馬鈴薯莖葉青貯現(xiàn)狀及青貯收獲機(jī)的開(kāi)發(fā)

張軍強(qiáng)，梁榮慶，董忠愛(ài)，鐘 波，秦喜田，孫紹華，高 強(qiáng)，張琦峰

(1. 山東農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院，濟(jì)南 250100；2. 國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生產(chǎn)與環(huán)境控制研究室，濟(jì)南 250100；3. 山東雙佳農(nóng)裝科技有限公司，濟(jì)南 250100)

0 引言

馬鈴薯是一種世界性經(jīng)濟(jì)作物，已成為繼小麥、水稻和玉米之后的第4位重要的糧食作物[1]。我國(guó)馬鈴薯種植歷史較為悠久[2]，距今已有400年多，馬鈴薯的種植分布范圍較廣，在我國(guó)大部分地區(qū)均有種植，主要分布在西南、東北、西北等地區(qū)，具有分布范圍廣及季節(jié)時(shí)間跨度大等特點(diǎn)。近幾年，我國(guó)馬鈴薯的種植面積均保持在533.3萬(wàn)hm2以上，約占全球總種植面積的1/4[3]，已成為全球馬鈴薯種植面積最大的國(guó)家。2016年2月，農(nóng)業(yè)部下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，對(duì)我國(guó)馬鈴薯的種植做了明確部署，力爭(zhēng)到2020年將我國(guó)馬鈴薯種植面積擴(kuò)大到1億畝(0.07億 hm2)以上[4]，受政策支持力度較大，其種植面積的增長(zhǎng)趨勢(shì)較為明顯。

馬鈴薯莖葉是馬鈴薯植株的地上部分，是塊莖收獲后的主要副產(chǎn)物，由于我國(guó)馬鈴薯種植面積較大，其莖葉資源較為豐富，年產(chǎn)量可達(dá)1.2～1.8億t[5]。在傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲過(guò)程中，為使馬鈴薯表皮硬化，降低馬鈴薯在收獲中的磕碰傷率及其收獲機(jī)械的功耗，提高收獲效率[6-8]，需提前采用殺秧機(jī)或人工對(duì)馬鈴薯莖葉進(jìn)行殺秧作業(yè)處理[9-11]。馬鈴薯莖葉多被就地還田、遺棄或焚燒，不僅造成了大量的生物資源浪費(fèi)，也對(duì)環(huán)境造成了一定的污染，不符合我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主旨。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，且由于馬鈴薯莖葉營(yíng)養(yǎng)豐富，并含有多種生物活性物質(zhì)，不僅可用于飼喂，也可作為醫(yī)藥、化工原料，其綜合開(kāi)發(fā)利用價(jià)值較高(馬鈴薯莖葉的綜合開(kāi)發(fā)利用已得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注)，馬鈴薯莖葉的飼用化利用、生物活性物質(zhì)的提取及其他深率利用等成為了新的研究熱點(diǎn)，并取得了一定的成果。

近年來(lái)，隨著我國(guó)畜牧業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的牧草資源已難以支撐快速增長(zhǎng)的畜牧業(yè)，發(fā)展以秸稈飼料為主要飼料的節(jié)糧型畜牧業(yè)已成為牧區(qū)、農(nóng)區(qū)及半農(nóng)區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)的重要途徑之一[12]。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)馬鈴薯莖葉的飼用化利用處于起步階段，對(duì)馬鈴薯莖葉的青貯加工工藝及方法研究較多，而針對(duì)其青貯機(jī)械化采收機(jī)具的研究還是空白，馬鈴薯莖葉的機(jī)械化收獲作為推動(dòng)其綜合利用開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，相關(guān)收獲機(jī)具的研制亟待解決。

因此，本文在前期的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合目前我國(guó)較為成熟的其他物料的青貯收獲機(jī)具(青貯玉米、高粱、苜蓿及燕麥?zhǔn)斋@機(jī)等)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作特性，對(duì)馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)具及其它配套機(jī)具進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)一種適合對(duì)馬鈴薯莖葉進(jìn)行機(jī)械化收獲的青貯機(jī)具，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯莖葉的機(jī)械化采收，為其后續(xù)的其他青貯加工工序做相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。這不僅對(duì)馬鈴薯莖葉的綜合開(kāi)發(fā)利用具有重要現(xiàn)實(shí)意義，也可為馬鈴薯莖葉的深度利用及其它相關(guān)設(shè)備的后期深入研究提供一定的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐，還可在一定程度上有效緩解畜牧業(yè)迅速發(fā)展與飼料短缺的矛盾[13]，對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)的健康發(fā)展、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到一定的推動(dòng)作用。

1 馬鈴薯莖葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及青貯現(xiàn)狀

1.1 馬鈴薯莖葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

馬鈴薯為茄科茄屬結(jié)塊莖種一年生草本植物[14]，主要由地上莖葉及地下塊莖兩部分組成，如圖1所示。其原產(chǎn)于南美洲的秘魯、智利、哥倫比亞及玻利維亞的安弟斯山脈一帶，自明朝嘉靖年間引進(jìn)以來(lái)[15]，在我國(guó)得到了廣泛的種植推廣，種植范圍分布較廣，且種植面積逐年增加。馬鈴薯地下塊莖營(yíng)養(yǎng)豐富，產(chǎn)品附加值較高，可糧菜兼用[16]。

圖1 馬鈴薯植株結(jié)構(gòu)圖

馬鈴薯莖葉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，可與飼用的甜菜、南瓜及胡蘿卜相媲美[17]。相關(guān)文獻(xiàn)研究表明：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的馬鈴薯莖葉中含有0.12個(gè)飼料單位，在干物質(zhì)的基礎(chǔ)上，每千克馬鈴薯莖葉中含粗蛋白質(zhì)為16.2%，粗纖維為20.8%，粗脂肪為1.8%，鈣為1.39%，磷為0.14%[18-21]，飼用化價(jià)值較高。馬鈴薯新鮮莖葉、風(fēng)干莖葉及青貯莖葉的營(yíng)養(yǎng)成分含量對(duì)比如表1所示。

此外，相關(guān)研究表明：馬鈴薯莖葉中還含有70余種生物活性物質(zhì)[22-24]，如糖苷生物堿、茄尼醇及揮發(fā)油等，可作為醫(yī)藥及化工原料，具有較高的潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值。

表1 不同狀態(tài)下馬鈴薯莖葉營(yíng)養(yǎng)成分含量對(duì)比表

1.2 馬鈴薯莖葉的青貯現(xiàn)狀

實(shí)際上，在我國(guó)的甘肅地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)一直采用干馬鈴薯莖葉飼喂牛、羊，并未發(fā)現(xiàn)中毒現(xiàn)象[25]，且山東、河北等地區(qū)也常將晾曬風(fēng)干后的馬鈴薯莖葉進(jìn)行粉碎與玉米秸稈、高粱秸稈、小麥秸稈、干紅薯藤秧及碎干草等調(diào)制后對(duì)牲畜進(jìn)行飼喂。相關(guān)研究表明：馬鈴薯莖葉青貯后可使其龍葵素含量降低30%～50%[26]，且對(duì)羊[27]和牛[28]等動(dòng)物均無(wú)害。

由于新鮮的馬鈴薯莖葉含有較高的龍葵素及水分，適口性較差，貯存發(fā)酵過(guò)程難以控制，保存方法及方式不當(dāng)極易滋生細(xì)菌，發(fā)生腐爛變質(zhì)，影響飼料品質(zhì)。因此，大部分馬鈴薯莖葉均被丟棄或焚燒，只有極一小部分被風(fēng)干貯存?zhèn)溆?。雖然風(fēng)干的馬鈴薯莖葉水分含量較少，可長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行貯存，但其營(yíng)養(yǎng)成分流失也較為嚴(yán)重，貯存方式不當(dāng)也會(huì)發(fā)生霉變，且長(zhǎng)時(shí)間貯存的馬鈴薯莖葉龍葵素含量有增無(wú)減，影響飼料品質(zhì)，適口性更差[29]，飼用化效果不佳。為此，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)馬鈴薯莖葉青貯加工工藝及方法進(jìn)行了大量研究，以解決馬鈴薯莖葉的青貯飼用化問(wèn)題，提升該物料的青貯品質(zhì)，以滿足飼用化要求。

1982年，汪鴻儒等對(duì)馬鈴薯莖葉混合青貯的發(fā)酵機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：?jiǎn)为?dú)新鮮的馬鈴薯莖葉青貯品質(zhì)較差且不易青貯成功，提出了采用馬鈴薯莖葉與玉米秸稈混合青貯的方法提高青貯品質(zhì)，并給出了該兩種青貯物料混合的比例[30]。

2001年，韓俊清對(duì)青貯馬鈴薯莖葉的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)青貯后的馬鈴薯莖葉的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了檢測(cè)，并與其他植物莖葉青貯后的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)青貯后的馬鈴薯莖葉的營(yíng)養(yǎng)成分高于多數(shù)同等條件下青貯其他植物莖葉的營(yíng)養(yǎng)成分含量，適當(dāng)合理的青貯方法是解決馬鈴薯莖葉青貯飼用化及保持營(yíng)養(yǎng)成分含量的關(guān)鍵[31]。

2005年，白云峰等對(duì)青貯前后的馬鈴薯莖葉營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明：青貯前后的馬鈴薯莖葉營(yíng)養(yǎng)成分差異較大，適當(dāng)合理地對(duì)馬鈴薯莖葉青貯儲(chǔ)藏可有效保存相關(guān)營(yíng)養(yǎng)成分，進(jìn)一步提高該物料的青貯品質(zhì)[32]。

2006年，謝振兵等研究了馬鈴薯莖葉采集時(shí)間對(duì)青貯效果的影響，并提出了馬鈴薯莖葉最佳采收時(shí)間[33]；而張?jiān)鲂赖葎t通過(guò)添加發(fā)酵抑制劑—甲醛對(duì)青貯腐敗的控制作用進(jìn)行了相關(guān)研究，并確定了發(fā)酵抑制劑的添加比例[34]。

2009年，徐亞姣等通過(guò)對(duì)不同條件下青貯的馬鈴薯莖葉進(jìn)行品質(zhì)測(cè)量試驗(yàn)，得出了青貯馬鈴薯莖葉的最佳方案。該研究通過(guò)馬鈴薯莖葉與其他含糖量較高的原料進(jìn)行混合青貯，確定了混合物的種類和配比量，明確了添加乳酸菌和酶制劑的混合制劑后的青貯品質(zhì)最好，青貯品質(zhì)提高較為明顯[35]。

2013年，周娟娟等以辣椒和馬鈴薯收獲后的青綠秧為研究材料，研究了不同水分條件下添加不同水平的甲酸、丙酸、玉米粉、綠汁發(fā)酵液和馬鈴薯渣對(duì)其青貯品質(zhì)的影響，給出了兩種物料最佳的調(diào)制比例，并闡明了水分與pH值是影響馬鈴薯秧青貯品質(zhì)的兩個(gè)最主要因素[36]。

2014年，張敏等研究了不同水分和甲酸添加量對(duì)馬鈴薯莖葉青貯品質(zhì)的影響[37]；2015年，楊聞文等及楊永在等分別研究了不同吸收劑和玉米對(duì)馬鈴薯莖葉青貯特性、發(fā)酵品質(zhì)的影響[25]及不同添加物對(duì)馬鈴薯莖葉青貯品質(zhì)的影響[5]，闡明了不同添加劑、添加比例是影響青貯品質(zhì)的主要因素。

2015年，何玉鵬等分別研究了添加米糠和玉米以及添加米糠和小麥麩對(duì)兩個(gè)品種馬鈴薯莖葉青貯品質(zhì)的影響，研究表明：米糠、玉米聯(lián)用和米糠、小麥麩聯(lián)用均能顯著提高馬鈴薯莖葉的青貯品質(zhì)，兩種物料聯(lián)用均以15%米糠、4%玉米或小麥麩的比例都可獲得良好的青貯品質(zhì)[38]。

2016年，葛一宏等對(duì)馬鈴薯莖葉與玉米秸稈混合厭氧消化工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，研究了物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)、碳氮比和接種物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3個(gè)因素對(duì)馬鈴薯莖葉與玉米秸稈混合厭氧消化產(chǎn)氣特性及其規(guī)律，確定了接種物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的交互作用為影響馬鈴薯莖葉與玉米秸稈混合青貯品質(zhì)的最明顯因素[39]。

2017年，謝婉等研究了添加物料和菌劑對(duì)日喀則地區(qū)馬鈴薯莖葉青貯品質(zhì)的影響，其主要以甲酸、尿素、食鹽和6種不同生物菌劑(活性乳酸菌凍干粉、益加益秸稈發(fā)酵劑、千牧EM菌原種、百益寶EM菌種、微特美益生菌種及粗飼料降解劑)為添加劑，分別對(duì)馬鈴薯莖葉與玉米面、小麥麩、聚合草、紫花苜蓿、青飼玉米秸稈、燕麥草、干青稞秸稈及干油菜殼等材料進(jìn)行了混貯，并對(duì)不同青貯時(shí)間的混貯物料品質(zhì)進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：制作30天后的馬鈴薯莖葉青貯飼料已基本完成發(fā)酵，并進(jìn)入了青貯穩(wěn)定階段，能夠長(zhǎng)期有效保持飼料的水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[40]。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)專家學(xué)者只針對(duì)馬鈴薯莖葉青貯加工工藝及方法進(jìn)行了大量研究，而對(duì)馬鈴薯莖葉的青貯機(jī)械化收獲的研究仍是空白。隨著馬鈴薯莖葉青貯加工工藝及方法的成熟，針對(duì)馬鈴薯莖葉的機(jī)械收獲技術(shù)的研究將成為新的熱點(diǎn)，相關(guān)青貯收獲機(jī)具及與青貯工藝配套設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。

2 馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)的開(kāi)發(fā)

馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)具是該物料青貯加工的起始環(huán)節(jié)及最主要的環(huán)節(jié)之一，針對(duì)馬鈴薯莖葉機(jī)械化青貯機(jī)具的開(kāi)發(fā)不僅能夠填補(bǔ)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)品空白，也可為后續(xù)相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及熟化奠定一定的理論基礎(chǔ)并做一定的技術(shù)參考。

2.1 馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)

針對(duì)馬鈴薯莖葉物料特性及青貯處理方法的特殊性，結(jié)合我國(guó)較為成熟的青貯技術(shù)及其他物料(青貯玉米、青貯高粱、青貯燕麥及苜蓿)的青貯收獲設(shè)備，在馬鈴薯殺秧機(jī)、青貯玉米收獲機(jī)及青貯燕麥?zhǔn)斋@機(jī)的研究基礎(chǔ)上，借鑒玉米青貯收獲機(jī)及燕麥青貯收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及收獲方式，對(duì)馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)一次性完成切割、撿拾、喂入、切碎揉搓及拋送裝運(yùn)等工作流程，滿足馬鈴薯莖葉的青貯后續(xù)加工需求。該機(jī)具主要由切割撿拾裝置、強(qiáng)制喂入裝置、切碎揉搓裝置、拋送裝置、磨刀裝置、機(jī)架總成及限位輪等組成，如圖2所示。

該設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可與大馬力雙向拖拉機(jī)配套使用，安裝拆卸較為方便，操作簡(jiǎn)單，工作環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，其技術(shù)參數(shù)如表2所示。

馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)采用三點(diǎn)懸掛與雙向駕駛的大馬力拖拉機(jī)配套使用，以配套動(dòng)力的PTO后動(dòng)力輸出及其自帶的液壓系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。工作時(shí)，拖拉機(jī)自帶的液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)切割撿拾裝置進(jìn)行工作，采用往復(fù)式割刀對(duì)馬鈴薯莖葉進(jìn)行切割，并利用梳齒式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)切割后的物料進(jìn)行撿拾，將物料輸送至螺旋喂入裝置；與此同時(shí)，利用配套動(dòng)力的PTO驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制喂入裝置及切碎揉搓裝置進(jìn)行工作，將馬鈴薯莖葉強(qiáng)制喂入切碎揉搓裝置中，此時(shí)高速旋轉(zhuǎn)的切削刀盤(pán)帶動(dòng)切碎動(dòng)刀旋轉(zhuǎn)對(duì)強(qiáng)制喂入的物料進(jìn)行切碎；交錯(cuò)安裝在切碎刀盤(pán)上的左右螺旋凸起的拋送葉片與安裝在切碎揉搓裝置底部的揉搓板配合使用對(duì)切碎的馬鈴薯莖葉進(jìn)行揉搓，左右?guī)в新菪蛊鸬膾佀腿~片還將切碎揉搓后的物料進(jìn)行拋送，通過(guò)拋送筒輸送至運(yùn)輸裝置，完成整個(gè)作業(yè)流程。

7.切割撿拾裝置 6.強(qiáng)制喂入裝置 5.切碎揉搓裝置 4.磨刀裝置 3.拋送裝置 2.機(jī)架總成 1.限位輪

名稱參數(shù)名稱參數(shù)外形尺寸(L×W×H)6.2m×2.4m×4.75m(工作狀態(tài))整機(jī)質(zhì)量1300kg切段長(zhǎng)度5～50mm(可調(diào))刀片數(shù)量2、3、4、6、12片(均布可調(diào))作業(yè)幅寬2200mm作業(yè)效率0.7hm2/h

另外，切碎揉搓裝置中的動(dòng)刀數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，安裝刀具數(shù)量為2、3、4、6、12把，可與強(qiáng)制喂入速度相配合對(duì)物料的切削長(zhǎng)度進(jìn)行控制。該裝置中的揉搓機(jī)構(gòu)可充分地將馬鈴薯莖葉進(jìn)行打散揉絲處理，使物料青貯發(fā)酵過(guò)程與添加劑或其他混合物充分混合發(fā)酵，從而提高青貯品質(zhì)及適口性，還可將其部分水分?jǐn)D出，降低物料的含水率，提高物料的青貯發(fā)酵成功率。

該機(jī)具自帶的磨刀裝置，可在不拆卸切碎動(dòng)刀的情況下對(duì)其進(jìn)行磨刃，節(jié)省了拆卸動(dòng)刀時(shí)間，提高了工作效率。另外，限位輪不僅起支撐作用，還可通過(guò)三點(diǎn)懸掛和限位輪對(duì)馬鈴薯莖葉的留茬高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 馬鈴薯莖葉撿拾切碎機(jī)

新鮮馬鈴薯莖葉含水率較高，若直接青貯不但無(wú)法降低龍葵素的含量，也易使青貯物料變質(zhì)，影響青貯品質(zhì)及適口性，造成不必要的資源浪費(fèi)，而適當(dāng)?shù)牧罆癫粌H可降低馬鈴薯莖葉的含水率，也可有效降低其龍葵素的含量。因此，在前期研究基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一種馬鈴薯莖葉撿拾切碎機(jī)，在對(duì)馬鈴薯莖葉進(jìn)行殺秧并適當(dāng)晾曬脫水后，一次性完成物料的撿拾、喂入、切碎揉搓及拋送等作業(yè)流程，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。該機(jī)具主要由撿拾裝置、強(qiáng)制喂入裝置、切碎揉搓裝置、拋送裝置、磨刀裝置、機(jī)架總成及限位輪等組成，除不能對(duì)馬鈴薯莖葉進(jìn)行切割外，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作過(guò)程均與馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)相同。

1.撿拾裝置 2.機(jī)架總成 3.拋送裝置 4.磨刀裝置 5.切碎揉搓裝置 6.強(qiáng)制喂入裝置 7.限位輪

3 馬鈴薯莖葉青貯機(jī)械化收獲存在的問(wèn)題

1)馬鈴薯莖葉機(jī)械化收獲切碎長(zhǎng)度及揉搓效果難以控制。馬鈴薯莖葉含水量較高，約為90%[41]，且采收時(shí)間不同其含水率也不相同，總體來(lái)說(shuō)受其物理結(jié)構(gòu)特性影響。其任何采收時(shí)間段內(nèi)(風(fēng)干馬鈴薯莖葉除外)的含水率均要高于其他青飼料(青貯玉米、高粱、青貯燕麥及苜蓿等)，這也給機(jī)械化采收帶來(lái)了極大的困難。由于其自身含水率較高，在收獲過(guò)程中馬鈴薯莖葉切碎長(zhǎng)度較小或過(guò)度揉搓，極易使物料成糊狀且難以收集，造成物料的浪費(fèi)，過(guò)度揉搓也會(huì)造成物料水分及營(yíng)養(yǎng)成分流失嚴(yán)重，影響青貯品質(zhì)；反之，若馬鈴薯莖葉切碎長(zhǎng)度較大或揉搓效果不明顯，雖在一定程度上保證了物料含水率及營(yíng)養(yǎng)成分，但含水率過(guò)高物料也會(huì)難以青貯成功，與其他品種青飼料或添加混貯時(shí)難以混合均勻，也會(huì)影響青貯品質(zhì)。因此，合理地切碎長(zhǎng)度及揉搓效果是保障馬鈴薯莖葉青貯的關(guān)鍵影響因素，也是馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)的主要考核指標(biāo)之一，在機(jī)械的設(shè)計(jì)制造、田間試驗(yàn)應(yīng)需注意及控制。

2)種植模式差異性較大，阻礙了馬鈴薯莖葉的機(jī)械化采收。受地形、氣候條件及耕作習(xí)慣等因素的影響，我國(guó)不同地區(qū)馬鈴薯的種植模式差異性較大，且在同一地區(qū)馬鈴薯的種植模式差異性也較大。目前，我國(guó)馬鈴薯的種植模式主要以單行單壟、雙行單壟、寬窄行壟作及寬窄行平作為主，該4種種植模式下的行距、壟頂寬、壟底寬和壟高(寬窄行平作無(wú)壟)均不相同，在一定程度上限制了馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)械的開(kāi)發(fā)利用，阻礙了馬鈴薯莖葉的機(jī)械化采收進(jìn)程。另外，在馬鈴薯莖葉收獲過(guò)程中，種植模式不一也會(huì)造成機(jī)械裝置對(duì)馬鈴薯塊莖的碾壓，影響馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量及質(zhì)量。因此，在不影響馬鈴薯塊莖產(chǎn)量及質(zhì)量的情況下，調(diào)整統(tǒng)一馬鈴薯的種植模式勢(shì)在必行且任重而道遠(yuǎn)，馬鈴薯的農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)融合亟待解決。

3)馬鈴薯品種多樣化，馬鈴薯莖葉青貯機(jī)械化采收困難。馬鈴薯品種不同則馬鈴薯莖葉的生長(zhǎng)方式、植株高度、抗倒伏能力、干物質(zhì)含量及植株物理特性等也不盡相同。馬鈴薯莖葉的干物質(zhì)含量及植株物理特性對(duì)其機(jī)械化收獲影響不大，但馬鈴薯植株高度及抗倒伏能力對(duì)其機(jī)械化收獲影響則較大。若馬鈴薯的植株高度較低、抗倒伏能力較差，則會(huì)造成馬鈴薯莖葉機(jī)械化收獲困難及收集量少，影響馬鈴薯莖葉的產(chǎn)出比，造成物力及人力的嚴(yán)重浪費(fèi)，得不償失。因此，在保證馬鈴薯的產(chǎn)量及質(zhì)量的情況下，培育一種塊莖產(chǎn)量高、莖葉抗倒伏能力強(qiáng)及植株高度適宜的馬鈴薯新品種很有必要。

4)馬鈴薯莖葉機(jī)械化收獲時(shí)間掌握較為困難，影響青貯品質(zhì)。在傳統(tǒng)的馬鈴薯塊莖收獲過(guò)程中，需提前一定時(shí)間采用殺秧機(jī)對(duì)馬鈴薯莖葉進(jìn)行清理或人工清理收獲，因此馬鈴薯莖葉的機(jī)械化收獲也需提前或與塊莖收獲同時(shí)進(jìn)行。由于各成熟期馬鈴薯莖葉的含水率不盡相同，采收時(shí)間對(duì)馬鈴薯莖葉的含水率及后期青貯加工影響較大：若馬鈴薯莖葉收獲時(shí)間過(guò)早，雖可保證物料的產(chǎn)出比，但其含水率過(guò)高，則干物質(zhì)含量較少，且不易青貯發(fā)酵成功，會(huì)影響馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量及品質(zhì)；若馬鈴薯莖葉收獲時(shí)間較晚，含水率雖有所下降，但莖葉倒伏較多，增加了機(jī)械化采收困難，物料產(chǎn)出比較低。另外，馬鈴薯莖葉收獲時(shí)間不同，其青貯品質(zhì)也不同。

5)種植范圍廣，工況作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，收獲機(jī)具適應(yīng)性差。我國(guó)馬鈴薯主要分布在西南、東北、西北等地區(qū)，種植范圍分布較廣，種植地區(qū)地形復(fù)雜多變，尤其是丘陵地帶或山區(qū)，種植空間較為狹小，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)較為困難。平原地區(qū)雖可大面積種植，但土地平整度較差，在作業(yè)過(guò)程中也會(huì)影響機(jī)械運(yùn)行平穩(wěn)及作業(yè)效率，該問(wèn)題為農(nóng)業(yè)機(jī)械所面臨的共性問(wèn)題。另外，馬鈴薯莖葉青貯收獲機(jī)的作業(yè)狀況好壞對(duì)物料產(chǎn)出比、適口性及青飼品質(zhì)影響較大，在作業(yè)過(guò)程中，留茬高度過(guò)低雖在一定程度上提高了物料的產(chǎn)出比，但也極易造成泥土、砂石等雜質(zhì)的混入，影響青飼料的品質(zhì)及適口性；留茬高度過(guò)高，雖可避免泥土及砂石等雜質(zhì)的混入，但物料產(chǎn)出比也會(huì)下降，造成物料產(chǎn)量降低。

4 結(jié)論

我國(guó)馬鈴薯種植面積大、分布廣泛，莖葉資源較為豐富，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，可作為優(yōu)良的生物質(zhì)能源、畜牧飼料、醫(yī)藥及化工原料。目前，在馬鈴薯莖葉飼用化研究方面，我國(guó)專家學(xué)者對(duì)馬鈴薯莖葉青貯工藝的研究較多，而該物料的機(jī)械化收獲裝置研究較少，因此馬鈴薯莖葉青貯機(jī)械收獲裝置的研制勢(shì)在必行。本文通過(guò)對(duì)馬鈴薯莖葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及青貯現(xiàn)狀闡述，提出了研究馬鈴薯莖葉收獲機(jī)具的必然性，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上對(duì)兩種馬鈴薯莖葉收獲機(jī)具進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。目前，該樣機(jī)的開(kāi)發(fā)研制已獲2017年中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目—《馬鈴薯秧飼料化關(guān)鍵技術(shù)研究》的支持，后期將對(duì)該樣機(jī)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及田間試驗(yàn)等，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，進(jìn)而提高馬鈴薯莖葉的綜合利用率。另外，馬鈴薯莖葉機(jī)械化收獲利用是一個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題，所面臨的問(wèn)題也較多，只靠某一專業(yè)的技術(shù)也不能完成任務(wù)，還需要育種技術(shù)、種植技術(shù)、田間管理和后續(xù)的粉碎、加工調(diào)制及青貯方式等各方面技術(shù)人員的配合才能完成。