馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

杜木軍　王晉　王偉剛　于文波　楊華

摘 要：根據(jù)我國馬鈴薯主糧化產(chǎn)業(yè)不斷提升的現(xiàn)狀，綜合介紹國內(nèi)外主流的馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，預(yù)測未來馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展趨勢，為馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)械產(chǎn)品本身及市場存在的問題，提出相應(yīng)的對策和建議。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;聯(lián)合收獲機(jī);發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢

中圖分類號：S225.71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.08.005

0 引言

馬鈴薯在我國分布廣泛，已經(jīng)正式被確定為國家的主糧之一，農(nóng)業(yè)部提出2020年馬鈴薯種植面積擴(kuò)至1億畝以上。在中國糧食產(chǎn)量近年來屢創(chuàng)新高的情況下，將馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，這一糧食戰(zhàn)略頗受全球關(guān)注，但是相應(yīng)的我國馬鈴薯機(jī)械化水平發(fā)展還很滯后，尤其是聯(lián)合收獲機(jī)械的緊缺成為其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙。

目前，年人均消費(fèi)馬鈴薯前六名的國家有白俄羅斯、烏克蘭、波蘭、愛沙尼亞、俄羅斯、哈薩克斯坦，這些國家馬鈴薯收獲機(jī)主要以馬鈴薯挖掘機(jī)為主;德國、美國和比利時(shí)等國家主要以應(yīng)用馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)為主，這些國家的馬鈴薯種植機(jī)械化程度發(fā)展也相對較高。然而，我國的馬鈴薯種植機(jī)械化程度相對落后，在馬鈴薯收獲階段基本依靠勞動(dòng)力，成本高、效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗費(fèi)大量的人力物力。因此，開發(fā)和研究馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)是馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略設(shè)備供應(yīng)的后續(xù)力量[1]。

1 國內(nèi)外馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國外馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)起步早、發(fā)展快、技術(shù)含量高。馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)一次作業(yè)可完成去秧、挖掘、輸送、去土、清選、收集、裝車等環(huán)節(jié)。整機(jī)融合了機(jī)、電、液、儀技術(shù)并配套系統(tǒng)，作業(yè)過程中在駕駛室內(nèi)可隨時(shí)監(jiān)測收獲情況并進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，智能化程度高。但是國外的設(shè)備并不能完全適合我國國情，由于其價(jià)格高昂、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、配件不及時(shí)以及售后服務(wù)不能及時(shí)得到保障，使得國外設(shè)備在國內(nèi)市場占有率并不是很高，僅占市場份額的10%左右，而且隨著國內(nèi)馬鈴薯收獲技術(shù)水平的提高，研發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量和售后均能得到有效保證，進(jìn)口的馬鈴薯收獲機(jī)有逐漸淡出我國市場的趨勢。

德國格力莫公司生產(chǎn)的馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)技術(shù)處于全球領(lǐng)先水平，自動(dòng)化程度高，格力莫EVO 280（如圖1）在性能和效率方面樹立了新標(biāo)準(zhǔn)。該機(jī)配備三個(gè)分離器，獨(dú)特的無級變速驅(qū)動(dòng)器和8 t的料斗，可以在保護(hù)作物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大輸出。

AVR公司生產(chǎn)的馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)（如圖2），設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，功率小，速度快，可靠性強(qiáng)。篩分網(wǎng)可有效的將莖稈與塊莖分開，從薯流中去除多余的松散土壤和莖稈。三排旋轉(zhuǎn)梳可以清除薯流中的石塊。撿拾臺便于人工目視檢查并撿除雜物和土塊，將馬鈴薯引流至料斗，料斗一旦裝滿，卸貨平板可以在一分鐘內(nèi)將其清空。

DEWULF兩行牽引式馬鈴薯料斗收獲機(jī)（如圖3）基于眾所周知的收獲和篩分原理，配備收獲網(wǎng)，大型環(huán)狀升降電梯，一個(gè)或兩個(gè)刺狀帶和大型料斗，增加生產(chǎn)能力，該機(jī)操作簡單，可提供較大生產(chǎn)能力，專為大型農(nóng)場而設(shè)計(jì)。

1.2 國內(nèi)馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國馬鈴薯的收獲方式以人工收獲或半機(jī)械化挖掘?yàn)橹鳎饕揽啃⌒屯诰驒C(jī)挖掘后，鋪放在地表，再由人工撿拾裝袋，這種收獲方式效率低下。隨著人工成本逐年提高、雇工難等問題，在黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等地開始使用大型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)械。國內(nèi)的農(nóng)業(yè)機(jī)械研究部門及馬鈴薯設(shè)備生產(chǎn)廠家已經(jīng)將研發(fā)方向瞄準(zhǔn)在馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)上。

目前，國內(nèi)馬鈴薯收獲機(jī)種類繁多，但大型聯(lián)合收獲機(jī)基本完全依靠進(jìn)口，國內(nèi)研發(fā)主要以中小型挖掘機(jī)和自動(dòng)化程度不高的小型收獲機(jī)為主。

中機(jī)美諾馬鈴薯收獲機(jī)（如圖4）適用于沙性或中性土壤，一次性完成挖掘、輸送分離、除秧、升運(yùn)裝車作業(yè)，通用性強(qiáng)，可以收獲馬鈴薯，也可以收甜菜，行走輪后置，輪距調(diào)整方便，分離篩坡度較緩，便于上薯，傷薯率低，浮動(dòng)圓盤刀設(shè)計(jì)，更有效切斷雜草，減少挖掘阻力，采用國際先進(jìn)工藝，鑄膠驅(qū)動(dòng)輪，較小鏈條磨損，提高機(jī)器壽命，作業(yè)效率高，成本回收快。

洪珠4U-90LH馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)（如圖5）采用先進(jìn)工藝，聯(lián)合收獲、抖土、分離、集裝多項(xiàng)功能于一體，大大節(jié)省了勞動(dòng)力，無論在沙土、沙壤土、中黏土等不同土質(zhì)條件下都能發(fā)揮優(yōu)良的性能，去皮率低，分離性好，適應(yīng)性強(qiáng)。

希森天成4ULZ-170型牽引式馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)（如圖6），先由挖掘鏟進(jìn)行挖掘，同時(shí)仿形限深輪進(jìn)行薯土疏松與挖掘限深，挖掘后通過輸送網(wǎng)篩進(jìn)行薯土分離與薯塊輸送，在薯塊輸送的過程中進(jìn)行薯秧分離，薯土、薯秧分離后，干凈馬鈴薯進(jìn)入集薯輸送裝置，最后通過集薯輸送裝置將干凈的馬鈴薯輸送至運(yùn)輸車中，通過運(yùn)輸車將收獲后的馬鈴薯轉(zhuǎn)運(yùn)走。該馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)能實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的一次性挖掘、薯土分離、薯秧分離、集中收集輸送等作業(yè)，一次可收獲兩壟，作業(yè)效率達(dá)到0.33 hm2/h以上，且損失少、破皮率低、傷薯輕、含雜少。

德沃公司生產(chǎn)的4UML-180型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)（如圖7）是根據(jù)我省和國內(nèi)馬鈴薯規(guī)?；N植情況，結(jié)合土壤環(huán)境，具體研究相應(yīng)的收獲技術(shù)，一次作業(yè)完成仿形挖掘、去土、分秧、升運(yùn)、除雜、入料斗、裝車等功能，解決馬鈴薯規(guī)?；N植收獲難、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高、效率低、雇工難以及在不同土壤狀況下實(shí)現(xiàn)馬鈴薯收獲的問題。新型分秧機(jī)構(gòu)和多模式清薯機(jī)構(gòu)，解決現(xiàn)有分秧機(jī)構(gòu)復(fù)雜、分秧效果不佳和凈薯率低以及黏土情況下土薯分離不徹底和雜物多的問題，整機(jī)電、液、儀一體化協(xié)調(diào)操控，整機(jī)智能控制。

2 存在的問題及發(fā)展趨勢

2.1 存在的問題

（1）自動(dòng)化程度不高，還需要人工分揀;

（2）清薯機(jī)構(gòu)模式單一，設(shè)備凈薯率低;

（3）馬鈴薯在收獲過程中破損率高，鏈條使用壽命短;

（4）收獲設(shè)備多種驅(qū)動(dòng)輪使用壽命短，更換頻率高;

（5）分秧機(jī)構(gòu)復(fù)雜，分秧效果不佳。

2.2 發(fā)展趨勢

在馬鈴薯主糧化的大背景之下，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝的結(jié)合，力爭通過幾年的努力，促進(jìn)馬鈴薯裝備的結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高收獲效率，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，增產(chǎn)增收，減少損失。

研究適合不同土壤狀況下的馬鈴薯聯(lián)合收獲技術(shù)，研究人工輔助除雜技術(shù)及料斗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯清潔技術(shù)。整機(jī)電、液、儀一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能控制，促進(jìn)向機(jī)電一體化發(fā)展。馬鈴薯機(jī)器的工作條件比較惡劣，容易導(dǎo)致零部件的腐蝕或斷裂，因此在研究和設(shè)計(jì)馬鈴薯收獲機(jī)器時(shí)要從結(jié)構(gòu)、工藝和材料方面分析，以先進(jìn)制造工藝保證機(jī)器的高強(qiáng)度，以提高零件的使用性和可靠性，優(yōu)化聯(lián)合收獲機(jī)整體結(jié)構(gòu)，提高使用性能，開發(fā)一種更適合中國技術(shù)的仿形挖掘、去土、分秧、升運(yùn)、除雜、落料、裝車等功能于一體的馬鈴薯智能聯(lián)合收獲裝備，促進(jìn)馬鈴薯收獲機(jī)技術(shù)創(chuàng)新和馬鈴薯種植業(yè)的快速發(fā)展;為提高作業(yè)效率，可研發(fā)根據(jù)不同的地況，作業(yè)時(shí)自動(dòng)仿形的挖掘系統(tǒng);增加收獲行數(shù)，由兩行向四行或多行作業(yè)發(fā)展;結(jié)構(gòu)部件多功能模塊化，適用不同的作業(yè)環(huán)境，同時(shí)便于生產(chǎn)和檢修維護(hù);配置作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，可在駕駛室內(nèi)對作業(yè)狀況一目了然;改進(jìn)鏈條設(shè)置，減少破皮率的產(chǎn)生。

3 結(jié)論

我國馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)的研究與設(shè)計(jì)起步相對國外較晚，主要以小型設(shè)備為主，機(jī)械聯(lián)合收獲水平相對較低，但隨著馬鈴薯種植面積的不斷擴(kuò)大和機(jī)械化水平的不斷提高，必須提高馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)水平，提高作業(yè)效率，降低成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提升收獲品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的規(guī)?；斋@作業(yè)[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王福義.馬鈴薯收獲機(jī)械發(fā)展研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010（12）

[2] 單愛軍，劉俊杰，崔冰冰.馬鈴薯收獲機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].農(nóng)機(jī)化研究，2016（4）