作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2015/8/5 9:18:44
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机械之“手”挖出土下果实

 

■本报记者 李晨

团队成员以花生联合收获机为共用平台,通过模块化设计,成功研发出4DLB-2型自走式大蒜联合收获机。这款机具填补了国内空白,在大蒜主产区进行了大量试验示范和推广,受到业内专家和广大农户的一致认可和好评。

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花生、甘薯、大蒜、甜菜、洋葱、胡萝卜、马铃薯……这些长在土下的果实,种类繁多,有20多种,是我国重要的经济作物,其种植面积达数亿亩,涉及农户过亿,各类作物产量和种植面积均居世界前列。然而,到了收获的季节,要高效完整地采摘这些土下果实,对农民来说却不是轻而易举的事情。

“目前,欧美发达国家收获花生等土下果实大多采用随行限深挖掘技术,实现了自动压限深挖掘,保障了挖掘作业环节顺畅和人性化操作。”农业部南京农业机械化研究所研究员胡志超在接受《中国科学报》采访时指出,当前我国土下果实收获限深挖掘技术措施较为粗放落后,已成为制约土下果实机械化收获作业性能的关键因素之一,亟待研究和攻克。

作为团队首席专家,胡志超带领的土下果实收获机械创新团队是首批进入中国农业科学院科技创新工程的团队之一。他们长期以花生、薯类等土下果实机械化收获技术与装备研发为主要研究方向,先后研发出花生、甘薯、甜菜、大蒜等土下果实10多种机械化收获装备,先后申获国家发明专利41件,已在生产中获得良好应用。

花生收获机械化程度低

花生作为土下果实作物之一,是我国最具国际竞争力的优质优势油料作物,常年种植面积7000多万亩。

胡志超说,花生产业是个劳动密集型产业,是个必须实现机械化,但实现机械化难度很大的产业。收获作为花生的主要生产环节,存在着劳动强度大、用工多、成本高等问题。国内机械化收获技术基础薄弱、可借鉴先进技术少、发展缓慢,成为制约我国花生生产发展和产业成长的主要问题。

花生生产全程机械化主要指机械完成花生生产农艺全过程的技术,主要内容为:耕、种、管、收、加,包括耕整地、播种、铺膜、施肥、田间管理、收获、摘果、脱壳、产后加工等机械化技术。“目前,我国花生生产机械化尚处于发展初期,总体需求迫切、关注度很高,但历史欠账较多,与发达国家差距较大。”胡志超说。

花生生产全程机械化核心环节是播种和收获,这是两个占用劳动力多、劳动强度大的生产环节。但几年前,除了花生主产区基本实现机械化,非主产区,尤其是南方产区的花生播种,基本上以人力和畜力为主;收获方面,主产区以人力和半机械化分段收获并存,南方产区还主要以人工为主。而在当时,尽管挖掘机、花生收获机、摘果机等作业机具已在部分花生主产区获得应用,但能够一次完成挖掘、清土、摘果、果杂分离、果实收集和秧蔓处理等花生收获作业全部工序的联合收获机,还处在研制改进试销阶段,实际应用较少。

与此同时,美国等少数发达国家花生机械化收获技术已非常成熟和先进,花生收获过程全部实现机械化作业。与发达国家的落后差距,一度让胡志超感到非常焦急。

突破技术瓶颈

就在胡志超进入土下果实生产机械化领域时,农机形势整体不景气、经费少,但他和团队成员们十余年扎根花生等土下果实机械化收获的研究,先后研发出4HLB-2型挖拔组合半喂入式花生联合收获机、4H-1500型和4H-800型花生分段收获机、4HZB-2型半喂入花生摘果机,填补了国内花生收获装备空白。

这些产品成为花生收获机市场主体和主导产品,市场占有率逾30%,并实现出口,使同期我国花生机收水平从2009年的18.02%提升至2013年的29.67%。该成果解决了国内花生机械化收获技术瓶颈问题,引领我国花生收获技术革新和跨越发展,整体技术达到国际领先水平。

在取得成果和荣誉后,土下果实收获机械创新团队并没有放慢脚步。

为满足我国高效花生联合收获设备市场需求,这支精英团队通过潜心研究,在2013年创制出拥有完全自主知识产权和核心技术的世界首台半喂入四行花生联合收获机。经多轮优化设计,技术性能已趋于成熟,不仅为满足我国花生机械化高效收获需求提供了有力技术支撑,也为团队在花生机械化联合收获技术研发领域占领制高点奠定了基础。

2014年国内首台八行花生捡拾联合收获机的问世,更是将我国花生收获设备的水平提升到了一个新的高度,对打破美国花生捡拾联合收获技术垄断,促进我国花生产业健康发展,发挥了极其重要的作用。

土下果实收获机械屡获成功

花生联合收获机取得成功之后,胡志超开始带领团队向其他土下果实收获机械攻关。

大蒜是我国重要的经济作物,其种植面积、总产量及出口量均高居世界首位,是我国优势出口农产品之一。自2000年以来,我国大蒜产量和出口量均占世界的60%以上,且呈逐年上升趋势。

与我国相比,欧美国家大蒜种植面积相对较小,仅占全球的13%,但其大蒜生产机械的研发水平远远高于我国,尤其是大蒜机械化收获装备技术水平先进,处于国际领先地位。胡志超告诉记者,20世纪60 年代末,欧美国家大蒜的播种、田间管理、收获等均已实现机械化作业。同时,由于大蒜并非是这些地区的主要农作物,种植面积较少,因而专门用于大蒜收获的机械相对较少,多数设备可兼收大蒜、洋葱、胡萝卜等根茎类作物。

而长期以来,我国农业机械化发展重点主要集中在稻麦油棉等作物,对大蒜等经济作物重视程度相对不足,导致大蒜机械化生产水平远落后于欧美发达国家,尤其是收获作业环节依然沿袭传统的人工作业方式,劳动强度大、作业效率低、生产成本高,已成为我国大蒜产业发展的主要瓶颈。

这一次,胡志超的目标是大蒜联合收获机,可一次性完成挖掘、清土、果秧分离、集果等工序,具有作业集成度高、收获损失小、生产效率高、人工劳动强度低等优势。

团队成员以花生联合收获机为共用平台,通过模块化设计,成功研发出4DLB-2型自走式大蒜联合收获机。这款机具填补了国内空白,在大蒜主产区进行了大量试验示范和推广,受到业内专家和广大农户的一致认可和好评。

胡志超带领着团队再接再厉,积极拓展,又在薯类、甜菜等其他土下果实作物收获技术装备研发上取得了显著成效。

他们创新研发出4QL-1型甘薯起垄收获多功能机、4JHSM80和90型甘薯秧蔓粉碎还田机、4GS-1500型甘薯收获机等甘薯收获设备,具有良好的经济性和适应性,并已在农机骨干企业获得产业转化和应用;通过消化吸收国际先进技术和再创新研制,研发出适合我国国情、具有自主知识产权的甜菜联合收获机,为提升我国甜菜机械化生产水平提供了有效支撑。

《中国科学报》 (2015-08-05 第6版 科研)
 
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