25 農(nóng)業(yè)裝備農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2021年第2期 淺談葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 季順中 1 宋志禹 2 吳耀東 1 金 月 2 張健飛 2 金 銳 1 王 誠 3 1 江蘇云馬農(nóng)機制造有限公司 江蘇鹽城 224000 2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所 江蘇南京 210014 3 安化縣農(nóng)機化技術(shù)推廣服務(wù)站 湖南安化 413500 摘要 葉類蔬菜機械化收獲是葉類蔬菜生產(chǎn)全程機械化 的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié) 其收獲質(zhì)量好壞直接關(guān)系到終端鮮食 產(chǎn)品的商品性和經(jīng)濟性 因此研究性能優(yōu)越 可靠適用 的高效低損葉類蔬菜收獲裝備 對實現(xiàn)葉類蔬菜生產(chǎn)全 程機械化至關(guān)重要 詳細闡述了葉類蔬菜各種收獲割臺 類型 以及國內(nèi)外的葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)研究進展及 存在問題 指出葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)今后的發(fā)展趨 勢 關(guān)鍵詞 葉類蔬菜 收獲裝備技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 0 引言 蔬菜產(chǎn)業(yè)一直以來都是我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟的重要支 柱產(chǎn)業(yè) 近幾年蔬菜生產(chǎn)逐年成穩(wěn)步上升態(tài)勢 播種面 積約0 21億hm 2 總產(chǎn)值約1 5萬億元 其中 葉類蔬菜 占總播種面積的32 5 產(chǎn)量占蔬菜總產(chǎn)量30 5 1 是 蔬菜生產(chǎn)的重要組成部分 然而 葉類蔬菜生產(chǎn)面臨的 最緊要問題是勞動力緊缺 生產(chǎn)成本居高不下的問題 極大的制約了葉類蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 葉類蔬菜生產(chǎn)過程 中 收獲是勞動強度最大 耗時最多的環(huán)節(jié) 約占整個 生產(chǎn)作業(yè)量的40 以上 2 人們對葉類蔬菜收獲裝備的需 求愈來愈迫切 1 葉類蔬菜收獲割臺主要結(jié)構(gòu)形式及工作原理 我國葉類蔬菜具有種類繁多 生長差異大 種植農(nóng) 藝粗放且復(fù)雜的特點 機械化收獲研發(fā)難度大 目前 我國蔬菜生產(chǎn)綜合機械化水平約為20 蔬菜生產(chǎn)耕整地 機械已相對成熟 蔬菜育苗移栽取得重大突破 灌溉和 植保技術(shù)突飛猛進 但是蔬菜收獲環(huán)節(jié)尚以人工采收為 主 尤其是葉類蔬菜機械化收獲的研發(fā)進展緩慢 3 葉 類蔬菜收獲割臺按結(jié)構(gòu)形式及工作原理可以分為無序收 獲割臺 有序收獲割臺 帶根收獲割臺三大類 1 1 葉類蔬菜無序收獲割臺 無序收獲割臺大多由分禾撥禾部件 往復(fù)式雙動刀 切割部件 回轉(zhuǎn)帶式輸送部件 收集部件等組成 日本 川崎公司生產(chǎn)的手扶式葉菜收獲機 江蘇大學(xué)研制的 秧草收獲機 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所開發(fā) 的4GCD 600型葉菜無序收獲機均采用上述割臺結(jié)構(gòu) 切割部件采用環(huán)狀鋸齒帶刀的有意大利Hortech公司 4 的 Slide FW型收獲機 開發(fā)帶刀自定心技術(shù)和割臺高度自動 調(diào)節(jié)技術(shù) 收獲過程中不需要撥禾輪作用 僅靠前方蔬菜 的推擠作用將后方被割葉類蔬菜推至輸送帶上 經(jīng)由輸送 帶運輸至后方收集箱中 此割臺對三葉菜 菊花腦等小葉 類蔬菜 以及對葉菜收獲商品性要求不高的農(nóng)戶適用 4 1 2 葉類蔬菜有序收獲割臺 由于我國消費者更傾心于購買整齊有序 商品性好 的葉類蔬菜 葉類蔬菜的機械化有序收獲割臺技術(shù)在我 國研究較早且深入 相比于無序收獲割臺 其核心關(guān)鍵 技術(shù)是有序夾持輸送技術(shù) 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 5 研發(fā)的莖葉 類蔬菜有序收獲機采用柔性夾持輸送機構(gòu) 將莖葉類蔬 菜以站立姿態(tài)有序地向機器后方運送 當(dāng)菜運送至夾持 輸送末端時自由倒下集箱 韓國康博公司 6 生產(chǎn)的4G 200型韭菜收割機 采用半交叉式輸送帶夾持著韭菜朝 同一側(cè)倒下 集箱 實現(xiàn)韭菜的有序收獲 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 南京農(nóng)業(yè)機械化研究所 7 研發(fā)的蘆蒿收割機 采用立式 滑動擋禾板 實現(xiàn)被割蘆蒿以站立姿態(tài)有序地向機器后 方運送 裝箱 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研制 的葉菜有序收獲機 基于半交叉式輸送實現(xiàn)寬幅1 2 m的 密植葉菜多行有序收集 8 1 3 葉類蔬菜帶根收獲割臺 目前 葉類蔬菜帶根收獲割臺主要分為帶根聯(lián)合收 獲 帶根分段收獲2種 其中 采用環(huán)狀鋸齒帶刀的切 割部件能實現(xiàn)砂壤土質(zhì)栽培下的葉類蔬菜淺入土切割 Hortech公司 9 的Slide Valeriana型收獲機首先通過環(huán)狀鋸 齒帶刀的淺入土高速回轉(zhuǎn)式切割 再由割臺前端的合金 條交替運動產(chǎn)生振動來清潔去土后 經(jīng)回轉(zhuǎn)帶式輸送帶 運送收集 實現(xiàn)需低留茬和需帶根收獲的葉類蔬菜 如 菠菜等 整株聯(lián)合收獲 帶根分段收獲采用鏟切式無動 力入土切割 將葉類蔬菜根部從土下翻出后鋪放于田 里 由人工揀拾收集 2 葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)發(fā)展趨勢和存在問題 2 1 葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 國外對葉類蔬菜收獲技術(shù)裝備的研究較早 投入 大 發(fā)展快且技術(shù)先進 歐美國家以寬割幅自走式大型 機械為主 整機裝備的智能化水平高 適用于規(guī)模化大 基金項目 江蘇省農(nóng)機新裝備新技術(shù)研發(fā)與推廣項目 NJ2018 06 26 農(nóng)業(yè)裝備 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2021年第2期 型農(nóng)場 日本 韓國等以輕簡化的小型手扶式收獲機為 主 結(jié)構(gòu)簡單 操作輕便 適用于小田塊和設(shè)施作業(yè) 關(guān)于葉類蔬菜機械化有序收獲方面 由于國外的葉類蔬 菜品種較單一 消費者對蔬菜收獲的商品性要求較低 并且為了降低其收獲作業(yè)強度 葉類蔬菜收獲機大多只 是散亂的收獲菜葉部分 因此涉及有序收獲和帶根收獲 裝備技術(shù)領(lǐng)域的研究相對較少 我國葉類蔬菜收獲機械的研究起步較晚 目前仍主 要依靠人工 前期在無序收獲裝備技術(shù)方面投入了大量 科研經(jīng)費和研究經(jīng)歷 但由于我國葉類蔬菜種類繁多 物理特性差異大 生產(chǎn)加工用途和消費群體不同等 對 葉類蔬菜機械化收獲的要求也不同 例如 三葉菜 草 頭 采用無序收獲 用于脫水干燥的蔬菜多采用一次性 收獲 菠菜采用帶根收獲 供應(yīng)超市零售的雞毛菜等葉 類蔬菜采用整齊有序收獲 因此 近幾年關(guān)于葉類蔬菜 有序收獲和帶根收獲裝備技術(shù)方面的研究顯著增多 取 得的成果較多 大多仍處于理論和試驗階段 2 2 葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)存在的問題 國外在葉類蔬菜生產(chǎn)作業(yè)技術(shù)裝備研發(fā)方面由于起 步早 技術(shù)領(lǐng)先 在國外應(yīng)用也較為廣泛 但在國內(nèi)未 見推廣和應(yīng)用 究其原因 一方面裝備價格昂貴 使用 和維修困難 另一方面裝備不符合國內(nèi)的種植情況 適 應(yīng)性較差 國內(nèi)在葉類蔬菜生產(chǎn)技術(shù)與裝備研發(fā)方面起步較 晚 雖有多家科研單位和企業(yè)研發(fā)蔬菜生產(chǎn)作業(yè)裝備 但距實際應(yīng)用尚有一定的差距 體現(xiàn)在理論研究淺 技 術(shù)水平低 機具可靠性差 此外各單位研發(fā)的機具單 一 蔬菜種植不規(guī)范等多方面因素 導(dǎo)致現(xiàn)有的葉類蔬 菜生產(chǎn)裝備缺乏系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)度 葉類蔬菜生產(chǎn)裝備適 應(yīng)性差 各環(huán)節(jié)作業(yè)機具難以配套 一定程度上限制了 葉類蔬菜有序收獲技術(shù)裝備的發(fā)展 2 3 葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)發(fā)展建議 針對以上問題 本文對我國葉類蔬菜收獲裝備技術(shù) 的未來發(fā)展方向和研究重點提以下建議 1 深入 系統(tǒng)地進行葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)理論 研究 包括加大對土壤 作物 部件互作的機械采收機理 研究 采用仿真模擬分析等手段對關(guān)鍵機構(gòu)進行優(yōu)化改 進 通過科學(xué)試驗確定整機裝備的關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)等 為 葉類蔬菜收獲裝備技術(shù)研發(fā)提供理論支撐 2 重點研發(fā)葉類蔬菜有序收獲 帶根收獲技術(shù)與 裝備 要加大葉類蔬菜有序收獲 帶根收獲裝備的研發(fā) 投入和力度 將機電液一體化技術(shù) 自動控制技術(shù)等與 傳統(tǒng)機械裝備相結(jié)合 提升裝備的適應(yīng)性 可靠性和智 能化水平 實現(xiàn)葉類蔬菜高效 低損的機械收獲設(shè)計目 標 3 注重農(nóng)機與農(nóng)藝的緊密融合 葉類蔬菜機械化 收獲效率高低和性能好壞與農(nóng)藝規(guī)范性有很大關(guān)系 因 此 要加強農(nóng)機農(nóng)藝融合 提高生產(chǎn)各環(huán)節(jié)機具的匹配 度 進一步規(guī)范葉類蔬菜的種植農(nóng)藝和生產(chǎn)作業(yè)機具的 使用 3 結(jié)語 隨著葉類蔬菜需求量的日益增多 農(nóng)村勞動力不斷 向城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)移 葉類蔬菜生產(chǎn)用工難 用工貴的問題日 益突出 葉類蔬菜收獲機械化是今后重要的發(fā)展方向 我國葉類蔬菜種類繁多 生長差異大 種植農(nóng)藝粗放且 復(fù)雜 對不同的葉類蔬菜采收要求不同 國外的機具大 多不適應(yīng)國內(nèi)葉類蔬菜的種植農(nóng)藝 且價格昂貴 使用 維修困難 直接引進國外先進的收獲機具或照搬國外技 術(shù)是不可取的 未來應(yīng)從深入研究裝備技術(shù)理論 優(yōu)化 改進機械結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù) 加大葉類蔬菜有序收獲 帶 根收獲技術(shù)與裝備的研發(fā)力度 提升裝備可靠性 注重 農(nóng)機與農(nóng)藝的緊密結(jié)合 提高裝備的適應(yīng)性等3個方面 著手 整體提升葉類蔬菜生產(chǎn)全程機械化裝備技術(shù)水 平 降低葉類蔬菜生產(chǎn)作業(yè)成本 減輕勞動強度 推動 葉類蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)綠色發(fā)展 參考文獻 1 金月 肖宏儒 肖蘇偉 等 葉類蔬菜收獲技術(shù)與裝備研究現(xiàn) 狀及發(fā)展趨勢 J 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報 2018 20 9 72 78 2 卞麗娜 李繼偉 丁馨明 葉菜類蔬菜機械化收獲技術(shù)及研 究 J 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù) 2015 41 2 22 24 3 糜南宏 趙映 秦廣明 等 蔬菜全程機械化研究現(xiàn)狀與對策 J 中國農(nóng)機化學(xué)報 2014 35 3 66 69 4 韋勇 秦廣明 金月 等 葉菜收獲機械的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨 勢 J 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2016 8 98 100 5 章永年 施印炎 汪小 旵 等 莖葉類蔬菜有序收獲機柔性夾 持輸送機構(gòu)設(shè)計 J 中國農(nóng)機化學(xué)報 2016 37 9 48 51 6 上海康博實業(yè)有限公司 韭菜收割機 EB OL http www 7 肖 宏 儒 韓 余 宋 志 禹 等 一 種 蘆 蒿 收 割 機 P 中 國 201410514808 1 8 Dong Liu Hongru Xiao Yue Jin et al Design and Experiment of the Orderly Harvester of Chinese Little Greens J International Agricultural Engineering Journal 2018 27 4 295 306 9 HORTECH HORTICULTURE TECHNOLOGY EB OL http www hortech it en prd slide valeriana