將薯類(lèi)收獲到底

本刊記者|柴帆

將薯類(lèi)收獲到底

本刊記者|柴帆

薯類(lèi)正成為調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入、保障糧食安全的戰(zhàn)略選擇。與迅速發(fā)展的薯類(lèi)產(chǎn)業(yè)相比，收獲技術(shù)滯后，成為產(chǎn)量提升、面積擴(kuò)大、效益提高的障礙。

薯類(lèi)收獲技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

薯類(lèi)作物又稱(chēng)根莖類(lèi)作物，主要包括甘薯、馬鈴薯、山藥、芋類(lèi)等。這類(lèi)作物的產(chǎn)品器官是塊根和塊莖，生長(zhǎng)在土壤中。馬鈴薯、甘薯、木薯是我國(guó)重要的農(nóng)作物，具有對(duì)自然條件適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)，種植面積1160萬(wàn)公頃，世界第一。

但是，就馬鈴薯、甘薯、木薯三種薯類(lèi)來(lái)說(shuō)，他們的收獲機(jī)械技術(shù)發(fā)展各有不同，隨著我國(guó)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實(shí)施。目前，國(guó)內(nèi)有許多家單位在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)馬鈴薯收獲機(jī)。

馬鈴薯收獲機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合小規(guī)模生產(chǎn)，可一次實(shí)現(xiàn)挖掘、輸送、后方或側(cè)方集條鋪放，有些企業(yè)為了提高效率在機(jī)具后方加上了升運(yùn)裝車(chē)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了裝車(chē)作業(yè)。

但是，這種機(jī)器缺少技術(shù)深入研究、機(jī)具能耗大、故障率高、傷薯嚴(yán)重。并且我國(guó)薯類(lèi)種植地域條件復(fù)雜，機(jī)具適應(yīng)性受到限制，針對(duì)規(guī)?；橙劳潦斋@技術(shù)和產(chǎn)品相對(duì)成熟，但粘性土壤收獲機(jī)具仍需要研究開(kāi)發(fā)。

國(guó)外馬鈴薯收獲技術(shù)具有160年的歷史。先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品主要來(lái)自美、英、德、意、挪威、荷蘭等國(guó)家，他們的產(chǎn)品是以大型聯(lián)合為主適合本土農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和條件，可以一次完成挖掘、升運(yùn)、分離、分級(jí)和裝箱作業(yè)，機(jī)電液一體化控制技術(shù)水平較高，在大面積收獲作業(yè)方面充分體現(xiàn)了大型化、復(fù)核功能、高效作業(yè)的優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)甘薯收獲機(jī)械的研發(fā)嚴(yán)重滯后。在我國(guó)現(xiàn)階段，甘薯收獲主要采用犁式耕翻亮薯，人工撿拾或采用與馬鈴薯相同原理的升運(yùn)鏈?zhǔn)狡鹜跈C(jī)具。由于甘薯具有塊莖大小與入土深度差異性大等特性，挖不干凈、傷薯現(xiàn)象普遍存在。集成度高、性能好、效率高的甘薯收獲裝備還處在研究階段，尚無(wú)成熟產(chǎn)品。

相較于我國(guó)的發(fā)展滯后，美、英、日、加等國(guó)的甘薯類(lèi)機(jī)械化收獲技術(shù)較為成熟。如美國(guó)Lockwood公司開(kāi)發(fā)的牽引式聯(lián)合收獲機(jī)，可一次完成摘薯、集薯、去秧，自動(dòng)化程度、作業(yè)效率、集成度、專(zhuān)用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，對(duì)我國(guó)新疆等大面積種植區(qū)具有借鑒意義。

我國(guó)木薯收獲機(jī)械的研究主要參考其它根莖類(lèi)作物收獲機(jī)械進(jìn)行。缺少對(duì)木薯塊根收獲機(jī)械的理論研究。面對(duì)木薯莖稈粗壯、塊莖輻射性生長(zhǎng)、結(jié)薯更深、產(chǎn)量大等特點(diǎn)，研制的木薯鏟挖式收獲機(jī)適應(yīng)性差、收獲損失大，得不到推廣使用；研制的提竿式和卡齒式兩種木薯收獲機(jī)，對(duì)不同土壤具有適應(yīng)性，但缺乏塊根拔起速度的有效調(diào)控方法，因此造成的損失較大；缺乏對(duì)莖稈處理技術(shù)和機(jī)具的研究。

國(guó)外從事木薯收獲機(jī)械研究的國(guó)家有古巴、哥倫比亞、馬來(lái)西亞、巴西和尼日利亞等國(guó)，研制的木薯塊根收獲機(jī)主要適合于標(biāo)準(zhǔn)化種植模式，實(shí)現(xiàn)了挖掘松土、抖動(dòng)分離和鋪放集條等功能

薯類(lèi)收獲技術(shù)阻礙了生產(chǎn)

薯類(lèi)既是糧食作物,又是經(jīng)濟(jì)作物,產(chǎn)量高,用途廣。一些農(nóng)民把紅薯作為重要的經(jīng)濟(jì)作物來(lái)種植，以期獲得較多的經(jīng)濟(jì)收入。但是薯類(lèi)的收獲一直制約著紅薯的發(fā)展規(guī)模。

以紅薯為例，紅薯的收獲季節(jié)是每年10月上旬，恰逢農(nóng)村最忙的季節(jié)，勞動(dòng)力緊張，而紅薯是非常嬌嫩的作物，輕微霜凍就會(huì)使其凍傷，一旦凍傷也就失去了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。每年都有因收獲不及時(shí)，而使薯農(nóng)遭到不應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)甚至大面積凍在地里，無(wú)法收獲。用小四輪拖拉機(jī)或牧畜配掛牽引犁進(jìn)行收獲，結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但收凈率低、生產(chǎn)率低。

近年來(lái),在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,薯類(lèi)生產(chǎn)有了較大發(fā)展。薯類(lèi)生產(chǎn)被列入各級(jí)政府的重要議事日程。薯類(lèi)正成為調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入、保障糧食安全的戰(zhàn)略選擇。與迅速發(fā)展的薯類(lèi)產(chǎn)業(yè)相比，收獲技術(shù)滯后，馬鈴薯機(jī)械化采收率僅僅只有16%、紅薯、木薯仍以人工為主，成為產(chǎn)量提升、面積擴(kuò)大、效益提高的障礙。馬鈴薯、甘薯和木薯三種薯類(lèi)均是糧、飼、蔬和能源兼用的優(yōu)質(zhì)作物，也是調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入的戰(zhàn)略選擇。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的薯類(lèi)收獲技術(shù)明顯落后。與水稻、玉米和小麥相比，薯類(lèi)收獲技術(shù)研發(fā)起步較晚，裝備供給嚴(yán)重不足，成為我國(guó)薯類(lèi)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

薯類(lèi)高效收獲技術(shù)與裝備研發(fā)

開(kāi)展薯類(lèi)高效收獲技術(shù)與裝備研發(fā)，把農(nóng)民從低收入的繁重體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，促進(jìn)薯類(lèi)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的要求。

為了提高我國(guó)薯類(lèi)收獲技術(shù)，開(kāi)闊我國(guó)薯類(lèi)收獲機(jī)械市場(chǎng)，中機(jī)美諾牽頭，聯(lián)合吉林大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)7所知名高校；南京農(nóng)機(jī)化所、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院、黑龍江與山東農(nóng)機(jī)院4家研究院所；山東希成農(nóng)業(yè)機(jī)械科技有限公司，中國(guó)包裝和食品機(jī)械有限公司、現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司3家專(zhuān)業(yè)制造與配套企業(yè)共同組建了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。

針對(duì)三種薯類(lèi)作物收獲關(guān)鍵問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)行以企業(yè)為主體牽頭，組成產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研究模式，統(tǒng)籌技術(shù)、人才與基地，以產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向，以機(jī)具可靠運(yùn)行提升效率，減阻挖掘降低能耗、分等級(jí)提高商品性為重點(diǎn)，按產(chǎn)業(yè)鏈布局，開(kāi)展工程化仿生減阻、智能控制提升性能、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)及制造技術(shù)優(yōu)化研究，集成開(kāi)發(fā)研制聯(lián)合收獲、挖掘鋪放、撿拾收集三種模式9種不同動(dòng)力配套得薯類(lèi)收獲裝備，并在主產(chǎn)區(qū)試驗(yàn)考核，優(yōu)化技術(shù)提升，作業(yè)增效目標(biāo)。

楊德秋是此項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，聯(lián)系到他的時(shí)候，楊德秋謹(jǐn)慎的問(wèn)：“你們是真的還是假的采訪，就剛剛過(guò)去的三天時(shí)間，前后已經(jīng)有好幾撥人打著中國(guó)農(nóng)村技術(shù)中心（負(fù)責(zé)國(guó)家重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)的機(jī)構(gòu)）的名義要對(duì)我們進(jìn)行宣傳，到后面都是要錢(qián)的。”

從楊德秋的話語(yǔ)中，可以看出國(guó)家重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)在社會(huì)上的深入程度，以及專(zhuān)項(xiàng)在實(shí)施過(guò)程所遇到的一些普遍問(wèn)題。

對(duì)于此項(xiàng)目，楊德秋介紹，這一次將重點(diǎn)突破仿生減阻、防損傷、薯蔓分離、高度自適應(yīng)集薯、智能分級(jí)等5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。并且開(kāi)發(fā)自動(dòng)對(duì)行、挖深調(diào)控、節(jié)能儲(chǔ)庫(kù)等智能控制系統(tǒng)，研制符合國(guó)情得智能馬鈴薯聯(lián)合收割機(jī)、撿拾分級(jí)機(jī)、甘薯售貨機(jī)、木薯收獲機(jī)等9種裝備，在不同土壤類(lèi)型、種植模式實(shí)驗(yàn)考核。形成團(tuán)隊(duì)，緩解亟需，形成薯類(lèi)收獲裝備技術(shù)支撐體系。

同時(shí)，擬通過(guò)工程仿生減阻，橡塑減傷材料優(yōu)化、機(jī)電液綜合智能控制等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，并通過(guò)典型土壤薯類(lèi)挖掘仿生減阻技術(shù)研究、智能低損馬鈴薯聯(lián)合收獲技術(shù)與裝備研發(fā)、鈴薯低損撿拾智能分級(jí)技術(shù)與裝備研發(fā)、甘薯低損收獲技術(shù)與裝備研發(fā)、木薯秸稈處理及低損收獲技術(shù)與裝備研發(fā)，破解薯類(lèi)收獲過(guò)程挖掘阻力大、薯土蔓分離難、薯塊損傷嚴(yán)重等三大科學(xué)問(wèn)題。

楊德秋說(shuō)：“在項(xiàng)目確定立項(xiàng)之前，我們的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)建有國(guó)家馬鈴薯工程技術(shù)研究中心、工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)部土壤-機(jī)器-植物系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備與信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?！?/p>

薯類(lèi)機(jī)械化收獲的明天

薯類(lèi)機(jī)械化收獲需要做到農(nóng)機(jī)與農(nóng)技相結(jié)合，機(jī)組寬度要與待收地塊的壟距相匹配。隨著薯類(lèi)機(jī)械化收獲水平的不斷提高，可對(duì)薯類(lèi)種植的壟距予以引導(dǎo)，以適應(yīng)當(dāng)?shù)爻墒焓斋@機(jī)型的順利收獲，進(jìn)一步提高收獲效率和質(zhì)量，進(jìn)而形成規(guī)模化生產(chǎn)

隨著我國(guó)薯類(lèi)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及薯農(nóng)購(gòu)買(mǎi)力的提升，薯類(lèi)收獲由挖掘鋪放功能的收獲逐漸向聯(lián)合收獲與智能化方向發(fā)展，特別是在機(jī)電液一體化控制、挖掘仿生與挖深自動(dòng)調(diào)控減阻、自動(dòng)對(duì)行等方面會(huì)有很大的突破，也是今后薯類(lèi)作物收獲技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

楊德秋告訴記著，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的技術(shù)研究處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，在薯類(lèi)收獲領(lǐng)域有良好得研究基礎(chǔ)。在項(xiàng)目成立之前，團(tuán)隊(duì)已就成功開(kāi)發(fā)出我國(guó)第一臺(tái)馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)和大型四行馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)，解決了我國(guó)薯類(lèi)生產(chǎn)機(jī)具從無(wú)到有的問(wèn)題。

不論是從老人們的口口相傳里，還是在影視作品的刻畫(huà)演繹里，生活在21世紀(jì)，享受著美食佳肴的我們或多或少地得知，在我國(guó)尚未解決溫飽問(wèn)題的時(shí)期，薯類(lèi)成為先輩們度過(guò)那段饑寒歲月的主要口糧。

在溫飽已經(jīng)不成問(wèn)題的今天，薯類(lèi)成為人們改善飲食均衡，平衡營(yíng)養(yǎng)健康的農(nóng)產(chǎn)品。14億人口的中國(guó)，每天對(duì)于薯類(lèi)的需求逐日增加，薯類(lèi)收獲機(jī)械化迫在眉睫。