黑龍江省鮮食大豆生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀與發(fā)展研究

修德龍

摘 要：發(fā)展鮮食大豆生產(chǎn)能夠增加豆農(nóng)收益，同時有利于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整。近年來，黑龍江省隨著鮮食大豆種植面積的不斷擴大，對其全程機械化要求越來越緊迫。闡述了國內(nèi)外及黑龍江省鮮食大豆生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀，并提出了鮮食大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：鮮食大豆;機械化;發(fā)展

中圖分類號：S266.4??????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.07.010Open Science Identity（OSID）

鮮食大豆俗稱青毛豆，也稱為菜用大豆，鮮食大豆作為一種特用大豆，營養(yǎng)豐富，口感鮮美，在當(dāng)今被公認(rèn)為綠色保健食品，目前栽培面積10～15萬hm2，平均單產(chǎn)5 t左右，我國的速凍鮮食大豆出口量約占世界速凍鮮食大豆出口總量的52.0%。現(xiàn)階段我國大豆產(chǎn)業(yè)面臨單產(chǎn)水平較低，種植效益差，競爭力偏弱，國內(nèi)消費需求與國內(nèi)生產(chǎn)能力矛盾突出，致使進(jìn)口大豆比例急劇攀升至85%，價格下行壓力增大等系列問題。

黑龍江省是我國最大的國產(chǎn)非轉(zhuǎn)基因大豆主產(chǎn)區(qū)，2019年全省大豆種植面積達(dá)到6419萬畝，約占全國大豆總面積的45.9%，這主要得益于國家大豆政策補貼力度的加大，農(nóng)民種植大豆的積極性提高，也為鮮食大豆的規(guī)模化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。發(fā)展鮮食大豆生產(chǎn)能夠增加豆農(nóng)收益，種植鮮食大豆一般要比種植普通大豆高2～3倍的收入，有利于農(nóng)民增收，有利于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，符合中央關(guān)于農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革精神。此外，鮮食大豆植株體可作為優(yōu)質(zhì)飼料，有利于發(fā)展畜牧業(yè)養(yǎng)殖。同時，鮮食大豆生育期短，可減少化學(xué)農(nóng)藥的施用，對保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、保持農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展也有積極意義。

目前，我國鮮食大豆全程機械化生產(chǎn)中的耕整地、播種、中耕施肥和植保等機械化技術(shù)較為完善和成熟，存在的瓶頸技術(shù)是機械化聯(lián)合作業(yè)，沒有比較成熟先進(jìn)的豆莢采摘收獲機，這也是制約我國鮮食大豆規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵因素。

1 鮮食大豆生產(chǎn)機械化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外現(xiàn)狀

國外發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)50年代就開始了對鮮食大豆的機械化農(nóng)機裝備的研究與制造，其中以美國、日本、法國等國家最具代表性，特別是在鮮食大豆機械化收獲方面已經(jīng)進(jìn)行了全面的研究。

美國的鮮食大豆收獲機主要采用雙立輥式，利用兩根旋轉(zhuǎn)立輥軸使單株鮮食大豆從旋轉(zhuǎn)軸中間通過從而梳脫豆莢的收獲方式。梳脫方式主要有螺旋式和旋轉(zhuǎn)毛刷式兩種。美國H.Morgan等人研制出了螺旋式立式滾筒豆莢收獲機，主要工作原理是利用滾筒前端的扶禾機構(gòu)將鮮食大豆整株喂入滾筒內(nèi)，在滾筒中軸線上安裝焊接圓盤，其上螺旋狀固定排列剛性螺旋桿。同時，在滾筒內(nèi)壁固定有螺旋刷子，該刷子由六圈較細(xì)螺旋桿組成，該刷子螺旋桿旋向與中軸線上螺旋桿方向正好相反，兩者共同組成了此鮮食大豆收獲機的執(zhí)行部件，在進(jìn)行收獲作業(yè)時，兩者通過速度差且反向?qū)⑽谷氲綕L筒內(nèi)的鮮食大豆豆莢梳刷下來，從而實現(xiàn)豆莢采摘，在滾筒后半部分設(shè)計了豆莢收集裝置，通過底部輸送帶將收獲的豆莢運輸?shù)郊舷?。美國?nèi)布拉斯加大學(xué)的生物系統(tǒng)工程學(xué)院C.Mesquita等人對鮮食大豆收獲機的采摘形式、豆莢破損率、結(jié)構(gòu)、收獲效率及能耗等進(jìn)行了比較全面的研究。2009年美國RogerioCruzMoreira等人研制出懸掛式鮮食大豆收獲機，該機為旋轉(zhuǎn)毛刷型。近年來，美國阿爾斯波（OXBO）公司研制生產(chǎn)的阿爾斯波2475青豆收獲機（如圖1），該機代表了世界上大型鮮食大豆收獲機的最高水平。該機為全液壓自走式青豆聯(lián)合收獲機，主要有采摘臺、過橋輸送器、風(fēng)力清選裝置及豆莢收集箱等部分組成。

日本也研究制造出一種鮮食大豆收獲機（如圖2），該機采摘裝置為滾筒彈齒式，其工作原理為在滾筒上安裝采摘彈齒，該彈齒通過旋轉(zhuǎn)運動將喂入進(jìn)來的整株莖稈的豆莢從莖稈上梳脫下來，實現(xiàn)豆莢與莖稈的分離，滾筒后方設(shè)有傳輸帶，其將豆莢運送至集料箱，完成鮮食大豆采摘過程。該機性能良好，收割幅寬1.6 m，按每天工作10～12 h，每天可收獲25畝左右。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

國內(nèi)鮮食大豆收獲機械的研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國家相比，還存在許多問題，性能相對不夠可靠，目前主要有兩種收獲方式，一種是分段收獲，即先靠人工將鮮食大豆整株起收，然后運送到場上利用固定式豆莢脫離機進(jìn)行脫莢處理，一種是田間聯(lián)合作業(yè)。山東曲阜牧源機械有限公司在2014年研制生產(chǎn)的ST-400青毛豆摘莢機（如圖3），該機操作簡單、脫莢干凈、效率較高，每小時可摘莢400 kg左右，它的工作原理是采用兩相電動機或柴油機馬達(dá)為動力源，通過機器內(nèi)部設(shè)置的橡膠刺輥，將豆莢錘落下來，然后通過風(fēng)機清選將莢葉分離，從而完成摘莢工作。江蘇泰興立君機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LJ-MD型采摘毛豆機，采用橡膠齒，柔軟可靠，不傷豆莢，效率較高，主要出口東南亞國家。

2015年11月11日，南通市農(nóng)機化技術(shù)推廣中心與海門市萬科保田機械制造有限公司、江蘇省農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣站等單位聯(lián)合研發(fā)的青毛豆聯(lián)合收獲機，通過江蘇省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站鑒定，為國內(nèi)首臺通過鑒定的毛豆收獲機型。該機械每小時可采摘1畝以上，是人工采摘的70倍左右，能解決鮮食大豆長期以來依賴人工收獲的問題。2016年，春風(fēng)牌鮮食大豆聯(lián)合收割機問世，該機為小型機的代表，包括機體、脫莢滾筒、壓帶裝置、夾持帶和分選機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單、方便，毛豆脫莢迅速干凈。河北雷肯農(nóng)業(yè)機械有限公司成功研發(fā)出適合我國種植模式、品種的4YZ-MD自走式毛豆收獲機（如圖4），并在廣東、浙江等地進(jìn)行了上百次田間實驗，該機型采凈率、破損率、含雜率等主要作業(yè)指標(biāo)較好，收獲效率高，每小時可收獲6～10畝青毛豆，作業(yè)效率是人工采摘的數(shù)百倍，該機型的問世，標(biāo)志著國內(nèi)青毛豆生產(chǎn)徹底實現(xiàn)了全程機械化，對推動我國青毛豆種植的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

1.3 黑龍江省鮮食大豆生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀

近年來，隨著國家農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷實施，黑龍江省的種植結(jié)構(gòu)也不斷進(jìn)行了調(diào)整，鮮食大豆的種植面積也在不斷擴大。2020年3月1日，黑龍江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布2020年黑龍江省農(nóng)業(yè)主推技術(shù)：鮮食大豆（毛豆） 綠色優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)，將在全省范圍內(nèi)大力發(fā)展鮮食大豆生產(chǎn)。相比較南方丘陵小地塊，黑龍江省土地平坦，土壤肥沃，更適合大面積種植鮮食大豆，自然條件優(yōu)越。

在鮮食大豆全程機械化種植方面，由于黑龍江省是我國大豆主產(chǎn)區(qū)，耕整地、中耕施肥、植保等環(huán)節(jié)機械化水平很高，但在機械化收獲方面同樣存在短板，基本采取人工采摘和場上脫莢相結(jié)合的方式，國外大型鮮食大豆收獲機價格昂貴，不能全面適應(yīng)農(nóng)戶需求，目前種植戶對價格低廉，可靠性高的自走式鮮食大豆聯(lián)合收獲機的需求較為迫切。黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)研究院收獲團隊經(jīng)過多次調(diào)研，現(xiàn)正在進(jìn)行設(shè)計新型適合東北寒地黑土的鮮食大豆收獲機，目前已取得階段性進(jìn)展。

2 黑龍江省鮮食大豆生產(chǎn)發(fā)展建議

2.1 政府積極引導(dǎo)，擴大鮮食大豆種植面積

普通大豆受制于外圍市場影響，競爭力很低，目前國家補貼力度較大，農(nóng)戶收益相比前幾年有一定提高，但持續(xù)性不強，政府可以早布局，早謀劃，積極引導(dǎo)大豆農(nóng)戶向鮮食大豆種植發(fā)展，有利于增加豆農(nóng)收入，更有利于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

2.2 加大鮮食大豆農(nóng)機裝備科研投入

建議省科技廳設(shè)立大型鮮食大豆聯(lián)合收獲機重大專項，加大科研人力物力投入，組織科研單位、農(nóng)業(yè)大學(xué)及相關(guān)企業(yè)成立攻關(guān)團隊，研究適合黑龍江省的大型鮮食大豆收獲機，從鮮食大豆的植株物理特性入手，進(jìn)行相關(guān)課題研究并實施，為機械部件設(shè)計提供有利技術(shù)支撐，重點研究脫莢部件、清選部件及智能化等關(guān)鍵技術(shù)，研制收獲效率高、脫莢率高、破損率小的收獲機，提高鮮食大豆機械化水平。

2.3 重點扶持鮮食大豆相關(guān)深加工企業(yè)

建議政府重點扶持鮮食大豆深加工企業(yè)，解決鮮食大豆大面積種植后所產(chǎn)生的冷庫存儲、加工及銷售問題，幫助龍頭企業(yè)做大做強，爭創(chuàng)知名品牌，打造產(chǎn)業(yè)標(biāo)桿，從而帶動整個鮮食大豆產(chǎn)業(yè)鏈向更加健康的方向發(fā)展，為黑龍江省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展注入新的動力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張杰.海門市青大豆機械采莢作業(yè)試驗示范及經(jīng)濟效益分析[J].農(nóng)業(yè)機械，2015（15）：94-95.

[2] 汪澤.青毛豆聯(lián)合收獲機研制與開發(fā)[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2016，42（1）：28.

[3] 王顯鋒.自走式菜用大豆摘莢機關(guān)鍵部件設(shè)計[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[4] 金月，秦廣明，陳巧敏，等.青毛豆采摘機脫莢裝置設(shè)計參數(shù)的試驗研究[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，38（5）： 869-876.

[5] 朱杏元，吳貴茹. 4DZL-48 型青毛豆聯(lián)合收獲機經(jīng)濟和社會效益分析[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2016，42（1） ： 53-54.