甘薯收獲機發(fā)展現(xiàn)狀及制約因素

耿義　劉玉　倪浩　任露　羅志豪

摘要? ? 甘薯是一種有多種用途的重要農(nóng)作物，提高甘薯收獲機的質(zhì)量對提高甘薯的生產(chǎn)效率有十分重要的作用。本文集中比較和分析了國內(nèi)外的一些甘薯收獲機關(guān)鍵機型，指出了我國甘薯收獲機的制約因素及發(fā)展方向，以期為加快國內(nèi)甘薯收獲機的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 甘薯收獲機;現(xiàn)狀;制約因素;發(fā)展方向

中圖分類號? ? S225? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0164-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

甘薯是一種具有多種用途的根莖類農(nóng)作物，對我國的食品、工業(yè)等方面的發(fā)展具有重大意義[1]。在甘薯的生產(chǎn)過程中，收獲甘薯這一環(huán)節(jié)最為耗費勞動力，制約著甘薯的生產(chǎn)效率，因而研究甘薯收獲機對提高甘薯的生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。隨著國內(nèi)甘薯需求逐漸增大，甘薯產(chǎn)量不斷上升，為了保證甘薯產(chǎn)量，必須加快對甘薯收獲機的研究，推動相關(guān)技術(shù)的轉(zhuǎn)型，盡早研發(fā)出符合我國甘薯種植狀況的甘薯收獲機[2]。

目前，國外的幾種甘薯收獲機都以大型為主，其自動化程度高、收獲效率高，能夠做到甘薯的機械化收獲。我國目前的主流甘薯收獲機都以中小型為主，甘薯的收獲大部分還處于半自動化半人工拾取狀態(tài)[3]。本文針對我國甘薯收獲機的發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素以及發(fā)展方向進行了論述，以供參考。

1? ? 國內(nèi)外甘薯收獲機發(fā)展現(xiàn)狀

1.1? ? 國外甘薯收獲機發(fā)展現(xiàn)狀

歐美國家的甘薯收獲機在20世紀40年代已基本發(fā)展完善，普遍應(yīng)用機、電、液等相關(guān)自動化技術(shù)。美國LockWood公司研制的甘薯機是非常典型的例子，根據(jù)機身結(jié)構(gòu)不同可分為2種[4]。一種是結(jié)構(gòu)為直接裝載型收獲機。該類甘薯收獲機最大的特點是有很長的裝載運升臂，甘薯果實運輸時間很長，經(jīng)過該收獲機處理后甘薯比較清潔。該類甘薯收獲機工作速度在6.44 km/h以下，完善的液壓操作控制系統(tǒng)對操作和控制來說非常簡便[5]。另一種是箱式甘薯收獲機。該收獲機共有6個裝運箱對稱分布在機器的兩側(cè);全液壓操作，在駕駛室中即可通過相關(guān)的控制部件快速準確地控制甘薯收獲機的各個工作參數(shù)。各個裝運箱能夠做到自動上升和下降，甘薯的表皮不會受到較大的破壞。該甘薯收獲機作業(yè)之前不需要對土壤或者甘薯藤蔓進行任何預(yù)處理。該甘薯收獲機與之匹配的動力>110 kW，同時可以收獲2行甘薯，行距在1 m左右，工作速度在8 km/h以下[6]。

根據(jù)甘薯收獲機能耗大小和農(nóng)業(yè)種植面積不同可以分成2類。一類是應(yīng)用在美國等國的大型農(nóng)場，采用大型甘薯收獲機。該類甘薯收獲機的特點主要是功能集中程度高，能耗高[7]。牽引型甘薯聯(lián)合收獲機作為中大型機型的代表，具有挖薯、傳送、清理、裝車等功能，機身長度較長，功能齊全，作業(yè)時無需對泥土和甘薯藤蔓進行預(yù)處理[4]。該機器在升運手臂、挖掘機構(gòu)和分離機構(gòu)方面做了優(yōu)化，減少了甘薯在傳輸、挖掘過程中受到的傷害。另一類是主要應(yīng)用在耕種面積較小的地區(qū)，采用日本東洋甘薯收獲機，其主要特點有能耗低、效率高、自動化程度高等。東洋甘薯機可以完成從挖掘到裝袋的所有功能。該機器裝有橢圓形振動篩，能夠快速地清理甘薯上的泥土，非常的快速和可靠[8]。

1.2? ? 國內(nèi)甘薯收獲機發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著水稻、玉米等主要糧油作物的機械化生產(chǎn)逐漸完善，我國也開始注意到甘薯生產(chǎn)的重要性，進而甘薯收獲機在一定程度上得到了發(fā)展。目前，我國甘薯收獲機的發(fā)展仍然處于起步階段，機型主要以中小型收獲機為主。徐州甘薯中心針對平原地區(qū)的甘薯種植設(shè)計了環(huán)刀甘薯收獲器。此甘薯收獲器的原理是用環(huán)刀型破土片破開甘薯所在的壟，達到薯土分離的效果，此時甘薯分布在泥土之上，便于人工采集[9]。這種創(chuàng)新設(shè)計區(qū)別于老式的鏟頭設(shè)計，使得明薯率大幅度提高的同時還降低了傷薯率，減少了甘薯收獲的勞動強度[10]。

由胡良龍等[11]研發(fā)的4GS-1500甘薯機，在防止甘薯藤蔓纏繞和降低甘薯破損率方面有著突出表現(xiàn)。該種型號的甘薯機中由桿條升運器實現(xiàn)甘薯與泥土分離的功能。在桿條升運機構(gòu)中間加裝了一個被動抖動輪，加大了鏈桿的抖動程度，并且研發(fā)人員通過試驗和計算找到了升運器中各個輪之間的最佳傾角，使得升運鏈的抖動在合理的范圍內(nèi)，保證較低的甘薯破損率。

4U-60型收獲機與四輪拖拉機配套使用，符合目前國內(nèi)大部分薯農(nóng)是個體小規(guī)模種植甘薯且購買力較低的實際情況，在滿足甘薯除秧收獲的同時降低了制造成本。此甘薯收獲機的原理為以四輪拖拉機為動力源，挖掘鏟實現(xiàn)挖掘功能，振動篩實現(xiàn)清理土塊功能，由人工撿起地面上的薯塊[12]。

山東農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究院的李? 濤等[13]研發(fā)了4UGS2型甘薯收獲機，挖掘機構(gòu)的防堵設(shè)計可有效保證土壤順暢流動，減輕了藤蔓對甘薯機的纏繞;在分離土壤機構(gòu)方面設(shè)計了兩段式土薯分離機;在挖掘和對壟精度方面都使用了大量的電氣液壓技術(shù)，確保了較高的挖掘精度和較低的傷薯率。

2? ? 甘薯收獲機的制約因素及發(fā)展方向

2.1? ? 甘薯種植地區(qū)地形多樣

丘陵地區(qū)的甘薯種植規(guī)模大約占我國甘薯總種植規(guī)模的1/2。丘陵地區(qū)自然地形條件及社會經(jīng)濟條件都各有差異，需要采用不同類型的甘薯收獲機。在坡度較緩的丘陵地塊可采用功率較大的甘薯收獲機械;在坡度較大的丘陵地區(qū)，可采用移動靈活的中小型甘薯收獲機來提高收獲效率[14]。

2.2? ? 我國甘薯種植地塊分散

我國的甘薯種植多為農(nóng)戶各自分散種植，尚未形成規(guī)?；N植。此類種植現(xiàn)狀對實現(xiàn)甘薯的機械化生產(chǎn)十分不利，尤其不利于發(fā)展大型聯(lián)合甘薯收獲機。研發(fā)大型甘薯收獲機需要有市場的推動，目前應(yīng)當加快土地流轉(zhuǎn)的速度，促進甘薯的規(guī)?；N植[3]。

2.3? ? 我國甘薯種植農(nóng)藝有待提高

甘薯的機械化生產(chǎn)離不開農(nóng)機與農(nóng)藝的結(jié)合發(fā)展。日本生產(chǎn)制造的甘薯收獲機的薯土分離程度高、甘薯破皮率極低，不僅因為日本甘薯收獲機結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)秀，還有農(nóng)藝的因素。一方面日本甘薯的種植密度及行距十分合理，便于甘薯收獲機行走作業(yè);另一方面，日本培育的甘薯外形較短，表皮不易破，便于清理泥土的同時保證較低的破薯率[15]。

3? ? 結(jié)語

我國甘薯收獲機發(fā)展仍處于初級階段，對甘薯收獲機的研究大部分處于優(yōu)化機構(gòu)的設(shè)計方面，微機、液壓等高新技術(shù)的運用較為少見，大型的聯(lián)合式甘薯收獲機械仍是完全依靠進口解決。目前，甘薯的收獲仍未較大程度的脫離人工勞動力，離甘薯的機械化生產(chǎn)還有一段距離[16]。根據(jù)目前我國甘薯種植情況和勞動力的快速流動情況，我國的甘薯收獲機的發(fā)展方向應(yīng)該以中小型為主，但同時還要保持對大型聯(lián)合甘薯收獲機的不斷研究，在不斷改進甘薯機的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加高新技術(shù)的應(yīng)用比例[17]?？傮w而言，在我國目前較高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和良好的惠農(nóng)方針推動下，甘薯收獲機的發(fā)展態(tài)勢較好[18]。

4? ? 參考文獻

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