洋蔥收獲機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀綜述

封成智 楊蕾

【摘? ?要】 我國是世界上洋蔥產(chǎn)量最大的國家之一，但洋蔥收獲還是基本依靠人工。隨著人口老齡化和農(nóng)村勞動力的減少，利用人工收獲洋蔥不僅成本高而且工作效率低。采用機(jī)械化收獲可以減少洋蔥收獲及其他人工產(chǎn)生的費用，有效地降低勞動強度，提高勞動效率。因此，探索適合我國的洋蔥機(jī)械化收獲甚至全程機(jī)械化技術(shù)很要必要。

【關(guān)鍵詞】 洋蔥;收獲機(jī);機(jī)械化

[Abstract] China is one of the countries with the largest onion production in the world， but onion harvesting is basically dependent on labor. With the aging of the population and the reduction of rural labor， the use of artificial harvesting of onions is not only costly but also inefficient. Mechanized harvesting can reduce the cost of onion harvesting and other artificial production， effectively reduce labor intensity and improve labor efficiency. Therefore， it is necessary to explore the mechanized harvesting of onions suitable for China and even the whole mechanization technology.

[Keywords] onion;harvester;mechanization

Summary of the Development Status of Onion Harvest Mechanization

Feng Chengzhi? ?Yang Lei

（Gansu Productivity Promotion Center， Lanzhou? ?730000）

1? 引言

伴隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整優(yōu)化，以洋蔥為代表的根菜類作物的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和種植面積都在不斷擴(kuò)大[1]。洋蔥是我們喜聞樂見的餐桌美味，在我國栽培種植分布廣泛，主要分布在內(nèi)蒙古、甘肅、山東、河南、云南、四川等省份。根據(jù)2017年國際糧農(nóng)組織（FAO）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國洋蔥種植總面積為102.5萬hm2（1537.5萬畝），產(chǎn)量2230萬噸，面積、產(chǎn)量均居世界第一，主栽區(qū)種植面積達(dá)到20萬hm2（300萬畝）[4]，是我國主要的蔬菜之一。

以洋蔥為代表的根菜類作物在生產(chǎn)過程中的整地、中耕培土、噴藥等作業(yè)已基本可以實現(xiàn)全程機(jī)械化，但是收獲機(jī)械化水平偏低[1]。中國、印度、美國、日本是目前世界上洋蔥生產(chǎn)量最大的4個國家，只有發(fā)達(dá)國家日本和美國在洋蔥的栽培全程實現(xiàn)了機(jī)械化。在中國洋蔥的機(jī)械化程度較低，隨著人口紅利優(yōu)勢的減弱，洋蔥收獲成本不斷提高。目前，探索適合在中國不同地域的洋蔥收獲機(jī)械化越發(fā)重要。

2? 根菜類機(jī)械化收獲技術(shù)及其發(fā)展

根據(jù)蔬菜收獲的不同部位，蔬菜收獲機(jī)可以分為葉菜類收獲機(jī)、根菜類收獲機(jī)和果菜類收獲機(jī)等[2]。國內(nèi)外在根菜類蔬菜收獲機(jī)械化方面做了很多研究。胡蘿卜收獲機(jī)是最有代表性的根菜類蔬菜收獲機(jī)，世界上第一臺拔取式胡蘿卜收獲試驗樣機(jī)于1937年在美國研制成功，并以此為基礎(chǔ)研制了一系列根菜類作物牽引式聯(lián)合收獲機(jī)?，F(xiàn)階段在損傷率低且凈收率高的要求下，收獲胡蘿卜的機(jī)械化問題基本得到了解決。與此同時，日本小橋工業(yè)公司推出的HP600型自走式蔬菜收獲機(jī)，可收獲馬鈴薯、胡蘿卜、甘薯等塊根類蔬菜[2]。

引進(jìn)吸收國外技術(shù)的同時，根據(jù)我國具體情況改進(jìn)了部分機(jī)型，滿足了市場對常見根類蔬菜收獲機(jī)械化的需求。例如中國農(nóng)大研制了MZPH-820型馬鈴薯收獲機(jī)，甘肅農(nóng)大研制了4UX-550型馬鈴薯收獲機(jī)，可一次性完成馬鈴薯的挖掘、土壤及莖葉分離以及裝箱等作業(yè)[2]。針對大蒜、洋蔥等淺根類蔬菜，普遍采用分段式的收獲方式收獲。收獲機(jī)將大蒜、洋蔥等從土里挖出后鋪在地上成條晾曬，然后由人工撿拾。針對牛蒡、山藥等深根類蔬菜，主要通過開深溝的方式收獲 [2]。

3? 洋蔥收獲機(jī)械化技術(shù)及典型案例

目前我國農(nóng)戶小面積種植的洋蔥基本靠人工來收獲，每到洋蔥的收獲季節(jié)就要雇大量人工來完成收獲任務(wù)。隨著近幾年農(nóng)村人口減少、人工成本的提高，在很大程度上增加了農(nóng)戶負(fù)擔(dān)。我國雖然對洋蔥收獲機(jī)械化的研究還不多，且農(nóng)戶極少采用專用的洋蔥收獲機(jī)，但還是有一些廠家推出洋蔥收獲機(jī)械化產(chǎn)品。比如黑龍江省畜牧機(jī)械化研究所研制的4CS1型洋蔥收獲機(jī)、甘肅酒泉市農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣站聯(lián)合酒泉市鑄隴機(jī)械制造有限責(zé)任公司聯(lián)合研制的4U-125型洋蔥挖掘機(jī)、黑龍江德沃科技開發(fā)有限公司的洋蔥收獲機(jī)、江蘇十方工程設(shè)備有限公司的TopAir型洋蔥收獲機(jī)、新鄉(xiāng)市志遠(yuǎn)機(jī)械制造有限公司的洋蔥聯(lián)合收獲機(jī)等[3]。

3.1? 甘肅省研制4U-125型洋蔥挖掘機(jī)

甘肅省常見的洋蔥收獲機(jī)型有兩種，一種是挖掘分離型，這種機(jī)型與馬鈴薯挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，只是改變了挖掘深度，主要由懸掛或牽引聯(lián)接裝置、挖掘鏟、變速箱、傳動裝置、振動篩、分離機(jī)構(gòu)等組成，這種機(jī)型機(jī)構(gòu)簡單作業(yè)效果好，但功能單一且生產(chǎn)效率低。另一種是牽引式聯(lián)合收獲型，主要由發(fā)動機(jī)、行走裝置、變速箱、傳動裝置、挖掘部件、輸送、分離、清選、提升、卸料裝置等部分組成。該機(jī)型能一次完成切秧滅秧、挖掘、輸送、分離、鋪條、撿拾、清選、裝運等項作業(yè)，能收獲大面積種植的洋蔥，并且生產(chǎn)率高、作業(yè)效果好，缺點是機(jī)械的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障多、可靠性低[4]。

以甘肅酒泉為例，酒泉市農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣站綜合考慮酒泉市的地理環(huán)境、洋蔥種植模式，并借鑒國內(nèi)外根莖類挖掘機(jī)械技術(shù)，聯(lián)合酒泉市鑄隴機(jī)械制造有限責(zé)任公司在2014年成功研制了4U-125型洋蔥挖掘機(jī)。

4U-125型洋蔥挖掘機(jī)主要由機(jī)架、挖掘鏟、輸送篩、懸掛臂、搖臂篩、傳動系統(tǒng)，后篩搖擺機(jī)構(gòu)和地輪總成組成，與約30馬力～40馬力有后動力輸出軸的輪式拖拉機(jī)配套使用。作業(yè)時拖拉機(jī)的牽引收獲機(jī)前行，挖掘鏟將洋蔥挖起，通過輸送篩將其運至搖臂篩分離土壤與作物。該挖掘機(jī)能一次性完成挖掘、分離、二次分離和鋪放作業(yè)，操作簡便、適用性較強、收獲效率高，不堵草、漏土快[5]。4U-125型洋蔥挖掘機(jī)生產(chǎn)效率可達(dá)到0.55hm2每小時，是人工勞動作業(yè)的12倍，畝節(jié)約勞動力4個工日。4U-125型洋蔥挖掘機(jī)研制成功填補了酒泉市洋蔥機(jī)械挖掘收獲的空白，具有良好的推廣應(yīng)用前景[5]。

3.2? 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)研制圓蔥收獲機(jī)

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)針對圓蔥收獲機(jī)械化水平低、挖凈率低、破損率高等問題，結(jié)合我國圓蔥種植模式、種植環(huán)境的特點，研制了4行牽引式圓蔥收獲機(jī)。該圓蔥收獲機(jī)可依次完成4行圓蔥的挖掘拔取、輸送、秧苗切割、去土和集收等功能[6]?？蒲袌F(tuán)隊優(yōu)化設(shè)計了該收獲機(jī)的各功能部件結(jié)構(gòu)，并分配設(shè)計了動力傳動系統(tǒng)。根據(jù)圓蔥收獲機(jī)樣機(jī)田間測試數(shù)據(jù)表明：該樣機(jī)的圓蔥損失率為1.2%，傷蔥率為1.25%，秧苗切割和側(cè)向輸送效果良好，均滿足生產(chǎn)需求。

3.3? 江蘇省全程機(jī)械化栽培洋蔥

江蘇省徐州市蔬菜研究所、江蘇省豐縣農(nóng)業(yè)委員會蔬菜研究所結(jié)合徐州市洋蔥標(biāo)準(zhǔn)化栽培體系，在2017至2018年聯(lián)合日本久保田公司開展了洋蔥全程機(jī)械化栽培技術(shù)試驗和示范，示范推廣范圍包括江蘇省蘇州市吳江區(qū)、泰州市姜堰區(qū)、徐州市豐縣的部分區(qū)域[7]。

洋蔥高度機(jī)械化栽培包括全自動機(jī)械播種技術(shù)、全自動苗床機(jī)械剪葉、全自動機(jī)械化整地和移栽、全自動機(jī)械化收獲和撿拾等。試驗使用日本播種機(jī)型號OSE-12播種丸?；N子，TC-110D型剪葉機(jī)進(jìn)行苗床剪葉。然后用起壟機(jī)起壟，采用日本的洋蔥起壟種植標(biāo)準(zhǔn)：壟溝寬30cm、壟面寬100cm、壟高20cm。起壟同時可配套藥劑噴灑裝置噴灑封閉除草劑，并進(jìn)行機(jī)械化覆膜。當(dāng)洋蔥幼苗苗齡達(dá)到60天時用OPK-4型自動移栽機(jī)進(jìn)行機(jī)械化移栽。待洋蔥已達(dá)到成熟指標(biāo)，利用洋蔥收獲機(jī)OH-4MSR開始收獲洋蔥。OH-4MSR收獲機(jī)在拔起洋蔥的同時可剪掉葉片，并將洋蔥整齊排列在壟面以備撿拾。待洋蔥晾曬后，使用KOP-1000型洋蔥撿拾機(jī)進(jìn)行自動化撿拾。該撿拾機(jī)通過升運裝置可將晾曬好的洋蔥直接輸送至田外的運輸貨車內(nèi)[7]。

根據(jù)日本久保田洋蔥全程機(jī)械化栽培技術(shù)的試驗數(shù)據(jù)顯示：試驗使用的OH-4MSR型洋蔥收獲機(jī)需1人操作，1小時可收獲667m2（1畝）的洋蔥，按照每天工作8小時計算，每天能收獲5336m2（8畝）左右;KOP-1000型洋蔥撿拾機(jī)也需1人操作，1小時可撿拾1001m2（1.5畝）洋蔥，按照每天工作8小時計算，每天可撿拾8004m2（12畝）左右;另需1人駕駛運輸車將撿拾好的洋蔥運送出去，每天可將已撿拾的8004m2（12畝）洋蔥全部運送出去。人工收獲洋蔥的數(shù)據(jù)為：1天收獲667m2（1畝）洋蔥需要4人，平均每人每天大約收獲166.8m2。

根據(jù)洋蔥產(chǎn)量及全程機(jī)械試驗的效果分析，該洋蔥全程機(jī)械化栽培技術(shù)適宜在短日照、中日照和長日照地區(qū)進(jìn)行推廣。全程農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合的機(jī)械化栽培洋蔥技術(shù)，不僅減少了洋蔥種植勞動力成本，同時降低了勞動強度，提高了勞動效率。

4? 制約機(jī)械化收獲的因素與建議

4.1? 存在問題

自從農(nóng)戶以家庭為單位向集體組織承包土地以來，原來大塊的土地被分割成小塊，以蔬菜為例，多為小農(nóng)戶種植。而發(fā)達(dá)的歐美國家多為大農(nóng)場模式，所設(shè)計投向市場的成熟的收獲機(jī)械大多體積較為龐大，我國的小面積種植不適宜大型機(jī)械化作業(yè)，甚至有些地區(qū)不具備機(jī)械化收獲的條件[3]。農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用范圍還有一定的局限性，通用機(jī)械對土壤條件、作物要求、作業(yè)幅寬、收獲時機(jī)等都有一定的要求和標(biāo)準(zhǔn)。我國蔬菜的播種過程、移栽過程、澆灌過程等機(jī)械化程度較低，粗放的種植方式，農(nóng)藝不標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范。如有些地方壟上單行種植，有些地方實行壟上雙行種植，且壟距不統(tǒng)一，這就使得機(jī)械的通用性降低。加上我國地形環(huán)境的雜復(fù)多變，地貌高低起伏、作業(yè)對象的特殊性與差異性、種植方式的不同等原因，使得機(jī)械化收獲的質(zhì)量和效率下降。

成熟的收獲機(jī)械大多制造成本高、價格昂貴，機(jī)械設(shè)備一次性投資大，一般農(nóng)民負(fù)擔(dān)不起。同時機(jī)械設(shè)置的利用周期短，小型號、實用性強的機(jī)型更適宜于我國的種植模式。

機(jī)械收獲蔬菜時易將泥土和蔬菜的葉梗等堆積在機(jī)械的死角，造成堵塞機(jī)械設(shè)備，加上收獲機(jī)械結(jié)構(gòu)中機(jī)械傳動的方部分增加了其復(fù)雜性，可靠性降低，影響收獲效率和質(zhì)量。

此外，很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)民認(rèn)為農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)是一種勞動密集型的產(chǎn)業(yè)，從思想上更愿意接受傳統(tǒng)人工作業(yè)，對作物機(jī)械收獲的接受程度不夠。

4.2? 今后研究方向

在引進(jìn)國外根菜收獲機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國基本解決了少數(shù)幾種根菜類蔬菜的機(jī)械化收獲問題。針對目前存在的問題，著重從以下幾個方面給出建議。

4.2.1? 作物物理特性研究和農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化? ? 收獲類機(jī)械研發(fā)的重要環(huán)節(jié)是對其作物物理特性的研究。如洋蔥按鱗莖形成的特性可分為普通洋蔥、分蘗蔥、頂生洋蔥等[8]。每種類型株徑、根莖、株高、開展度等又形態(tài)各異。對每種作物的物理特性的研究（抗拉強度、剪切力、拔取力等），可以為機(jī)械收獲的整體研發(fā)、關(guān)鍵部件參數(shù)的設(shè)定提供理論依據(jù)[2]。在實現(xiàn)機(jī)械性能的前提下，設(shè)計收獲機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊簡單、體積小、最大程度地提高使用壽命、降低制造成本、經(jīng)濟(jì)實惠和通用性好的機(jī)型更迎合廣大的市場需求。

4.2.2? 農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝相結(jié)合? ? 農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展離不開農(nóng)藝的支持。通過相關(guān)學(xué)科專家的協(xié)同研究，加強對作物種植規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，培育易于大規(guī)模機(jī)械化收獲的作物品種，制定符合機(jī)械化收獲的栽培模式，如行距、壟作、平作等。同時采取合理的措施做好土地流轉(zhuǎn)，倡導(dǎo)土地的適度開發(fā)，營造良好的條件實施標(biāo)準(zhǔn)化種植，為機(jī)械化種植、收獲創(chuàng)造條件，為實現(xiàn)作物全過程機(jī)械栽培提供支撐。

4.2.3? 提高農(nóng)機(jī)通用性? ? 采用不適宜的收獲機(jī)械會增加種植作物的成本。結(jié)合作物特性和共性，合理設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)，使其具有結(jié)構(gòu)緊湊、田間適應(yīng)性強、工作性能好、操作方便等優(yōu)點。增加機(jī)械的功能性和適應(yīng)性，通過調(diào)整作業(yè)參數(shù)或者更換部分零部件的方法來實現(xiàn)一機(jī)多用，可提高農(nóng)機(jī)的通用性，降低農(nóng)機(jī)作業(yè)成本。

4.2.4? 加強智能化、自動化農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)? ? 隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展與應(yīng)用，以情報信息為先導(dǎo)，加強智能化、規(guī)?；?、自動化農(nóng)機(jī)裝備與技術(shù)的研發(fā)制造，既是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的客觀要求，也是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的現(xiàn)實需要。按照《中國制造2025》重點領(lǐng)域中有關(guān)農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展要求，加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中自動化智能化農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)，加大對智能化農(nóng)機(jī)裝備領(lǐng)域的支持與推廣力度，促進(jìn)智能化農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)與應(yīng)用。

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