本刊記者|柴帆

將薯類收獲到底

本刊記者|柴帆

薯類正成為調(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)展的薯類產(chǎn)業(yè)相比，收獲技術(shù)滯后，成為產(chǎn)量提升、面積擴大、效益提高的障礙。

薯類收獲技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

薯類作物又稱根莖類作物，主要包括甘薯、馬鈴薯、山藥、芋類等。這類作物的產(chǎn)品器官是塊根和塊莖，生長在土壤中。馬鈴薯、甘薯、木薯是我國重要的農(nóng)作物，具有對自然條件適應(yīng)性強、產(chǎn)量高等優(yōu)勢，種植面積1160萬公頃，世界第一。

但是，就馬鈴薯、甘薯、木薯三種薯類來說，他們的收獲機械技術(shù)發(fā)展各有不同，隨著我國馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實施。目前，國內(nèi)有許多家單位在吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)馬鈴薯收獲機。

馬鈴薯收獲機結(jié)構(gòu)簡單、適合小規(guī)模生產(chǎn)，可一次實現(xiàn)挖掘、輸送、后方或側(cè)方集條鋪放，有些企業(yè)為了提高效率在機具后方加上了升運裝車機構(gòu)實現(xiàn)了裝車作業(yè)。

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

國外馬鈴薯收獲技術(shù)具有160年的歷史。先進技術(shù)和產(chǎn)品主要來自美、英、德、意、挪威、荷蘭等國家，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、分離、分級和裝箱作業(yè)，機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。

我國甘薯收獲機械的研發(fā)嚴(yán)重滯后。在我國現(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鏈?zhǔn)狡鹜跈C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，尚無成熟產(chǎn)品。

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

我國木薯收獲機械的研究主要參考其它根莖類作物收獲機械進行。缺少對木薯塊根收獲機械的理論研究。面對木薯莖稈粗壯、塊莖輻射性生長、結(jié)薯更深、產(chǎn)量大等特點，研制的木薯鏟挖式收獲機適應(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，對不同土壤具有適應(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；缺乏對莖稈處理技術(shù)和機具的研究。

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

薯類收獲技術(shù)阻礙了生產(chǎn)

薯類既是糧食作物,又是經(jīng)濟作物,產(chǎn)量高,用途廣。一些農(nóng)民把紅薯作為重要的經(jīng)濟作物來種植，以期獲得較多的經(jīng)濟收入。但是薯類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)，勞動力緊張，而紅薯是非常嬌嫩的作物，輕微霜凍就會使其凍傷，一旦凍傷也就失去了其經(jīng)濟價值。每年都有因收獲不及時，而使薯農(nóng)遭到不應(yīng)有的經(jīng)濟損失，有時甚至大面積凍在地里，無法收獲。用小四輪拖拉機或牧畜配掛牽引犁進行收獲，結(jié)構(gòu)雖然簡單，但收凈率低、生產(chǎn)率低。

近年來,在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,薯類生產(chǎn)有了較大發(fā)展。薯類生產(chǎn)被列入各級政府的重要議事日程。薯類正成為調(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)展的薯類產(chǎn)業(yè)相比，收獲技術(shù)滯后，馬鈴薯機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、面積擴大、效益提高的障礙。馬鈴薯、甘薯和木薯三種薯類均是糧、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)達國家相比，我國的薯類收獲技術(shù)明顯落后。與水稻、玉米和小麥相比，薯類收獲技術(shù)研發(fā)起步較晚，裝備供給嚴(yán)重不足，成為我國薯類產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的瓶頸問題。

薯類高效收獲技術(shù)與裝備研發(fā)

開展薯類高效收獲技術(shù)與裝備研發(fā)，把農(nóng)民從低收入的繁重體力勞動中解放出來，促進薯類產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的要求。

為了提高我國薯類收獲技術(shù)，開闊我國薯類收獲機械市場，中機美諾牽頭，聯(lián)合吉林大學(xué)、中國農(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)機化所、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院、黑龍江與山東農(nóng)機院4家研究院所；山東希成農(nóng)業(yè)機械科技有限公司，中國包裝和食品機械有限公司、現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司3家專業(yè)制造與配套企業(yè)共同組建了項目團隊。

針對三種薯類作物收獲關(guān)鍵問題和技術(shù)難點，實行以企業(yè)為主體牽頭，組成產(chǎn)學(xué)研團隊聯(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，以機具可靠運行提升效率，減阻挖掘降低能耗、分等級提高商品性為重點，按產(chǎn)業(yè)鏈布局，開展工程化仿生減阻、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種不同動力配套得薯類收獲裝備，并在主產(chǎn)區(qū)試驗考核，優(yōu)化技術(shù)提升，作業(yè)增效目標(biāo)。

楊德秋是此項目的負責(zé)人，聯(lián)系到他的時候，楊德秋謹(jǐn)慎的問：“你們是真的還是假的采訪，就剛剛過去的三天時間，前后已經(jīng)有好幾撥人打著中國農(nóng)村技術(shù)中心（負責(zé)國家重點專項的機構(gòu)）的名義要對我們進行宣傳，到后面都是要錢的?！?/p>

從楊德秋的話語中，可以看出國家重點專項在社會上的深入程度，以及專項在實施過程所遇到的一些普遍問題。

對于此項目，楊德秋介紹，這一次將重點突破仿生減阻、防損傷、薯蔓分離、高度自適應(yīng)集薯、智能分級等5項關(guān)鍵技術(shù)。并且開發(fā)自動對行、挖深調(diào)控、節(jié)能儲庫等智能控制系統(tǒng)，研制符合國情得智能馬鈴薯聯(lián)合收割機、撿拾分級機、甘薯售貨機、木薯收獲機等9種裝備，在不同土壤類型、種植模式實驗考核。形成團隊，緩解亟需，形成薯類收獲裝備技術(shù)支撐體系。

同時，擬通過工程仿生減阻，橡塑減傷材料優(yōu)化、機電液綜合智能控制等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，并通過典型土壤薯類挖掘仿生減阻技術(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)，破解薯類收獲過程挖掘阻力大、薯土蔓分離難、薯塊損傷嚴(yán)重等三大科學(xué)問題。

楊德秋說：“在項目確定立項之前，我們的項目團隊就已經(jīng)建有國家馬鈴薯工程技術(shù)研究中心、工程仿生教育部重點實驗室、農(nóng)業(yè)部土壤-機器-植物系統(tǒng)技術(shù)重點實驗室、農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備與信息化重點實驗室?！?/p>

薯類機械化收獲的明天

薯類機械化收獲需要做到農(nóng)機與農(nóng)技相結(jié)合，機組寬度要與待收地塊的壟距相匹配。隨著薯類機械化收獲水平的不斷提高，可對薯類種植的壟距予以引導(dǎo)，以適應(yīng)當(dāng)?shù)爻墒焓斋@機型的順利收獲，進一步提高收獲效率和質(zhì)量，進而形成規(guī)?；a(chǎn)

隨著我國薯類產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及薯農(nóng)購買力的提升，薯類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，特別是在機電液一體化控制、挖掘仿生與挖深自動調(diào)控減阻、自動對行等方面會有很大的突破，也是今后薯類作物收獲技術(shù)的發(fā)展趨勢。

楊德秋告訴記著，項目團隊的技術(shù)研究處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，在薯類收獲領(lǐng)域有良好得研究基礎(chǔ)。在項目成立之前，團隊已就成功開發(fā)出我國第一臺馬鈴薯聯(lián)合收獲機和大型四行馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機，解決了我國薯類生產(chǎn)機具從無到有的問題。

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

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