司政邦 依斯麻 楊飛 李博宇

摘要：馬鈴薯機(jī)械收獲損傷造成品質(zhì)下降，導(dǎo)致貯運(yùn)過(guò)程中容易發(fā)生感染，進(jìn)而降低貯藏時(shí)間，造成經(jīng)濟(jì)效益下降。從品種選擇、播種方式、收獲時(shí)間、收獲方式、儲(chǔ)運(yùn)等幾個(gè)方面來(lái)分析機(jī)械化收獲造成馬鈴薯?yè)p傷的原因，提出一些相應(yīng)的止損方法，從而指導(dǎo)生產(chǎn)中合理規(guī)避損傷的發(fā)生，減損增效，并為馬鈴薯機(jī)械化收獲減損提供參考。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；機(jī)械化收獲；損失因素；減損；分析

中圖分類號(hào)：S318? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2023）06-0050-04

馬鈴薯作為我國(guó)的第四大糧食作物，因其具有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分、種植分布廣泛，被譽(yù)為“土糧食”和“大蘋(píng)果”。在我國(guó)缺衣少食的年代，馬鈴薯為解決我國(guó)人民溫飽問(wèn)題發(fā)揮了巨大作用。隨著社會(huì)發(fā)展進(jìn)步，馬鈴薯又以豐富的加工食品的形式來(lái)到大家面前。馬鈴薯機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程以機(jī)械播種和機(jī)械收獲為主。

馬鈴薯機(jī)械化收獲中塊莖損傷成為制約馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。馬鈴薯?yè)p傷主要是指由收獲機(jī)械造成的切傷、碰傷、擠壓和跌落碰撞等現(xiàn)象，產(chǎn)生損傷主要是因塊莖與機(jī)械部件、塊莖、其他雜質(zhì)之間相互作用造成的[1-2]，主要表現(xiàn)為馬鈴薯塊莖的表皮脫落、組織破損、組織褐變、形成黑斑、甚至破裂，這會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)量及品質(zhì)。馬鈴薯主要以收獲塊莖為主，其塊莖深埋于地下，收獲時(shí)要把塊莖從地下翻運(yùn)到地上，通過(guò)機(jī)械或人工進(jìn)行土雜分離后再進(jìn)行收獲裝袋。在機(jī)械進(jìn)行從地下翻運(yùn)至地上的過(guò)程中，由于馬鈴薯塊莖大小、深埋深度、深埋位置等因素不確定性較大，機(jī)械從地下翻運(yùn)及薯土分離過(guò)程中很容易損傷塊莖，以上是造成馬鈴薯機(jī)械化收獲損傷的主要原因。根據(jù)馬鈴薯的損傷位置不同，可將損傷大體分為表面損壞和內(nèi)部損壞兩類：表面損壞是指機(jī)械收獲導(dǎo)致表皮損傷，約占總產(chǎn)量的21%；內(nèi)部損傷會(huì)引起馬鈴薯塊莖內(nèi)部細(xì)胞、組織損傷，損傷的數(shù)量也超過(guò)12 %；7 %是在運(yùn)輸過(guò)程中造成的損傷；儲(chǔ)藏過(guò)程中馬鈴薯因破損而變質(zhì)的量也達(dá)到15 %，這些損傷會(huì)造成十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)對(duì)馬鈴薯機(jī)械化收獲損傷產(chǎn)生的幾種主要原因進(jìn)行分析，并提出減少損傷的一些建議，從而為科研和農(nóng)技推廣工作者提供參考[3-5]。

1 馬鈴薯機(jī)械化收獲損傷因素分析

1.1 馬鈴薯品種對(duì)損傷的影響

馬鈴薯品種的選擇對(duì)收獲的影響十分重要。不同的馬鈴薯品種，受遺傳因素和外界自然環(huán)境的影響不同，薯形、薯皮顏色、體積大小、芽眼深淺、芽眼均勻度、周皮角質(zhì)化程度、木栓層厚度等表現(xiàn)也不同。不同品種因受遺傳因素的影響，內(nèi)部組織存在一些差異，導(dǎo)致成熟度、成熟時(shí)間、成熟表皮組織各異，從而影響機(jī)械損傷的表現(xiàn)不同。薯形、體積大小的不同導(dǎo)致機(jī)械化收獲時(shí)在機(jī)械內(nèi)與機(jī)械接觸時(shí)會(huì)發(fā)生不同的摩擦作用，從而導(dǎo)致磨損不同。馬鈴薯塊莖形狀的不同，造成在薯土分離機(jī)械中產(chǎn)生的阻力不同、運(yùn)動(dòng)速度不同、運(yùn)動(dòng)方向不同、與機(jī)械產(chǎn)生的摩擦和馬鈴薯相互之間的摩擦不同，最終導(dǎo)致的損傷也不同，圓形或類圓形由于阻力較小，與機(jī)械摩擦產(chǎn)生的阻力也較小，不易造成磨損。不同品種的馬鈴薯芽眼的多少和深淺、體積的均勻程度、馬鈴薯的形狀也存在很大差異，這就導(dǎo)致在殺秧時(shí)秧苗與塊莖在切斷時(shí)存在差異。不同品種的馬鈴薯塊莖皮的厚度不同，周皮角質(zhì)化程度、木栓層厚度等表現(xiàn)也不同，這就導(dǎo)致在與機(jī)械或相互摩擦?xí)r造成的損傷不同，皮厚的品種，不容易造成損傷[6-7]。

1.2 播種方式對(duì)損傷的影響

馬鈴薯播種方式因各地自然條件的不同分為平作和壟作。平作是把馬鈴薯塊莖播種在開(kāi)溝的平地上，播種方式簡(jiǎn)易，播量較大，有助于馬鈴薯塊莖的形成，并增加產(chǎn)量；壟作是通過(guò)機(jī)械化起壟，把馬鈴薯播種在壟上，有時(shí)伴隨肥料深施。壟作便于降水較少的季節(jié)蓄積雨水，在降水較多時(shí)排澇，有助于增加地溫、薯形的均勻和機(jī)械化收獲。平作使馬鈴薯塊莖地下分布不確定性增加，致使挖掘機(jī)械不便于控制挖掘深度，收獲時(shí)容易造成損傷。此外，平作的馬鈴薯體積不均勻，結(jié)薯率高于壟作，傷薯率也會(huì)高于壟作的傷薯率，因?yàn)闄C(jī)械波動(dòng)性使馬鈴薯容易受傷。壟作有助于機(jī)械化收獲，明薯率較平作高，機(jī)械化損傷率較平作低，同時(shí)壟作有利于馬鈴薯塊莖體積均勻度變高。壟作的馬鈴薯相對(duì)分布較為集中，挖掘機(jī)械便于控制挖掘深度，相對(duì)機(jī)械化收獲損傷就較少[8-10]。

1.3 收獲時(shí)間對(duì)損傷的影響

馬鈴薯收獲時(shí)間的選擇原則是在80%的莖葉枯黃萎蔫時(shí)割去地上部分莖葉后3～5 d收獲。馬鈴薯的最佳收獲周期為15～20 d，收獲時(shí)土壤含水率在20%～30%，植株下部葉向上30%～50%，葉片開(kāi)始變黃。對(duì)于收獲期降雨量大、含水率較高的地塊，壟上壓力調(diào)整裝置可有效避免薯壟過(guò)度“下陷”，因此該設(shè)計(jì)可提高馬鈴薯收獲機(jī)對(duì)不同地塊、不同馬鈴薯品種的適應(yīng)能力。要根據(jù)馬鈴薯品種和種植地區(qū)、種植方式的不同，適時(shí)選擇收獲期，以機(jī)器進(jìn)地能正常行駛、不下陷為宜。牽引式收獲適合沙土、壤土種植區(qū)域的馬鈴薯挖掘。地塊無(wú)石塊、金屬等障礙物，地形坡度<8°。殺秧時(shí)間提前14 d以上有助于馬鈴薯表皮木質(zhì)素的形成、促進(jìn)表皮木質(zhì)化、減少機(jī)械損傷。不同的收獲時(shí)間會(huì)影響馬鈴薯的塊莖含水率，含水率不同的馬鈴薯在收獲中損傷表現(xiàn)也不同，含水率高將增大損傷幾率[11]。

1.4 收獲作業(yè)方式對(duì)損傷的影響

1.4.1 收獲方式 馬鈴薯機(jī)械化收獲方式分為分段式收獲和聯(lián)合收獲。分段式收獲主要包括挖掘機(jī)和撿拾機(jī)2種。殺秧后，利用塊莖挖掘機(jī)械，把馬鈴薯塊莖從地下翻運(yùn)至地表，進(jìn)行土薯分離后再進(jìn)行鋪條，以便于進(jìn)行人工撿拾或機(jī)械撿拾，之后采用撿拾機(jī)完成后段的薯塊撿拾、清選及分級(jí)裝運(yùn)作業(yè)。聯(lián)合收獲是利用馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)一次性完成馬鈴薯塊莖的殺秧、挖掘、分離、包裝等。聯(lián)合收獲方式的塊莖相對(duì)于機(jī)械接觸時(shí)間長(zhǎng)，容易造成馬鈴薯?yè)p傷。馬鈴薯的機(jī)械損傷主要發(fā)生在收獲環(huán)節(jié)[12]。

1.4.2 機(jī)械殺秧 馬鈴薯殺秧是指在收獲前，利用機(jī)械或化學(xué)藥劑使地上秧苗枯萎且與塊莖分離，秧苗老化后，塊莖中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在表皮積累，可促進(jìn)其表皮老化及木栓層的形成。馬鈴薯殺秧方式分為機(jī)械殺秧和化學(xué)殺秧。機(jī)械殺秧是指選用結(jié)構(gòu)型式、工作幅寬符合馬鈴薯種植壟距要求的殺秧機(jī)械，一般選擇在收獲前5～7 d殺秧。殺秧作業(yè)前調(diào)整好殺秧機(jī)鐮刀距地面的高度，使鐮刀底刃距壟面10 cm以下。合理殺秧時(shí)間的選擇，有助于減少塊莖損傷。研究表明，收獲前5～10 d殺秧，有助于木質(zhì)素在馬鈴薯表皮的積累，增加表皮的厚度，減少機(jī)械收獲損傷[13]。提早殺秧有助于提高收凈率和明薯率。殺秧時(shí)間選擇在收獲前14 d更有利于木栓層的形成，有利于促進(jìn)馬鈴薯老化，從而增加馬鈴薯抗損傷的性能。殺秧機(jī)械會(huì)對(duì)馬鈴薯造成損傷或直接把馬鈴薯從土壤中帶出；殺秧時(shí)間對(duì)周皮角質(zhì)化的形成具有影響；殺秧留有一定的秧茬高度，有助于馬鈴薯薯塊表層形成木栓層，減少薯塊表皮磨損。

1.4.3 收獲速度 收獲速度的選擇，即挖掘速度和薯土分離方式的選擇，不同的升運(yùn)鏈、振動(dòng)頻率和振幅，對(duì)薯塊分離干凈具有十分重要的影響。把薯塊與秧苗、雜草、泥土分離干凈、徹底，可便于運(yùn)輸、儲(chǔ)藏。合理控制聯(lián)合收獲機(jī)械的作業(yè)速度、挖掘深度和分離部件的工作速度，有助于減少損傷和分離干凈。針對(duì)不同的土壤類型和不同的播種方式（平作、壟作），不同的馬鈴薯品種對(duì)分離篩的振動(dòng)強(qiáng)度要求存在差異，通過(guò)控制液壓馬達(dá)的供油壓力即可實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)頻率的調(diào)整。振幅的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變銷(xiāo)軸在搖臂不同孔的鉸接位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的[14-15]。因此，解決了傳統(tǒng)馬鈴薯收獲機(jī)薯土分離裝置的振幅、頻率調(diào)節(jié)受限的問(wèn)題，可進(jìn)一步提高馬鈴薯收獲機(jī)對(duì)不同地塊、不同馬鈴薯品種的適應(yīng)能力。

1.4.4 收獲機(jī)械 馬鈴薯收獲機(jī)械的選擇要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r來(lái)選擇適宜的機(jī)械。馬鈴薯收獲機(jī)主要分為：牽引式、自走式聯(lián)合收獲機(jī)。挖掘機(jī)挖掘深度的設(shè)定意義重大，過(guò)深會(huì)導(dǎo)致機(jī)械效率低下，帶出泥土較多；挖掘淺，則容易傷薯。馬鈴薯分段式收獲機(jī)包括挖掘機(jī)、撿拾機(jī)。挖掘機(jī)主要把馬鈴薯從土壤中轉(zhuǎn)運(yùn)至地表，再由撿拾機(jī)進(jìn)行撿拾包裝。馬鈴薯分離裝置分為：振動(dòng)式和固定式兩種。振動(dòng)式適用于小型地塊，固定式適用于大中型地塊。馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)按照動(dòng)力分為：大型、中型、小型。小型挖掘機(jī)一次完成一行，配套動(dòng)力一般在25 kW左右；大中型挖掘機(jī)一次可完成2～4行，配套動(dòng)力在30～50 kW之間，可使收獲效率大大提高。聯(lián)合收獲機(jī)械的運(yùn)行速度控制在3～8 km/h，有助于減少損傷[16-18]。

1.5 收獲后貯藏、運(yùn)輸對(duì)損傷的影響

運(yùn)輸過(guò)程可通過(guò)減少塊莖劇烈的顛簸，減少因顛簸過(guò)大、堆放過(guò)高而引起的塊莖相互擠壓而造成塊莖之間的摩擦損傷。儲(chǔ)藏時(shí)做好儲(chǔ)藏方式的選擇，宜選擇陰暗潮濕的地方存儲(chǔ)馬鈴薯，同時(shí)做好防蟲(chóng)防鼠措施，控制好溫濕度[19]。

2 馬鈴薯機(jī)械化收獲減損分析

減少馬鈴薯機(jī)械收獲損傷是提高馬鈴薯品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，現(xiàn)已成為研究的一個(gè)重要課題，成為提高馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益、延長(zhǎng)貯藏時(shí)間的有效途徑。分析馬鈴薯機(jī)械化收獲中產(chǎn)生損傷的幾個(gè)主要因素，主要是為減少機(jī)械收獲損傷提供參考，為馬鈴薯機(jī)械化生產(chǎn)提供指導(dǎo)，從而促進(jìn)馬鈴薯主糧化[20]。

2.1 做好收前準(zhǔn)備工作

根據(jù)收獲地塊、播種方式、收獲方式等準(zhǔn)備好適宜的收獲機(jī)械，以便收獲中減少因馬力不足、機(jī)械不適應(yīng)等現(xiàn)象出現(xiàn)而帶來(lái)不必要的麻煩。對(duì)機(jī)械進(jìn)行檢修，做好各項(xiàng)調(diào)試保養(yǎng)，對(duì)易損部件進(jìn)行重點(diǎn)檢查保養(yǎng)，必要時(shí)進(jìn)行更換。機(jī)械化收獲田塊的準(zhǔn)備：清理田間障礙物，清理大型石塊、木樁等雜物，以方便機(jī)械作業(yè)。做好馬鈴薯儲(chǔ)運(yùn)的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好儲(chǔ)藏地點(diǎn)，打掃干凈儲(chǔ)藏空間，不要與有毒有害物質(zhì)共同存放[21]。

2.2 選擇優(yōu)良品種

合理選擇優(yōu)良品種可以提高馬鈴薯自身抵御外界損傷的能力。通過(guò)對(duì)品種的選擇，可使馬鈴薯的薯形、體積、芽眼均向著有助于減少損傷的方面生長(zhǎng)，從而幫助馬鈴薯收獲中減少或避免損傷。不同品種對(duì)馬鈴薯塊莖木栓層的形成具有一定影響，適宜的品種會(huì)促進(jìn)木栓層形成，提高產(chǎn)量、減少損傷。相對(duì)薯形整齊一致、表皮光滑、芽眼少而淺、塊莖大小適中、薯形長(zhǎng)圓或橢圓形的品種便于機(jī)械化收獲。不同品種的馬鈴薯薯塊硬度不同，導(dǎo)致馬鈴薯收獲過(guò)程中受到?jīng)_擊時(shí)所產(chǎn)生的作用不同，最終導(dǎo)致受損的幾率就不相同。部分馬鈴薯塊莖堅(jiān)硬，因而在與機(jī)械沖擊時(shí)不易受損；部分馬鈴薯塊莖柔軟，在沖擊中則容易受損[22]。

2.3 合理選擇機(jī)械

根據(jù)馬鈴薯收獲方式的不同來(lái)選擇適宜的收獲機(jī)械，有助于提高收獲效率、減少損傷。收獲機(jī)械應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植面積、播種方式來(lái)選擇。按照不同需求可選擇挖掘式、挖掘分離式、聯(lián)合收獲式馬鈴薯收獲機(jī)。根據(jù)不同的播種方式來(lái)選擇機(jī)械，如平作，建議采用分段式收獲。首先選擇挖掘機(jī)械，把馬鈴薯塊莖轉(zhuǎn)運(yùn)至地表，挖掘機(jī)械可根據(jù)地塊大小、行數(shù)來(lái)選擇相適應(yīng)的馬力大小，以把損傷降到最低。翻運(yùn)至地表后，可選擇人工撿拾或相適應(yīng)的機(jī)械撿拾。壟作相較平作更適合采用聯(lián)合收獲機(jī)械進(jìn)行收獲，由于深度、薯形相對(duì)均勻，雜質(zhì)較少，采用聯(lián)合式收獲機(jī)械，一次性可完成收獲工作。大型連片的地塊可以選擇聯(lián)合收割機(jī)，能一次性完成轉(zhuǎn)運(yùn)、分離，這樣有利于減少損傷和提高生產(chǎn)效率[23]。

2.4 加快馬鈴薯機(jī)械化收獲減損研究

馬鈴薯機(jī)械化減損的研究，對(duì)提高我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義，對(duì)提高我國(guó)馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化率具有十分重要的促進(jìn)作用。馬鈴薯機(jī)械化收獲減損的研究，不是單一地對(duì)機(jī)械進(jìn)行研究，而是綜合了農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝的共同體，共同研究，相互促進(jìn)、相互協(xié)調(diào)，這對(duì)提高發(fā)展馬鈴薯機(jī)械化水平十分重要。研究的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，都應(yīng)圍繞減少機(jī)械損傷、農(nóng)藝農(nóng)機(jī)相互協(xié)調(diào)開(kāi)展。要針對(duì)不同地區(qū)的馬鈴薯機(jī)械進(jìn)行減損研究，以適應(yīng)不同地區(qū)的需求。加快馬鈴薯機(jī)械化減損研究，降低馬鈴薯機(jī)械化收獲受損率，提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)，需促使產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合出力，并朝著精準(zhǔn)、智能、高效的方向發(fā)展。

3 結(jié)論

隨著糧食安全問(wèn)題的日益凸顯，馬鈴薯主糧化將成為發(fā)展趨勢(shì)。馬鈴薯以其豐富的營(yíng)養(yǎng)、種植范圍的廣適性、較高的產(chǎn)量、耐長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏而被世界各地廣泛種植。經(jīng)過(guò)以上分析，馬鈴薯機(jī)械化收獲時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的地域，選擇適宜的品種、合適的收獲時(shí)間、適宜的收獲機(jī)械，這是減少機(jī)械收獲損傷的有效途徑，也是未來(lái)馬鈴薯機(jī)械化收獲研究的重要方向之一。

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Analysis of Factors and Loss Reduction of Mechanized Potato Harvesting

SI Zhengbang1，YI Sima1，YANG Fei2，LI Boyu2*

（1.Agricultural Technology Extension Service Center of Tibet Autonomous Region， Lhasa 850000， China; 2. Shaanxi General Station of Agricultural Extension，Xian 710000，China）

Abstract：? Mechanical harvesting damage can lead to a deterioration in potato quality. During storage and transportation， infected potatoes may lead to shorter storage times and lower economic benefits. This paper analyzes the causes of potato damage caused by mechanical harvesting， and proposes some corresponding methods to reduce losses from the aspects of variety selection， sowing methods， harvesting time， harvesting methods， storage and transportation， etc.， so as to guide mechanical harvesting to reduce damage and increase efficiency in production， and provide reference for the loss reduction of mechanized potato harvesting.

Key words： potato; mechanical harvesting; loss reduction; analysis

收稿日期：2023-07-02

作者簡(jiǎn)介：司政邦（1985—），男，研究生，農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械的引進(jìn)與示范推廣。

通信作者：李博宇（1990—），女，研究生，農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)技術(shù)研究與示范推廣。