国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

煙草打頂機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展思路

2016-09-26 07:44賈瑞昌何振峰張亦倫黃進杰張鏡權劉曉霞趙偉偉
現(xiàn)代農業(yè)裝備 2016年4期
關鍵詞:刀片煙葉煙草

賈瑞昌,何振峰,張亦倫,黃進杰,張鏡權,劉曉霞,趙偉偉,楊 洲※

(1.華南農業(yè)大學工程學院,廣州 510642;2.廣東省煙草南雄科學研究所,南雄 512400)

煙草打頂機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展思路

賈瑞昌1,何振峰2,張亦倫1,黃進杰1,張鏡權1,劉曉霞1,趙偉偉1,楊洲1※

(1.華南農業(yè)大學工程學院,廣州510642;2.廣東省煙草南雄科學研究所,南雄512400)

煙草打頂抑芽的機械化作業(yè)能實現(xiàn)節(jié)本增效,解決勞動力不足的難題。文中介紹了國內外煙草打頂機的現(xiàn)狀和研究進展,分析了現(xiàn)有煙草打頂機的結構、工作原理和性能特點,闡述了煙草打頂機存在的問題,指出煙草打頂機械化作業(yè)是大勢所趨,總結了煙草打頂機總體的發(fā)展正朝著聯(lián)合作業(yè)機械化、智能化和精準化方向發(fā)展,并就打頂機機型的研發(fā)、作業(yè)方式和種植經營模式等給出了發(fā)展建議。

打頂機,煙草,現(xiàn)狀,發(fā)展

0 引言

煙草打頂可以去掉植株的頂端生長點和頂芽的分生組織,消除頂端生長優(yōu)勢;抹杈作業(yè)可實現(xiàn)消毒劑和抑芽藥劑的涂抹,抑制生長素分泌,有利于崔進煙葉的生長和發(fā)育。煙草移栽約60 d時開始現(xiàn)蕾,花蕾出現(xiàn)后,要從葉片中吸收大量養(yǎng)料供花、果和種子生長發(fā)育,如不及時打頂,會使植株葉片變小、葉發(fā)黃、葉薄味淡,產量和煙質下降[1];郭麗琢等[2]的研究更加表明煙草打頂?shù)闹匾?,打頂消除了頂端對有機物質及鉀元素的強烈競爭,還提高了根對同化產物的競爭能力,因而根系發(fā)達,煙葉產量及其含鉀元素量顯著增加。因此,打頂、抹杈是煙草高產優(yōu)質的一項重要技術措施,是一項時間性、針對性和技術性很強的技術措施,要求操作者具有較豐富的生產經驗和明確的生產目的[3]。王關安[4]指出及時規(guī)范科學打頂,一般煙田都要分2~3次打頂。人工打頂費時費力,嚴重影響了煙農種煙的積極性。為降低煙葉生產成本,增加煙農收入,研究煙草打頂機械,推進打頂作業(yè)機械化進程迫在眉睫。

圖1 意大利JS-120打頂機Fig.1 Italy JS-120 topping machine

1 煙草打頂機械化技術水平現(xiàn)狀

1.1發(fā)達國家煙草打頂機械化水平現(xiàn)狀

由于勞動力費用的增加和科學技術水平的提高,以美國為首的西方發(fā)達國家率先對煙葉生產機械化進行了研究,在20世紀60年代基本實現(xiàn)了全程機械化,主要研制和應用大型裝備,且向多能、高速、寬幅、精準和機電液一體化方向發(fā)展[5]。發(fā)達國家的煙草機械化程度高(圖1),普及率高,多功能,適應性好,生產效率高。

1.2國內煙草打頂機械化水平現(xiàn)狀

我國煙草打頂工作基本由人工完成(工作效率為0.133 hm2/h)(圖2),煙草打頂后的抹杈、抑芽劑噴施也全部由人工逐步完成(工作效率僅為0.033 hm2/h),而噴施抑芽劑必須在煙葉打頂當天完成,目前尚不能實現(xiàn)邊打頂邊施藥[6]。生產中煙草打頂抑芽所用的工具是手工操作的打頂?shù)叮?]和抑芽劑涂抹器,并且憑經驗決定打頂?shù)母叨?。人工打頂勞動強度大,作業(yè)人員經常接觸有嚴重傷害的化學藥劑,影響人體健康。

圖2 湖北龍鳳煙葉打頂抹杈作業(yè)Fig.2 Tobacco topping in Hubei Longfeng

2 煙草打頂機研究現(xiàn)狀

2.1國外研究現(xiàn)狀

1972年,美國專利3683603公開了Elwood Lee Smith發(fā)明的安裝在拖拉機的煙草打頂機械[8],包括安裝在機架上的一個旋轉切割機。環(huán)狀喂入器引導煙草莖稈到旋轉切刀上,然后進行煙草打頂工作的。

1972年,美國專利3695013公開了Walter Cecil等發(fā)明的帶有一個利用風機提供空氣流和一把傾斜旋轉的刀片的煙草打頂機[9](圖3)。風機提供的空氣流作用是將頂端的煙草葉向下彎折,使需要打頂?shù)臒熝康靡员┞丁?/p>

1972年,美國專利3701240公開了DavidF. Wise等發(fā)明的一套的煙草打頂裝置[10],安裝在拖拉機或者其它可移動機構上,通過引導件引導煙草莖稈到一個旋轉鋸刀上進行打頂,經傳送帶進行抓取到煙行的一側。這樣的設計避免了打頂之后的煙芽落到其它的煙草上,造成病菌感染。

圖3 WalterCecil發(fā)明的煙草打頂機Fig.3 Tobacco topping machine invented by Walter Cecil

1976年,美國專利4047366公開了John Balthes等發(fā)明的前端有一個V型岔口和末槽連接到一個狹槽的煙草打頂機[11]。這種V型岔口使得煙草植株被集中于狹槽內,然后進行旋轉割刀的打頂工作。切下后的煙芽被引導至卸料口,從而堆積于煙壟之間。

1999年,美國專利5987862公開了 Raymond C.Long等發(fā)明的一種能同時進行打頂和噴施抑芽劑作業(yè)的煙草打頂機[12]。該機利用紅外傳感技術和機器視覺技術實現(xiàn)煙草頂茬的自動識別定位,可以實現(xiàn)煙草機械打頂、消毒、抑芽和煙芽自動收集的機械化聯(lián)合作業(yè)。采用液壓驅動,包含一個位于切割器頂部的鼓風機和防護罩。鼓風機向下吹氣流,便于切割器進行打頂;防護罩中通過一對相互分離的旋轉帶,將煙草引導穿過防護罩。在切割器切割煙草時,線路裝置會驅使噴管噴灑抑芽劑。

2002年,美國專利6446420公開了Thomas B. Burch和Arch Douglas Worsham發(fā)明的一種能同時進行煙草打頂和抑芽作業(yè)的煙草打頂機[13]。該煙草打頂機將抑芽劑通過相關的路線達到刀片下表面,保證刀片工作時始終處于被抑芽劑濕潤環(huán)境中。在刀片進行打頂高速旋轉工作的同時,動力系統(tǒng)也會噴灑出足量的抑芽劑,從而使得打頂抑芽同時完成。

2.2國內研究現(xiàn)狀

我國煙草機械打頂起步較晚,煙草打頂機的研究較少。隨著科技投入的不斷增加,近年來也取得了一定的進展。

2009年,山東農業(yè)大學成功研制了3YD-1型煙草打頂機,實現(xiàn)了煙草的機械打頂[14]。工作時動力輸出軸通過帶傳動和齒輪傳動驅動刀片旋轉,V形導向板引導煙草至切割器,煙草葉片被隔離在防護板下方,避免在打頂過程中對煙葉造成損害。切下的煙草花部通過煙芽輸送管放置到收集框。該打頂機對煙草高度仿形差,也沒有抑芽劑噴灑裝置[15]。

2010年,耿愛軍等[15]開發(fā)了3YDX-3型煙草打頂抑芽機(圖4)。它可以同時打頂3行,由2ZYLJ-1型多功能作業(yè)機、整體機架、滑動支架、吹風系統(tǒng)、煙草高度識別系統(tǒng)、打頂系統(tǒng)、抑芽劑噴施系統(tǒng)、刀片消毒裝置等組成,能夠同時完成煙草打頂、抑芽劑噴施和刀片消毒3項作業(yè)。吹風系統(tǒng)是一臺風機,分別由管道將氣流送至3個風機出風口;煙草高度識別系統(tǒng)由多組紅外管組成,發(fā)射管和接收管交錯排列;打頂系統(tǒng)由打頂裝置和升降裝置組成;刀片消毒裝置由消毒液噴頭、消毒液藥箱、管道組成[16]。打頂時,刀片消毒液持續(xù)滴到旋轉的刀片上,保證刀片始終處于消毒液濕潤的狀態(tài),防止煙草病菌通過打頂?shù)倪^程傳播。該機實現(xiàn)了煙草高度的精確識別、準確打頂和對靶施藥。

2011年,張勇等發(fā)明了一種簡易的煙草打頂機[17](圖5)。整個結構設計采用常規(guī)動力機械,由行走裝置、動力傳動裝置,旋刀裝置和空氣變壓裝置四部分組成。該設計對柴油機車進行簡易改裝,實現(xiàn)煙葉機械化打頂,設計了旋刀打頂裝置,將煙株頂部葉片下壓,突出煙株頂部花絮,使旋刀將花絮切下,并通過空氣變壓裝置抽進煙葉回收筐進行回收,帶出煙田之外集中處理。整個機械操作簡單,結構合理,特別適合小面積種植用戶使用,便于廣泛推廣使用。

圖4 3YDX-3煙草打頂機Fig.4 3YDX-3 tobacco topping machine

圖5 張勇發(fā)明的簡易型煙草打頂機Fig.5 Simple type tobacco topping machine invented by Zhang Yong

2014年,黨曉輝等研發(fā)了直線式[18](圖6)和擺式[19](圖7)兩種煙草打頂抑芽裝置。直線式和擺式兩種煙草打頂抑芽裝置都包括殼體、導向板、鋸齒刀片、風機、噴藥機構、管道、輸送機構、升降機構等,采用直流電機作為動力。這2種打頂抑芽裝置的導向板都有2個,采用質量最輕的環(huán)形設計,中間設有V型間隙;鋸齒刀片固定在底板上,對聚攏在V型間隙的煙葉進行打頂;風機提供的空氣流將需要打頂?shù)臒熝康靡员┞?;管道與噴藥頭相連,管道上設有電磁閥,感應器將感應到的信號送入至控制單元,控制單元將控制信號輸出至相連的電磁閥,控制電磁閥打開或關閉;輸送機構包括輸送帶、輸送滾筒和輸送電機,將切斷的煙芽統(tǒng)一收集起來;升降機構調整到可以懸掛一個或者多個煙草打頂抑芽裝置,且可用于其它需要打頂抑芽的農作物,例如亞麻。這2種設計最大的區(qū)別在于噴藥頭感應到打頂之后,前者是成直線進行噴藥,后者固定在轉軸上,成擺鐘式進行噴藥。

圖6 黨曉輝發(fā)明的直線式煙草打頂抑芽裝置Fig.6 Line type tobacco topping device invented by Dang Xiaohui

圖7 黨曉輝發(fā)明的擺式煙草打頂抑芽裝置Fig.7 Tilting tobacco topping device invented by Dang Xiaohui

2015年,趙凱等發(fā)明一種煙草打頂機[20](圖8)通過手扶拖拉機來控制行走,電機通過電瓶提供電源,來帶動旋轉刀片旋轉,對兩側的煙葉進行旋切打頂,通過液壓油缸的升降,旋轉刀片調整到合適的高度。該種煙草打頂機結構簡單實用,體積小,易于操作,打頂機的旋轉刀片的高度可通過液壓油缸進行調整,方便控制。

圖8 趙凱發(fā)明的新型煙草打頂機Fig.8 New tobacco topping machine invented by Zhao Kai

2015年,王俊等發(fā)明的一種煙草打頂機[21](圖9)。整個機構設計采用手持操作,無需額外動力,由剪切部件、定量噴施部件、傳動部件和手柄組成。剪切部件是呈“V”型的剪刀;定量噴施部件包括定量液室、密封墊、閥座、微型減壓閥、輸液管道和限位密封蓋,限位密封蓋調節(jié)定量液室的容積,定量液室的一端與外接儲液裝置連接,另一端與剪刀頭連通;傳動部件包括鋼片彈簧、螺旋彈簧、鉸鏈、滑桿和支撐桿;手柄為圓管,一端和剪切部件鉸接,另一端通過螺紋連接限位密封蓋。該結構不僅降低煙葉生產的人工成本,而且對剪除的煙株殘體進行收集,降低煙株感病幾率,同時可以實現(xiàn)煙葉打頂和抑芽劑定量噴施同步進行。

與煙草打頂相似的棉花打頂機,技術上相對較成熟,近年來也有一定的研究進展。2003年,胡斌等研制了3MD-12型棉花打頂機[22],采用半懸掛方式,可掛接在拖拉機的后懸架上。2006年,胡斌等又研制了3MDY-12型前懸掛液壓驅動式棉花打頂機[23],較好地解決了原3MD-12型棉花打頂機中駕駛員不能根據前方棉株的長勢適時調節(jié)打頂高度和拖拉機底盤下兩行打頂不徹底等問題;唐軍對該機進行了田間試驗性能研究[24];趙玲進行了棉花機械打頂和人工打頂?shù)膶Ρ仍囼灒?5];2007年,韓輝對棉花機械與人工打頂做了進一步對比試驗[26];2010年,周海燕等設計了3WDZ-6型自走式棉花打頂機[27],該機采用機電和液壓技術一體化,集成了自走式高地隙底盤、施藥系統(tǒng)、打頂仿形、扶禾器、打頂執(zhí)行裝置形成高地隙自走式棉花打頂機。

圖9 王俊發(fā)明的煙草打頂機Fig.9 Tobacco topping machine invented by Wang Jun

3 發(fā)展存在的主要問題和建議

3.1存在的主要問題

目前使用的煙草打頂機現(xiàn)普遍主要存在以下幾點問題:一是在進行打頂作業(yè)過程中,刀具安裝的高度固定,容易造成長得高的煙草過度切頂、長得矮的煙草打不著頂?shù)默F(xiàn)象;二是很多煙草打頂機的作業(yè)未能實現(xiàn)切斷部位的消毒和抑芽;三是煙草打頂機對工作環(huán)境的適應性比較差;四是煙草打頂作業(yè)后,打頂下來的煙芽未能得到很好的處理。

3.2發(fā)展趨勢

煙草打頂機發(fā)展有以下幾方面的趨勢:一是朝著打頂、消毒、抑芽和煙芽收集的機械化聯(lián)合作業(yè)的方向發(fā)展;二是朝著煙草植株高度自動識別、個體仿形、割臺自動升降、頂茬自動識別定位和抑芽劑自動定位噴施的智能化、精準化全自動化作業(yè)的方向發(fā)展;三是朝著適應工作環(huán)境多樣化作業(yè)的方向發(fā)展;四是朝著打頂作業(yè)環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。

3.3發(fā)展建議

根據我國的實際作業(yè)情況,針對煙草田間人工打頂作業(yè)困難的現(xiàn)狀,借鑒國外煙草打頂機經驗,吸收發(fā)達國家的煙草打頂機的理念,進而設計出適應我國煙草業(yè)發(fā)展的煙草打頂機。應著重做好以下幾點:

3.3.1發(fā)展多樣式的煙草打頂機

我國國土面積廣大,跨越多個溫度帶,在不同的地區(qū),不同地形和不同類型的煙田,其煙田差異較大。在種煙面積大的東北煙區(qū),需要生產效率較高的大型煙草打頂機械;而以分散種植為主、每戶的種煙面積不大的西南煙區(qū),需要價格較低,輕便靈活的小型打頂機,適應于山地的生產。所以應當區(qū)別對待煙草打頂,發(fā)展多樣式的煙草打頂機。

3.3.2發(fā)展智能化、精準化和全自動化的煙草打頂機

目前的煙草打頂機容易出現(xiàn)打頂過度或者打不著頂?shù)膯栴},煙草打頂機需具備煙草植株高度自動識別、個體仿形、割臺自動升降、頂茬自動識別定位和抑芽劑自動定位噴施等智能化、精準化全自動化作業(yè)的功能。

3.3.3煙芽的無害化處理

煙芽攜帶病菌,落下的煙芽可能對煙田造成污染,破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡,引起土壤質量下降的現(xiàn)象,所以我們需對打頂下來的煙芽進行處理,防止落入田間,集中收集后進行無害化處理。

3.3.4加強煙田的基礎設施建設

重視較大面積連片煙田改造,在經營模式上扶植種煙大戶,努力實現(xiàn)煙草的適度規(guī)模化種植,發(fā)揮打頂機等農機作業(yè)的高效率、低成本的優(yōu)勢,提高煙葉生產中的農機作業(yè)比重,增加煙農的收入。

4 結論

我國的煙草打頂機目前大多數(shù)還處在研發(fā)階段,在適應性、可靠性等技術方面有待進一步的成熟和完善,機械打頂?shù)某杀鞠鄬^高,和用戶期待的價格低廉、結構簡單和易于操作的機型還有較大差距,做到這些煙草打頂機才能得到全面的推廣。

推廣煙草機械化打頂,能提高煙草機械化打頂?shù)囊?guī)?;透咝镩g管理能力,進一步提高煙葉生產的整體質量和生產效率,促進煙草業(yè)的良性發(fā)展,同時可有效緩解城市化過程中農村勞動人口不斷減少帶來的壓力,提升我國煙草業(yè)在國際上的競爭力。

[1]周伯瑜,黃美槐.煙草打頂及應注意事項[J].專業(yè)戶,1996(6):19.

[2]郭麗琢,張福鎖,李春儉.打頂對煙草生長、鉀素吸收及其分配的影響[J].應用生態(tài)學報,2002 (7):819-822.

[3]林中麟,石健林,周益.煙草打頂研究進展[J].江西農業(yè)學報,2009(6):32-36.

[4]王關安.規(guī)范打頂科學抑芽[J].農家參謀,2004 (5):9.

[5]宋濤,張曉輝,馬敏,等.煙草打頂機械化技術及應用現(xiàn)狀[J].農機化研究,2010(6):233-236.

[6]耿愛軍.智能煙草打頂機械關鍵技術研究[D].泰安:山東農業(yè)大學,2011.

[7]梁恒祿,趙興,陳江華,等.中國煙葉生產機械化現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].農機化研究,1997(4):2-5.

[8]Elwood Lee Smith.Device for topping tobacco plants:United States,US3683603[P].1972-08-15.

[9]Walter Cecil Hammond Tifton Ga.Apparatus for topping stalk type plants:United States,US3695013 [P].1972-10-3.

[10]David F Wise R.B.Tyndall Donald.Tobacco topping apparatus:United States,US3701240[P]. 1972-10-31.

[11]JohnBalthesGarryBalthesWilliamPalmer. Tobaccotoppingapparatus: UnitedStates,US4047366[P].1976-05-07.

[12]Raymond C Long Heinz Seltmann R.Wayne. Apparatus and method for simultaneously toppingandapplyingaprecisionapplicationof sucker control chemicals to tobacco and other rowcrop:UnitedStates,US5987862[P]. 1999-11-23.

[13]ThomasBBurchArchDouglasWorsham. Method and apparatus for simultaneously toppingtobaccoandcontrollingsuckerswith chemicals applied to cut stems by mechanical:United States,US6446420[P].2002-09-10.

[14]馬敏.基于ATmega128的煙草智能打頂機控制系統(tǒng)設計[D].泰安:山東農業(yè)大學,2011.

[15]耿愛軍,張曉輝,苗乃樹,等.3YDX-3型煙草打頂抑芽機設計[J].農業(yè)工程學報,2010(07):96-101.

[16]張曉輝,耿愛軍,馬敏,等.智能煙草打頂抑芽機:200910018388.7[P].2010-3-17.

[17]張勇,侯連珠,趙凱.一種新型的簡易煙葉打頂機:CN201110202639.4[P].2012-03-28.

[18]黨曉輝,馬海東,盧俊,等.直線式煙草打頂抑芽裝置:201420463986.1[P].2014-12-31.

[19]黨曉輝,馬海東,盧俊,等.擺式煙草打頂抑芽裝置:201420464454.X[P].2014-12-31.

[20]趙凱,薛欣,程亮.一種煙葉打頂機:201520163765.7[P].2015-07-29.

[21]王俊,許多寬,李勇,等.一步式煙草打頂和抑芽劑定量噴施裝置:201520193611.2[P]. 2015-08-05.

[22]胡斌,羅昕,畢新勝,等.3MD-12型棉花打頂機的研究設計[J].農機化研究,2003(1):88-89.

[23]胡斌,羅昕,李明志,等.3MDY-12型前懸掛液壓驅動式棉花打頂機[J].新疆農機化, 2006 (2):26-27.

[24]唐軍,羅昕,胡斌,等.3MDZK-12型單行仿形棉花打頂機的結構設計與性能試驗研究[J].石河子大學學報(自然科學版),2008(4):511-514.

[25]趙玲.棉花機械打頂和人工打頂對比試驗[J].農村科技,2007(7):10.

[26]韓輝.棉花機械與人工打頂對比試驗[J].安徽農學通報,2007,13(5):179.

[27]周海燕,尹素珍,朱立成,等.3WDZ-6型自走式棉花打頂機設計[J].農業(yè)機械學報,2010 (S1):86-89.

The Status and Progress of Tobacco Topping Machine

Jia Ruichang1,He Zhenfeng2,Zhang Yilun1,Huang Jinjie1,Zhang Jingquan1,Liu Xiaoxia1,Zhao Weiwei1,Yang Zhou1※
(1.College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China 2.Nanxiong Tobacco Science Institute of Guangdong,Nanxiong 512400,China)

Mechanized topping suckercides in tobacco could increase efficiency and cut cost,which would solve the lack of labor.This paper introduced the research status and progress of tobacco topping machine in China and foreign.The mechanical structure,working principle and performance character of the machines were analyzed.Main difficulties and development trends of topping suckercides mechanization were summarized.Focus on this area should be combine,intelligent and precise working.Also some proposals on machine develop,working condition and production mode were discussed.

topping machine,tobacco,status,development

廣東省煙草專賣局(公司)科技項目(201408),華南農業(yè)大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(201610564030)

賈瑞昌,男,講師,博士研究生,研究方向:經濟作物生產機械化。Email:rcjia@scau.edu.cn

楊洲,男,教授,研究方向:經濟作物生產機械化。Email:yangzhou@scau.edu.cn

猜你喜歡
刀片煙葉煙草
基于APKT150412-MM型號廢舊刀片的研究實驗及二次利用
臥式青核桃脫皮機鏈板輸送機構的設計與有限元分析
圓盤剪高速剪切時的刀片溫度分析
CORESTA 2019年SSPT聯(lián)席會議關注新煙草、吸煙行為研究和雪茄煙
關于新形勢下煙葉生產可持續(xù)發(fā)展的思考
圓刀片切削力計算方法
煙葉主要真菌病害的發(fā)生與防治
煙草依賴的診斷標準
一種降低造紙法再造煙葉平滑度的方法
湘西上部煙葉化學成分特征及聚類分析
同德县| 信丰县| 富宁县| 罗江县| 平昌县| 伊金霍洛旗| 清水河县| 军事| 江北区| 福州市| 礼泉县| 漠河县| 武义县| 汕尾市| 阳朔县| 台中市| 高邑县| 兰州市| 贡觉县| 沙洋县| 逊克县| 玛沁县| 高要市| 长宁区| 台江县| 宁化县| 阿拉尔市| 商城县| 安国市| 揭西县| 太仓市| 德江县| 彭泽县| 志丹县| 孝昌县| 怀来县| 诸暨市| 苍山县| 无锡市| 白城市| 彭水|