間晾曬，待晾曬水分達(dá)標(biāo)時(shí)，再人工撿拾裝車，運(yùn)送到平坦的場地進(jìn)行機(jī)器摘果、清選、秧蔓處理，最后將收獲的花生果再一次集中晾曬，待水分降到入庫存儲的要求時(shí)，就完成了收獲。第3種模式是用機(jī)器代替人工挖掘，并清除花生莢果上的泥土，然后收集堆放至空曠地帶，用花生摘果機(jī)器就近摘取鮮果。

花生分段收獲常用的機(jī)械設(shè)備有挖掘犁、挖掘(收獲)機(jī)、摘果機(jī)、復(fù)收機(jī)、撿拾聯(lián)合收獲機(jī)等[17]。

2.2.2花生挖掘犁(機(jī))花生挖掘犁(機(jī))體積小、質(zhì)量輕，構(gòu)造極為簡單，形似農(nóng)家常用的耕地犁具，有些農(nóng)戶甚至就用耕地犁具替代挖掘犁，兩者的收獲效果并沒有很大差異。挖掘犁(機(jī))操作簡單，通用性強(qiáng)，可以用手扶拖拉機(jī)或四輪拖拉機(jī)作為動力源，挖掘花生時(shí)先要對行，調(diào)節(jié)挖掘深淺，做到不漏挖、不破損花生，同時(shí)又能減輕牽引拖拉機(jī)的負(fù)載，節(jié)約能源，待花生犁起，人工進(jìn)行甩土，以便后期摘果。江蘇省徐州農(nóng)機(jī)研究所研制生產(chǎn)的4HW-60型花生挖掘犁是這類機(jī)型的典型代表，如圖1所示，4HW-60型花生挖掘犁構(gòu)造簡單、銷售價(jià)格低、工作性能好，挖掘花生時(shí)，既可手動控制挖掘路線又可調(diào)節(jié)挖掘深度，從而避免花生漏挖和破果，其實(shí)用性強(qiáng)，工作效果好，縮短了花生收獲農(nóng)時(shí)，解放了農(nóng)民挖掘花生時(shí)的體力勞動，深受農(nóng)戶們的喜愛[18-19]。但它只能完成花生收獲時(shí)的挖掘環(huán)節(jié)，對后續(xù)的除土、鋪放環(huán)節(jié)并沒有任何幫助，其功能有待進(jìn)一步完善。

2.2.3花生收獲(挖掘)機(jī)花生收獲機(jī)克服了挖掘犁單一挖掘的現(xiàn)狀，在挖掘花生的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)除土和鋪放的目的，從動力來源方面看，屬于牽引型收獲機(jī)。工作時(shí)，由四輪拖拉機(jī)作為動力源，將花生植株鏟起后，經(jīng)抖動去土后，整齊有序地鋪放在后面的已挖區(qū)，但后續(xù)仍需人工完成摘果或經(jīng)過摘果機(jī)摘果。由于國外花生一年一熟，不須要搶收后很快種植其他農(nóng)作物，常采用分段式收獲模式，即用機(jī)器代替人工挖掘，并清除花生莢果上的泥土，然后將花生植株整齊地鋪放在田間晾曬，以便下一道工序的進(jìn)行。美國凱利制造公司(Kelley manufacturing corporation，簡稱KMC)生產(chǎn)的2、4、6、8行系列花生收獲機(jī)(圖2)和AMADAS公司生產(chǎn)的ADI型2、4、6、8、12行系列花生收獲機(jī)(圖3)是這類機(jī)型的典型代表。其中，KMC的產(chǎn)品集挖掘、清土于一體，研發(fā)過程中解決了挖掘速度、夾持速度、除土器振動頻率之間的協(xié)調(diào)同步性問題；AMADAS公司的產(chǎn)品是針對特定花生品種和作業(yè)環(huán)境專門研制的專用機(jī)型，能夠滿足不同條件下的花生收獲[20]。上述2家公司的產(chǎn)品工作原理相同，優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，損失率低，但仍存在集成度不高的問題，收獲過程中還需人或其他機(jī)具參與，才能完成花生收獲的所有工序。

美國花生收獲機(jī)適合于美國的花生品種及種植模式，對我國的花生收獲適應(yīng)性不強(qiáng)。新中國成立后不久，我國便開始研制花生收獲機(jī)，比西方國家晚了約20年。最初是仿照美國花生挖掘機(jī)進(jìn)行開發(fā)研究，產(chǎn)品有4HW-1100型花生收獲機(jī)、4H-800型花生收獲機(jī)(圖4)、4H-1500型花生收獲機(jī)(圖5)等，其中，4H-800型、4H-1500型花生收獲機(jī)仍采用鏟鏈結(jié)合的結(jié)構(gòu)，從機(jī)器性能來看，其工作穩(wěn)定可靠，漏挖率和損傷率都很低，是現(xiàn)階段最受農(nóng)戶歡迎的機(jī)型[21-22]。其中，4H-800型收獲機(jī)是我國最典型的分段收獲機(jī)械，用四輪拖拉機(jī)作為動力源，將挖掘機(jī)與四輪機(jī)通過銷連接，完成花生收獲的前段工序，后段工序再由人工或其他機(jī)械完成。工作時(shí)拖拉機(jī)提供牽引力，根據(jù)土質(zhì)的硬度及含水率，可人為調(diào)控挖掘速度和深度，挖掘鏟將花生鏟起，經(jīng)傳動系統(tǒng)輸送到振動篩抖土，該振動篩采用等慣量自平衡裝置，其運(yùn)行平穩(wěn)、振動性小，駕乘人員輕松舒適，最后經(jīng)過密植柵格側(cè)尾結(jié)構(gòu)將花生植株整齊有序地鋪放在四輪機(jī)后的已挖區(qū)，以便人工或機(jī)械進(jìn)入農(nóng)田進(jìn)行后續(xù)工作，不會對未挖區(qū)造成損害。這種機(jī)型的推廣得到了農(nóng)戶的一致好評，真正意義上實(shí)現(xiàn)了人工收獲向機(jī)械化收獲的轉(zhuǎn)變，但只能完成花生收獲的前段工序，并不是嚴(yán)格意義上的機(jī)械化收獲，同時(shí)受自身復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響，機(jī)體較重、耗能較高，需要大中型拖拉機(jī)作為動力源，不適合現(xiàn)階段我國花生種植面積小而散的現(xiàn)狀，因此并沒有大范圍改變傳統(tǒng)的人工收獲模式。

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)與青島萬農(nóng)達(dá)花生機(jī)械有限公司合作，根據(jù)我國花生現(xiàn)階段的壟作覆膜種植模式，成功研制出了 4H-2 型花生收獲機(jī)(圖6)[23]，它采用反向等角度擺動結(jié)構(gòu)原理，集挖掘和分離于一體，可以1次完成挖掘和分離泥土2道工序，結(jié)構(gòu)緊湊、工序較少，提高了生產(chǎn)效率，它還具有切割地膜的功能，在收獲花生的同時(shí)，順便把花生壟上的殘膜回收，減少了土地中的殘膜污染。收獲部件采用反平行四邊形結(jié)構(gòu)原理，機(jī)構(gòu)做反向等角度擺動，可以將挖掘去土后的花生植株有序地鋪放在已挖區(qū)，以便后續(xù)工作的進(jìn)行。收獲部件運(yùn)行平穩(wěn)，傳動部件運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小、耗能低。4H-2型花生收獲機(jī)工作效率高，所需牽引力小，小型農(nóng)用四輪拖拉機(jī)就能滿足動力需求，機(jī)體體積小、質(zhì)量輕，不會造成土地板結(jié)，可調(diào)控挖掘深度，損傷率小，機(jī)體還帶有回收田間殘膜的裝置，避免了白色污染又可以改善土壤的通透性，保證水肥可以正常被農(nóng)作物吸收，下茬農(nóng)作物可以較好地生長。

2.2.4花生復(fù)收機(jī)花生復(fù)收機(jī)是將挖掘收獲時(shí)漏挖的花生果實(shí)翻出至地表，以便人工撿拾，減少花生損失率，提高花生總產(chǎn)量。這道工序是在花生挖掘機(jī)作業(yè)完成，花生植株被運(yùn)走后進(jìn)行的，主要是解決人工收獲或挖掘機(jī)漏挖率高的問題。山東省煙臺市農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究所研制的4HF-1100型花生復(fù)收機(jī)，與四輪拖拉機(jī)配合使用，復(fù)收效率高，收凈率約為90%，極大地節(jié)省了因損失率過高而返工費(fèi)時(shí)的問題，4HF-1100型花生復(fù)收機(jī)曾在山東省各地級市的農(nóng)田中進(jìn)行試驗(yàn)和推廣[24]。但我國北方農(nóng)作物大多是一年兩熟，南方部分地區(qū)(廣東省)是一年三熟，花生收獲完成后要為下茬作物播種做準(zhǔn)備，不允許在田間晾曬，同時(shí)，隨著機(jī)械收獲技術(shù)不斷成熟，機(jī)械化收獲損失率降低，造成花生復(fù)收機(jī)現(xiàn)階段的效益較差，花生主產(chǎn)區(qū)基本已經(jīng)不再使用花生復(fù)收機(jī)，科研單位也已經(jīng)終止了花生復(fù)收機(jī)的研究。

2.2.5花生摘果機(jī)花生摘果機(jī)是模擬人工甩捋摘果方式，將花生果實(shí)從花生植株上分離出來的機(jī)械。其摘果動力由四輪拖拉機(jī)或手扶拖拉機(jī)通過三角帶提供，工作負(fù)荷不大且可控，摘果效率是人工摘果的數(shù)十倍，很大程度上減輕了農(nóng)戶摘果環(huán)節(jié)的體力勞動，縮短了摘果農(nóng)時(shí)，避免了因花生堆放過久而引起霉變。該機(jī)體積小、重量輕、移動方便、功能單一、操作便捷，其工作過程是拖拉機(jī)消耗化石燃料提供動力，摘果機(jī)旋轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)，人工喂入帶有果實(shí)的花生秧蔓，經(jīng)過摘果器拍打拽拉，分離果實(shí)和花生秧，果實(shí)掉在風(fēng)篩上，風(fēng)篩一邊抖動一邊受到來自鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)吹，完成了清選除雜。工作效率、摘凈率、損傷率是衡量摘果機(jī)性能的重要指標(biāo)。按喂入方式的不同，摘果機(jī)可分為半喂入式和全喂入式[25]。

2.2.5.1半喂入式摘果半喂入式花生摘果機(jī)如圖7所示，夾持鏈條夾持花生植株，向摘果機(jī)構(gòu)移動，摘果機(jī)構(gòu)由刮板交互排列、轉(zhuǎn)向相反的一對滾筒組成；高速旋轉(zhuǎn)的滾筒連續(xù)甩打經(jīng)過的植株，將秧果分離，完成摘果工序。半喂入式花生摘果機(jī)功耗小，一般拖拉機(jī)就能滿足動力需求，干濕植株均可摘果，鮮株摘果效果好，摘果后拋出的秧蔓堆放有序，便于人工收集碼放、損壞率低、順暢性好，對作業(yè)環(huán)境要求不高，可以任意選擇一片農(nóng)田進(jìn)行摘果，但其工作效率比全喂入式低，傳動系統(tǒng)復(fù)雜。

2.2.5.2全喂入式摘果機(jī)全喂入式摘果機(jī)如圖8所示，主要用于晾干后的花生摘果，在氣候較為干燥的北方使用較多。在其作業(yè)時(shí)，將整株花生喂入進(jìn)料口，花生植株隨摘果滾筒做圓周運(yùn)動，花生莢果受離心力和摘果滾筒摩擦力的雙重作用與植株分離，經(jīng)撞擊拍打脫落的花生莢果掉到風(fēng)篩上，風(fēng)篩振動除去風(fēng)篩上較重的泥土，同時(shí)受到風(fēng)機(jī)的作用，清除掉較輕的枝葉，最后將清選后的莢果經(jīng)運(yùn)送帶送往集果箱。其摘果效率高，受外界環(huán)境干擾小，摘果適應(yīng)性好，但能耗高，莢果損傷率高，順暢性差，易受殘膜纏繞造成擁堵。

我國花生主產(chǎn)區(qū)在河南、山東、遼寧、河北等省份，以家庭為單位種植，種植面積小而散，且花生收獲后還要播種下季作物，造成收獲時(shí)間有限，且花生主產(chǎn)區(qū)秋季天氣陰沉多雨，花生曬干較慢，容易導(dǎo)致花生腐爛霉變，造成農(nóng)戶收獲繁忙，勞動強(qiáng)度大。摘果機(jī)的出現(xiàn)可以應(yīng)對摘果工序耗時(shí)多的難題，將收獲后的莢果運(yùn)送晾曬，避免陰雨天氣出現(xiàn)堆放變質(zhì)的現(xiàn)象。但上述針對花生收獲的機(jī)器只能完成花生收獲中的一道或幾道工序，人們迫切希望研發(fā)出一次性完成所有工序的機(jī)型。

2.3　機(jī)械化聯(lián)合收獲

花生聯(lián)合收獲機(jī)集成度高，可以一次性完成花生收獲的所有工序，效率高、作業(yè)質(zhì)量好?，F(xiàn)階段的花生聯(lián)合收獲機(jī)由底盤、挖掘鏟、傳動鏈、摘果滾筒、振動風(fēng)篩、輸送帶、集果箱、液壓泵、角度傳感器等主要部件組成，是機(jī)電一體化的成果。典型的代表有4HD-1型、4HSW-1400型、4HLB-2型(圖9)聯(lián)合收獲機(jī)，其中，4HD-1型聯(lián)合收獲機(jī)的柴油機(jī)動力為11.0～14.3 kW，工作效率為0.053～0.100 hm2/h；4HLB-2型聯(lián)合收獲機(jī)采用挖拔組合方式挖起花生植株，即先用挖掘鏟松土，然后經(jīng)夾持鏈拔起，夾持鏈給花生植株一個(gè)垂直向上的起拔力和沿著鏈條的輸送力，保證植株能夠順利地傳到下一道工序，該機(jī)作業(yè)性能穩(wěn)定，可以一次性收獲莢果，節(jié)約大量農(nóng)時(shí)，摘果裝置為半喂入式，能耗低，適合鮮株摘果，摘果滾筒轉(zhuǎn)動方向相反，有利于摘凈莢果，減少莢果破損率，作業(yè)順暢性好，不會因殘膜而引起纏繞擁堵[26-28]。但其受花生品種和種植模式的限制，適合收獲壟作直立型花生，而且還要找準(zhǔn)最佳收獲時(shí)機(jī)，收獲效果才會好。萊陽農(nóng)學(xué)院和青島萬農(nóng)達(dá)花生機(jī)械有限公司合作研制的4HQL-2型全喂入式花生聯(lián)合收獲機(jī)(圖10)，采用履帶自走式底盤，其動力源為QC495 L柴油發(fā)動機(jī)。采用履帶行走，可以增大與農(nóng)田的接觸面積，減小壓強(qiáng)，不會造成土壤板結(jié)。收獲時(shí)對行作業(yè)，可以減少漏挖率和破損率，提高整體收獲質(zhì)量。該聯(lián)合收獲機(jī)有以下3個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：(1)撥禾裝置由分禾器、扶禾器和帶齒鏈條組成，縱向交叉的撥禾鏈將收攏的花生秧蔓撥向夾持傳送端，該裝置適應(yīng)不同花生品種且可以收獲傾斜倒伏的花生。(2)三帶夾持原理首次出現(xiàn)在夾持輸送裝置上，此裝置夾持可靠，生產(chǎn)制造方便，使用簡單。(3)振動除土裝置模仿人工除土設(shè)計(jì)，振動頻率高、去土干凈、掉果率低、生產(chǎn)制造簡便。

我國臺灣地區(qū)開展花生收獲技術(shù)的研究較早，其技術(shù)水平較成熟，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化播種收獲。我國臺灣地區(qū)研發(fā)出的產(chǎn)品成為大陸乃至東南亞各國借鑒模仿的典型代表，其產(chǎn)品的工作過程是分禾器將雜亂纏繞在一起的植株分開，扶禾器將花生秧蔓收攏扶正，挖掘鏟挖掘出土，經(jīng)夾持鏈傳送至振動除土機(jī)構(gòu)，將去土后的植株輸送到摘果裝置，摘下的果實(shí)經(jīng)篩選后，干凈的花生莢果經(jīng)帶式傳送機(jī)運(yùn)送至集果箱，摘果后的花生秧蔓整齊有序地拋灑在已收區(qū)，完成花生的全部收獲。臺灣花生聯(lián)合收獲機(jī)種類較多，有大地菱農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司的 TBH-3252 型花生聯(lián)合收獲機(jī)、臺灣振發(fā)機(jī)械有限公司的CF525挖拔組合式半喂入自走聯(lián)合收獲機(jī)等。其中，TBH-3252型挖拔組合式花生聯(lián)合收獲機(jī)采用自走履帶式行走裝置，可以一次性完成花生收獲的所有工序，能耗低、莢果損傷率低、適用于鮮株摘果，是現(xiàn)階段我國功能最齊全、集成度最高的花生聯(lián)合收獲機(jī)[29]。

由于全球各國種植模式和研發(fā)力度參差不齊，發(fā)達(dá)國家花生生產(chǎn)已進(jìn)入機(jī)械化播種收獲時(shí)代，發(fā)展中國家和落后國家花生收獲還處在半機(jī)械化和傳統(tǒng)的人工收獲階段。現(xiàn)階段，我國花生主產(chǎn)區(qū)正在推廣花生機(jī)械化收獲裝備，一些貧窮落后的地區(qū)仍然延續(xù)著人工收獲的現(xiàn)狀。但花生聯(lián)合收獲已是大勢所趨，聯(lián)合收獲機(jī)械正處在積極有序的研發(fā)和試驗(yàn)階段，有些機(jī)型正處在逐步商品化的階段。

3　花生機(jī)械化收獲的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

3.1　國內(nèi)外花生機(jī)械化收獲的發(fā)展現(xiàn)狀

由于發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，對農(nóng)業(yè)科研投入力度大，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展迅猛，花生收獲機(jī)械研究開發(fā)已日漸成熟，早在20世紀(jì)40年代末就已實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的專用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。美國地廣人稀，多為大型農(nóng)場種植，花生收獲機(jī)械以聯(lián)合大型全喂入牽引式為主，采用輪式拖拉機(jī)作為動力源。歐州國家花生機(jī)械產(chǎn)品多種多樣，有聯(lián)合收獲機(jī)械和分段收獲機(jī)械，聯(lián)合收獲以牽引式為主，自走式較少。日本、韓國和我國臺灣在花生等根莖類收獲技術(shù)裝備方面的研究也較早，部分技術(shù)已經(jīng)成熟，由于生產(chǎn)規(guī)模、種植制度和氣候等條件與我國大陸比較接近，其有些產(chǎn)品成為我國大陸和東南亞國家效仿的典型。但其根莖類收獲機(jī)械與歐美國家有較大的差別，其一在于它以中小型為主，配套動力多在36.77～44.13 kW之間；其二在于它以半喂入挖拔組合式聯(lián)合收獲為主；其三在于它以履帶自走式為主，牽引式較少。印度、越南等國家是花生、馬鈴薯等種植大國，但花生、馬鈴薯等生產(chǎn)機(jī)械化水平都很低，在某些方面還落后于我國。目前，印度、越南等國家正在參照日本、我國臺灣等的設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化開發(fā)。

近幾年，隨著我國花生、馬鈴薯等土下果實(shí)國內(nèi)外需求的不斷增加，國家對農(nóng)業(yè)的投入進(jìn)一步增大，我國根莖類收獲機(jī)械迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，已經(jīng)研發(fā)出一些土下果實(shí)收獲機(jī)械，但耗能、擁堵、纏繞等問題依然嚴(yán)峻[30]。總的來說，目前我國根莖類作物收獲機(jī)還處于研發(fā)的初級階段，主要是以借鑒效仿為主，所生產(chǎn)出的機(jī)械耗能高、適應(yīng)性低的現(xiàn)狀還沒有完全解決，根莖類聯(lián)合收獲機(jī)械還處在試驗(yàn)優(yōu)化階段。

3.2　國內(nèi)外花生機(jī)械化收獲的發(fā)展趨勢

我國花生機(jī)械的研發(fā)在自主創(chuàng)新方面還較少，大部分是消化吸收國外的先進(jìn)成熟技術(shù)，同時(shí)結(jié)合我國花生種植收獲的實(shí)際情況，研發(fā)出適合我國國情的花生收獲機(jī)械，在聯(lián)合收獲機(jī)械方面，更是多從國外吸收引進(jìn)[31]。隨著花生育種技術(shù)、種植農(nóng)藝的提高，全球花生的產(chǎn)量和種植規(guī)模逐步擴(kuò)大。國外發(fā)達(dá)國家的花生收獲機(jī)械正依照本國的種植特點(diǎn)，普遍采用計(jì)算機(jī)、電子、液壓等新技術(shù)，向著大型化、機(jī)電一體化、自動化、智能化、更可靠、更安全的方向發(fā)展，高效、快速、寬幅、大功率自走式聯(lián)合收獲呼之欲出。一些科技水平領(lǐng)先的國家已將高精尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備上，自走式花生播種機(jī)和收獲機(jī)已采用全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)、圖像識別技術(shù)等實(shí)現(xiàn)播種的整齊規(guī)范化和收獲時(shí)的自動對行限深，花生機(jī)械裝備正逐步朝著適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、生產(chǎn)成本低、播種整齊規(guī)范化、收獲智能人性化的方向發(fā)展。德國的花生機(jī)械化裝備采用圖像識別技術(shù)和液壓電磁閥控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能化收獲，降低了損失率。收獲過程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)自動對行和限深，使收獲更加精準(zhǔn)，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，駕乘人員的安全性和舒適性得到相應(yīng)的重視。專門化和復(fù)合式農(nóng)機(jī)具的研發(fā)齊頭并進(jìn)、生產(chǎn)效率的提高、智能化技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步加強(qiáng)了花生收獲裝備的適應(yīng)性和可靠性，有利于宣傳推廣和降低花生生產(chǎn)成本，為機(jī)械化又好又快地推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4　建議

根據(jù)我國花生生產(chǎn)種植模式、機(jī)械化發(fā)展的現(xiàn)狀及國外先進(jìn)農(nóng)機(jī)發(fā)展動向，擬從以下4個(gè)方面提出相應(yīng)的建議：

(1)制定科學(xué)合理的機(jī)械作業(yè)規(guī)范與農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)機(jī)研發(fā)部門和農(nóng)藝科研單位協(xié)作攻關(guān)，根據(jù)不同地區(qū)土壤性質(zhì)、種植農(nóng)藝，有針對性地推廣適合機(jī)械化作業(yè)的花生品種和種植模式。

(2)堅(jiān)持自主研制為主，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)為輔。各國之間的競爭，歸根結(jié)底是科學(xué)技術(shù)的競爭，我國應(yīng)加大科研資金投入力度，研究出具有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)機(jī)設(shè)備。同時(shí)，也應(yīng)該借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，總結(jié)先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，去其糟粕，取其精華。

(3)農(nóng)業(yè)機(jī)械由中型、小型向大型智能化方向發(fā)展。目前，我國農(nóng)業(yè)種植面積小而散，生產(chǎn)力相對落后，農(nóng)民收入普遍較低，購買能力有限，中型、小型花生機(jī)械化生產(chǎn)是當(dāng)下的主流，仍須持續(xù)較長一段時(shí)間。但隨著我國城市化和工業(yè)化的不斷深入，農(nóng)村閑置土地增多，花生種植面積逐步向大型化、集中化方向發(fā)展，以后花生機(jī)械收獲的研究也應(yīng)該向大型、聯(lián)合、智能方向發(fā)展，以適應(yīng)今后的生產(chǎn)種植模式。

(4)嚴(yán)格機(jī)械化設(shè)備質(zhì)量把關(guān)，健全售后服務(wù)體系。生產(chǎn)農(nóng)機(jī)具的公司應(yīng)做到設(shè)備材料過硬、零件加工精度過高、生產(chǎn)工藝較先進(jìn)，從而使農(nóng)機(jī)具的質(zhì)量提高一個(gè)檔次。建立健全售后體系，使農(nóng)民朋友減少購機(jī)的后顧之憂。同時(shí)，培訓(xùn)農(nóng)民機(jī)手駕駛技能，可以避免因操作不當(dāng)而引起的機(jī)器損傷。

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