藜蒿機械收割淺析

武漢市農業機械化科學研究所 萬 勇 龐雄斌

1 藜蒿種植基本情況

武漢地區藜蒿生產以秋季露地栽培和冬季大棚覆蓋栽培為主，采用莖稈扦插無性繁殖。扦插定植一般在7月中旬～8月中旬，選擇生長粗壯充實、無病蟲害的半木質化莖稈，剪成8～10cm長的插條，邊排邊培土或直接斜插入土壤中，深度為2／3為宜，扦插完畢后立即灌一次透水，并蓋遮陽網，3～4天再灌水一次，以后經常保持廂面濕潤，從而促進新根和側芽萌發。在“楚天藜蒿第一村”蔡甸區金雞村進行藜蒿生產調查時發現，其扦插密度達到4×5cm2左右。

采收：當藜蒿長到20～30cm左右時，頂端心葉尚未展開，莖稈脆嫩時便可采收。收割時，割刀緊貼地面將地上莖稈割下。秋季栽培一般30天左右收割一次，冬季栽培50天左右收割一次，上市期一直到第二年的3月份，一般采收4～5茬，也有采收6茬以上。

藜蒿生產有秋季露地栽培和冬季大棚覆蓋栽培，并且大棚栽培藜蒿面積也比較大，到冬季一般在11月份氣溫降至10℃之前及時扣棚。所以在研究藜蒿機械化收割時，既要考慮露地栽培的情況，也要兼顧在大棚進行機械作業的情況，宜采用小型、便攜收割機具。

實施藜蒿機械化收獲存在以下難點：

（1）廂面濕度大，溝內常有比較多的淤泥、水，因此機械尤其是中型以上機械難以進入田間、棚內進行機械化收獲作業。

（2）藜蒿其莖稈脆嫩時容易折斷，收獲時折斷較多，直接影響藜蒿的商品性，進而影響農民收益。

（3）藜蒿收獲時要求比較干凈，切割后鋪放整齊方便歸攏，小型機具較難滿足要求。

（4）收獲后要留茬，不得過于破壞茬樁，以免影響藜蒿下一茬的生長和產量。

實現藜蒿機械化收割初步對策：

（1）采用小型化切割機具，配備輕便靈活的動力。

（2）刀具采用往復式運動，高速切割，避免藜蒿莖稈折斷。

（3）切割后自然鋪放、人工收攏。

2 藜蒿收割機的設計與試驗

項目組采用圓盤回轉式切割器和往復式切割器先后進行藜蒿收割試驗。

——回轉式切割方式

結合武漢市蔡甸區的藜蒿種植情況，項目組先期選擇背負式圓盤切割機進行藜蒿的收割試驗。

背負式收割機現在有2種動力配備方式：一種是汽油機，一種是蓄電池供電方式。因電動機良好的啟動性能和環保功能，所以項目組選擇采用電動切割機進行藜蒿的切割試驗。

主要性能指標：電機功率300W／12V；工作效率為0．5～1．1畝／h；整機凈重 9kg，另外配備一個12V33 Ah、重量12kg的蓄電池。

電動圓盤收割機試驗結論：

（1）采用回轉式切割方式可以對藜蒿進行收割，但效果不理想。

（2）受限于圓盤直徑，切割幅寬有限；回程是空行程，效率不高。

（3）采用蓄電池直流供電，連續工作時間不長，應用于實際生產尚有許多不便。

——手推滑動往復式切割方式

將汽油機以及往復式切割器安裝在機架上，采用小型汽油機帶動切割器做往復式切割運動，用手推動機具在廂溝里行走，往復式切割器在廂面上方對藜蒿進行切割；切割器的割幅寬在750mm，汽油機功率在680W。

采用往復式切割與回轉式收割相比，割幅寬明顯提高，收割效率大大提升。

往復式切割試驗結論：

（1）小型汽油機配備功率680W（或以上）進行相應幅寬750mm的藜蒿收割是足夠的。

（2）手推滑動在田間操作時阻力較大，工作并不輕松，并且因為滑動部位固定，溝內起伏不定，造成切割時留茬高度不理想，不能很好的滿足藜蒿收割的要求。

——手推輪式往復切割方式

變滑行為輪式溝內行走方式，然后進行試驗。

試驗結論：

整機操作方便，行走比較順暢，切割效果較手推滑動要好；但還是存在割茬高度隨溝的不平而起伏，總體效果不太理想。

3 一種小型自走式藜蒿收割機

經過3種行走、切割方式的實地試驗，形成了最終工作方案：

（1）采用往復切割方式進行藜蒿的收割，割幅寬度在750mm左右。

（2）配備680W（或以上）功率的小型汽油機作為動力。

（3）行走方式為動力驅動、輪式廂溝行走。

（4）切割后自然鋪放、人工收攏。

新研制的小型自走式藜蒿收割機采用汽油發動機作為動力，其動力輸出通過變速、傳動機構分解為兩部分：一是用于機具行走；二是用于機械切割。發動機速度6 500r／min，行走輪外徑D為300mm。

（1）機具行進速度：機具前進速度應與操作者田間步行速度匹配：2．0～2．2km／h；以步行2．2km／h計算，則行走輪轉速為：2200／（60×3．14×0．3）＝38．92r／min；總傳動比應為：6 500／38．92＝167。

（2）行走部分傳動比：因為用于行走減速傳動的蝸輪蝸桿傳動，其蝸桿的輸入轉速不得高于2 000r／min，故發動機的轉速必須將至2 000r／min以下，第一級傳動比應在1∶4左右；則第二級傳動比在1∶40左右。

（3）選擇標準蝸輪蝸桿箱：速博雷爾RVS063－50（傳動比1∶40）作為行走減速傳動機構，其定制的輸出軸為動力切割裝置的動力輸入，滿足整機動力分配要求。

（4）一級減速機構確定：為減小機構規格尺寸，減輕整機重量，一級減速齒輪選擇Z1＝14，Z2＝58，傳動比i＝4．14（58／14），變位齒輪傳動設計。

（5）整機參數歸納：發動機轉速6 500r／min；總傳動比為165．6；機具行進速度：2．2km／h；工作幅寬：0．75m；生產效率：2 200×0．75／667＝2．47畝／h。

目前該機具已研制成功，并在示范地進行收割實驗，效果良好。具體技術指標：整機重量25kg；配套動力680W汽油機；生產效率2～2．5畝／h。

4 武漢藜蒿收割機械化技術規范

“楚天藜蒿第一村”——蔡甸區金雞村家家戶戶種藜蒿，每家每戶扦插時，廂面幅寬尺度不一，棚內每廂幅寬跨度有的近3m，也有跨度在1．5m左右的；大田廂寬1．2～1．6m不等，機械化收獲時要求種植模式必須進行統一和規范。隨著藜蒿產業的大力發展，機械化技術的推廣使用，制定藜蒿機械化種植技術規范勢在必行。

目前相關單位在進行機械化扦插機具的設計時，已將扦插的幅寬標準設定為1．4m；小型收割機具工作幅寬為0．75m；要求廂寬1．4m，廂溝寬0．20～0．25m，溝深0．12～0．15m；收割時一個來回即可完成。

［1］陳霓等．雙動刀往復式切割器驅動裝置設計［J］．農機化研究，2007（6）．

［2］陳曉峰等．低割茬莖稈收割機的研制［J］．農機化研究，2006（3）．

［3］廖宜濤．基于有限元法的鋸齒式蘆竹切割器切割機理研究［D］．華中農業大學，2007．

［4］楊天興．齒形鏈式牧草收割機的研究與設計［D］．甘肅農業大學，2005．

［5］龔世偉等．蔡甸藜蒿栽培技術［J］．長江蔬菜（學術版），2010．

［6］龐雄斌等．藜蒿收獲機械化技術初探［J］．湖北農機化，2012（1）．