中美花生收獲機械化技術現狀與發展分析

陳中玉 高連興 CHEN Charles BUTTS C L

(1.沈陽農業大學工程學院， 沈陽 110866； 2.鹽城工業職業技術學院汽車工程學院， 鹽城 224005；3.奧本大學農學院， 奧本， AL 36849； 4.美國農業部農業研究局國家花生研究實驗室， 道森， GA 31742)

中美花生收獲機械化技術現狀與發展分析

陳中玉1,2高連興1CHEN Charles3BUTTS C L4

(1.沈陽農業大學工程學院， 沈陽 110866； 2.鹽城工業職業技術學院汽車工程學院， 鹽城 224005；3.奧本大學農學院， 奧本， AL 36849； 4.美國農業部農業研究局國家花生研究實驗室， 道森， GA 31742)

收獲是花生生產關鍵環節，用工量占整個生產過程60%以上, 機械化收獲是一個國家花生生產水平的重要體現。中國和美國同是世界重要的花生生產與出口大國，但因花生生產水平特別是收獲機械化水平差距懸殊，從而導致花生出口的國際競爭力不同。美國兩段式機械化收獲方式及其先進的花生收獲機械化技術，使花生生產高產優質高效、國際市場競爭優勢明顯，而中國多種花生機械化收獲方式并存，收獲機械化水平相對較低，從而制約了花生生產效益和出口競爭力。基于大量文獻的系統分析、中國花生生產實地調研以及美國花生生產和收獲機械化的實地考察與綜合分析，綜述了中國和美國花生生產及其收獲機械化發展現狀，分別闡述了中國和美國最新花生起收機、撿拾收獲機等機器的類型、總體結構型式和主要性能參數等；分析了花生收獲機械關鍵裝置的結構原理與特點；綜合分析了美國花生收獲機械化發展歷程以及快速發展的主要動因，中國花生收獲機械化發展的主要制約因素；提出了中國花生收獲機械化發展動態。對深入了解中國和美國花生收獲機械化技術現況及其發展歷程，進行中國花生收獲機械化發展總結，在借鑒美國成功經驗基礎上因地制宜地采取措施，加速發展我國花生收獲機械化，具有一定的參考價值。

花生； 收獲機械； 起收機； 撿拾收獲機； 中國； 美國

引言

花生是重要油料與經濟作物，其果仁含44%～56%優質食用油、22%～30%易消化的蛋白質，富含各種維生素和礦物質元素等；花生秸稈和榨油后的餅粕是畜牧業優質飼料；花生殼既可用作飼料也可提取多種重要添加劑。花生生育過程中具有生物固氮和抑制雜草功能，莢果單產和價格遠高于其他油料作物。據美國農業部2016年統計，世界已有114個地處熱帶和溫熱帶的國家種植花生，從1972年到2016年45年間，世界范圍收獲面積從18 121 khm2發展到25 432 khm2，增長40.35%；產量從14 421 kt 增加到42 221 kt，增長192.77%；花生平均單產從0.8 t/hm2提高到1.66 t/hm2；花生及其制品進口貿易量從1 264 kt增長到3 205 kt，增長153.6%；出口貿易量從1 273 kt 增長到3 726 kt，增長了192.7%[1]。花生已成為全球發展最快的油料作物和經濟作物以及世界四大油料作物之一，在世界油料生產和貿易中僅次于大豆，對世界食用油安全起到了重要作用[2-3]。中國和美國均是世界重要花生生產和出口大國，2016年花生產量分別為17 000 kt、2 579 kt，占世界花生總產40.26%和6.11%，分別位居世界花生產量第1位和第4位；種植面積分別為4 750 khm2、626 khm2，占世界16.68%和2.46%，分別位居世界第2位和第9位；花生出口量分別為500 kt和612 kt，占世界13.10%和16.03%，分別位居世界第4位和第3位[1-2]。盡管已不是10年前美國所說“僅用世界3%的耕地卻生產世界10%的花生”[3-5]的情況，但美國仍以高水平的花生收獲機械化及其世界第一的花生單產，在世界花生產量和出口保持著重要地位[6]。

中國、印度、緬甸和印度尼西亞等亞洲國家和尼日利亞、塞內加爾等非洲國家，花生種植面積和產量分別占世界47.81%、47.16%和62.93%、25.99%，而美國、阿根廷和巴西等美洲國家花生種植面積只占世界4.81%，但花生產量卻占10.69%，花生出口量更高達世界44.33%[6]。綜合分析發現，花生機械化特別收獲機械化水平是導致世界各地區和國家之間花生與出口差異顯著的重要原因之一。美國是實現花生收獲機械化最早、最成功的國家，其全部采用兩段收獲方式，以大型機械為主進行花生收獲，其花生機械化生產技術體系不斷完善、機械性能不斷提高，對鞏固美國作為世界花生生產與出口強國地位起到了關鍵作用。綜合分析中國和美國花生生產及其收獲機械化的應用環境、發展現況、歷經過程和發展因素等，深入了解美國花生收獲機械化技術成果、發展經驗和教訓，在充分認識中國農情和花生生產實際基礎上加以合理借鑒，對促進中國乃至世界花生收獲機械化技術以及花生生產發展，具有深遠的歷史意義和重要的現實意義。

1 世界花生收獲機械化概況

花生是“地上開花地下結果”作物，收獲環節多而復雜且難度大，需經起挖、去土、放鋪、晾曬、撿拾、摘果和清選等多個工序。若靠人工進行花生生產，收獲花生用工量約占整個生產過程用工量1/3以上，作業成本則占整個生產成本的50%以上[7-8]，不但人工成本高且收獲效率低，難以在最佳收獲期收獲，造成花生莢果損失增加、品質降低，最終導致花生種植效益下降，嚴重制約花生生產與出口。世界各花生主產國十分重視采用先進適用的機械進行花生收獲，從而有效地解決人工收獲的各種問題。美國、阿根廷、巴西和澳大利亞等少數國家早已全面實現大規模的花生收獲機械化[9-13]，印度、緬甸、印度尼西亞和越南等亞洲以及尼日利亞、塞內加爾和蘇丹等非洲花生生產國則仍以人工收獲為主[14-16]，而占世界花生產量40%而位居世界首位的中國，雖然近幾年花生收獲機械化發展速度加快，但目前也僅達到30.2%且以小型機械的分段收獲為主，各花生主要產區間極不平衡[17]。

花生機械化收獲方法有分段收獲、兩段收獲和聯合收獲3種，分段收獲即采用不同的機械相繼完成花生收獲的每個環節，所用的各種機械統稱為分段收獲機械；聯合收獲即用一種機械一次性完成花生收獲的全過程，這樣的機械稱為花生聯合收獲機；兩段收獲是指將花生收獲過程分為前、后兩個階段，前段即花生起挖、去土和放鋪晾曬，后段即花生植株的地面撿拾、摘果和清選等，完成前段和后段收獲環節的兩種機械分別稱為花生起收機和撿拾收獲機，統稱為兩段式花生收獲機械[18-19]。顯然，選擇不同機械化收獲方法則決定了收獲機械類型、機械結構與功能、機械數量，同時也決定了機械制造技術和應用難易程度、機械作業性能的適應性，最終影響到花生收獲機械化的推廣與應用效果。可見，要實現一個國家乃至一個花生產區花生收獲機械化，不是單一的機械技術或機械化技術問題，而是涉及花生生產賴以依靠的自然條件、農業資源、社會經濟和農業生產狀況等多種因素的農村社會系統問題，其既受農村經濟水平、農業生產經營規模、農業機械化基礎和農民自身狀況等制約，同時也要將花生耕作方式、種植模式和花生品種等農藝技術與機械技術緊密結合，形成一定的花生生產機械化技術體系。

參照文獻[20-21]，結合各國花生生產實際及收獲機械化的特點，將世界各國和地區花生收獲機械化水平分為高級、基本、初級、起步和欠缺機械化等5級(表1)。

(1)高級機械化不僅是花生機械化收獲水平達到90%以上，而且農機農藝配套、收獲機械系列化、技術先進。美國、阿根廷、巴西和澳大利亞等國家均屬于高水平花生收獲機械化國家。其中，美國最早采用兩段式花生收獲機械化技術，也是最先進、最有代表性的國家[22-26]。中國臺灣花生全部采用聯合收獲，其獨特的履帶自走式半喂入花生聯合收獲機技術先進[8,26-29]。

(2)花生收獲基本機械化是指一個國家絕大部分花生均由機械收獲，機械化程度平均為50%～90%，但機械系列化和技術水平尚未達到高級水平。目前世界該水平的國家處于空白。

(3)花生收獲初級機械化是指一個國家主產區花生收獲主要環節采用機械完成、全國花生收獲機械化程度平均為30%～50%。中國花生收獲機械化剛剛進入初級水平，2015年機械化收獲水平為30.02%[17]。

(4)花生收獲起步機械化是指一個國家主產區花生收獲過程的個別環節采用機械完成、全國平均花生收獲機械化程度平均為10%～30%。印度、緬甸、印度尼西亞、越南等亞洲國家花生收獲機械化均處于起步水平。

(5)花生欠缺機械化是指一個國家的花生收獲基本靠人工和畜力完成、全國平均花生收獲機械化程度不足10%。尼日利亞、蘇丹、塞內加爾、坦桑尼亞等非洲國家均屬于該水平，主要靠人工一次完成起挖(手拔)抖土和摘果作業。

從上述分析可知，收獲機械化技術在花生生產中起到至關重要的作用；一個國家花生收獲機械化技術水平決定了其國內生產的比較優勢與出口競爭力，進而決定了生產持續發展和國際貿易市場；實現收獲機械化是世界花生生產國不斷追求的目標；花生收獲機械化技術難度大。如何根據各國的社會、經濟、技術、自然狀況以及花生生產的實際，借鑒他國花生收獲機械化成功經驗、發展經歷過程以及教訓，使本國花生生產水平不斷提高，是一個意義重大的課題。

2 美國花生收獲機械技術現況

花生起收機和花生撿拾收獲機是美國兩段式花生收獲的核心機械，此外，還包括花生條鋪處理機、花生田間運輸車、花生干燥運輸車和花生秸稈撿拾打捆機等。

2.1 美國花生起收機

2.1.1 花生起收機功能與種類

起收是花生收獲過程第一步也是兩段收獲的前段，其功能是切斷花生主根、松動根部和莢果周圍土壤，并將花生從土壤中起出、去掉所夾帶的土壤并使花生植株莢果朝上或朝向側面有序鋪放于地面，以利于陽光直接輻照而晾曬[30-35]。目前,美國主要有Armadas Industries(AMADAS)、Kelley Manufacturing Company(KMC)、Colombo North America Inc.

表1 主要國家花生收獲機械化水平及其特點

(COLOMBO)、Ferguson Manufacturing Company(FERGUSON)和Pearman Corporation(PEARMAN)等5個以農業機械為主的機械制造公司生產2種類型的花生起收機，如圖1所示。根據植株輸送、去土和放鋪原理不同，花生起收機分鏈桿振動式翻轉放鋪花生起收機和鏈條夾持輸送式放鋪花生起收機兩種，前者簡稱為“鏟鏈組合式”，后者簡稱為“鏟夾組合式”。KMC(圖1a)、AMADAS(圖1b)、FERGUSON和COLOMBO系列花生起收機的總體結構和原理相似，均屬于“鏟鏈組合式”，而PEARMAN花生起收機公司生產 “鏟夾組合式”花生起收機(圖1c)。

2.1.2 花生起收機工作原理

圖1 美國花生起收機Fig.1 American peanut diggers

圖2 放鋪式花生起收機結構原理Fig.2 Structure principle of peanut diggers

美國典型“鏟鏈組合式”花生起收機除機架、限深輪、傳動和控制系統外，主要由起挖裝置(圓盤刀、帶柵條的起土鏟)、齒桿鏈式升運裝置(包括齒桿與兩側的套筒滾子鏈構成的升運鏈、鏈輪等)、固定輪式去土裝置(按一定間距固定在機架上的去土輪、輪架等構成)、翻轉放鋪裝置(缺口圓盤式翻轉輪，曲線形翻轉桿組或稱攏禾柵)等構成。其工作原理如圖2a所示，當機組進行花生起收作業時，圓盤刀首先沿壟溝切土一定深度并切斷跨壟的花生側枝，以確保不纏繞起土鏟同時減小起土鏟工作阻力；起土鏟以一定深度和角度入土，將花生主根切斷并連同土壤鏟起，花生和土壤一起沿起土鏟的尾部柵條桿向后上方滑動；回轉的齒桿鏈升運鏈不斷抓起花生植株并向后上方輸送，同時剛性齒桿通過突出的去土輪時不斷受迫振動，去除花生果柄與根部的土壤；當花生植株被輸送至齒桿鏈末端時，落在兩組翻轉輪和曲線形翻轉桿組上并在二者聯合作用下側向翻轉約180°，形成莢果朝上的整齊條鋪放于田間。PEARMAN公司生產的PEARMAN花生起收機采用“鏟夾組合式”原理(圖2b)。其主要區別在于其采用成對夾持鏈(或夾持帶)，夾持起挖后的花生植株中部使其向后上方輸送，在輸送過程中通過振動桿去土，然后在放鋪桿或放鋪輪作用下側向翻轉約90°，形成莢果朝上或朝向一側的整齊條鋪鋪放于田間(圖2b)。

鏟鏈組合式花生起收機工作時，通過輸送過程中振動去除根部與莢果所帶土壤，對花生種植壟距、土壤、株高、直立性和雜草狀況等因素適應性強；不足之處是齒桿鏈挑起土鏟尾部柵條處的花生植株時容易壅土和掉果，花生植株密度較大時去土不凈。鏟夾式花生起收機工作時起土鏟起挖后的花生植株由向后上方傾斜運動的膠帶或鏈條夾持、提起并輸送，花生植株在夾持輸送過程中直立狀態去土，不存在積土和壅土問題，工作阻力小，作業效率高；不足之處是成對的夾持鏈或皮帶需要對行工作，對花生種植壟距、土壤、株高、直立性和雜草等因素適應性略差。鏟夾組合式花生起收機主要應用于沙土或沙壤土植株較高的花生起收，在美國應用面積相對較小，僅在佐治亞州較小面積應用。

2.1.3 花生起收機結構與性能特點

目前，美國上述5個公司生產的花生起收機，除Pearman Corporation同時生產1壟、3壟和5壟等奇數壟的花生起收機外，其他公司均生產起收偶數壟的花生起收機，例如，Ferguson Manufacturing Co.生產2壟、4壟和6壟花生收獲機，Amadas Industries 生產4壟、6壟、8壟和12壟花生起收機，Kelley Manufacturing Co.生產2壟、4壟、6壟和8壟的花生起收機。每種品牌的花生起收機型號、規格、適應壟距、配套拖拉機動力以及結構特點等見表2[36]。

2.2 美國花生撿拾收獲機

2.2.1 花生撿拾收獲機功能與種類

花生撿拾收獲機是將晾曬于地面的花生植株撿起并進行摘果和清選作業，從而獲得清潔花生莢果[37-39]。花生撿拾收獲機分為牽引式和自走式2種(圖3)。目前，美國除Armadas Industries同時生產自走式和牽引式花生收獲機外，Kelley Manufac-turing Co.和Colombo North America 公司均只生產牽引式花生撿拾收獲機。

2.2.2 花生撿拾收獲機結構與工作原理

美國AMADAS、KMC和COLOMBO花生撿拾收獲機整機外形和總體構成基本相似，均由花生植株撿拾、植株輸送、花生摘果、果莖分離、果雜清選、莢果輸送裝置和果倉、底盤、傳動、控制系統等構成。然而，關鍵裝置結構原理和部件有所不同(圖4～6)。

如圖4所示，AMADAS系列花生撿拾收獲機(自走式和牽引式)除采用彈齒滾筒式撿拾裝置和輸送裝置外，花生摘果裝置由4個并排且串聯的切流式彈齒滾筒和相應的凹板篩構成，第一、第二凹板篩設有固定彈齒，完成摘果的同時清除植株夾帶的沙土等雜質，為加強摘果作用而在第一、第四滾筒上方也設有固定彈齒；秸稈分離裝置由5個并排且串聯的逐稿滾筒和前、后導向滾筒構成，前導向滾筒通過擊打引導摘果后的秸稈進入逐稿輪上，后導向滾筒將逐稿輪分離出的較大秸稈梳理并排除機外；第四凹板篩和逐稿輪分離出的花生莢果與碎秸稈等雜質，通過碟盤式分離裝置并借助清選風機的氣力將較細雜質吹出；花生莢果落到鋸齒輥果柄去除裝置上，去除果柄的花生莢果落入到漏斗并經過氣力輸送裝置送入花生莢果倉。

表2 美國花生起收機結構與性能特點

圖3 美國花生撿拾收獲機Fig.3 American peanut combines

圖4 AMADAS花生撿拾收獲機結構原理Fig.4 Structure principle of AMADAS peanut combine

圖5 KMC花生撿拾收獲機結構原理Fig.5 Structure principle of KMC peanut combine

KMC系列花生撿拾聯合收獲機結構原理如圖5所示，與AMADAS花生撿拾聯合收獲機主要區別在于：花生摘果裝置由3個并排且串聯的切流式彈齒滾筒構成，第一凹板篩設有固定丁齒；采用振動篩與氣力組合式清選，即第一、第二凹板篩和逐稿器分離下來的花生莢果與雜質首先落到振動盤上并以流動層向后輸送、均勻落到魚鱗篩上，氣力吹走雜質后的花生莢果再落入到鋸齒輥去除果柄，整齊干凈的花生莢果進入輸送器并通過氣力輸送到莢果箱。

COLOMBO花生撿拾收獲機的獨特之處在于：撿拾滾筒采用合成材料且特制成圓角形狀的片齒代替了傳統的彈齒(圖6a)，解決了撿拾彈齒“推送”結束時對花生植株的鉗制作用，使花生撿拾更加柔順，減輕撿拾掉果損失；采用螺旋彎齒組合式軸流摘果滾筒(圖6b)，使花生植株在摘果過程中產生軸向運動，減輕了摘果部件的打擊作用，收獲時對花生含水率適應性更好；采用負壓氣吸與振動篩組合式清選系統；用斗式提升機將清選后的花生莢果輸送至果箱。

圖6 COLOMBO花生撿拾收獲機撿拾裝置與摘果裝置Fig.6 Pickup and thresher of COLOMBO peanut combine

2.2.3 花生撿拾收獲機結構特點與主要參數

AMADAS、KMC和COLOMBO 3個公司相比，AMADAS于20世紀60年代開始生產2壟牽引式花生撿拾收獲機，1994年與約翰迪爾(John Deere)聯合開發了自走式花生撿拾聯合收獲機，也是唯一同時制造牽引式和自走式花生撿拾收獲機的公司；KMC從20世紀80年代開始生產2壟牽引式花生撿拾收獲機，1993年開始生產6壟花生撿拾聯合收獲機；COLOMBO于2006年開始生產4壟花生撿拾聯合收獲機。目前，AMADAS和KMC花生收獲機械占有美國大份額市場，而COLOMBO僅占有較小份額。牽引式花生撿拾聯合收獲機價格相對便宜，配套拖拉機利用率高，因此更受歡迎，市場占有率更高。AMADAS、KMC和COLOMBO目前生產的花生撿拾聯合收獲機型號、主要結構特點與性能指標見表3[40-44]。

2.3 美國其他花生收獲機械

除作為核心的花生起收機和撿拾聯合收獲機外，美國花生收獲機械還包括花生條鋪處理機(圖7)、田間運輸設備和花生秸稈收獲機械等(圖8)。

表3 美國目前生產的花生撿拾聯合收獲機結構與性能特點

2.3.1 花生條鋪處理機

花生條鋪處理機(Peanut vine conditioner)是美國、阿根廷和巴西等美洲國家特有的花生收獲機械之一，其功能是在必要時將晾曬的花生條鋪移位通風，提高晾曬效果且不擾亂花生條鋪狀態(圖7a)[45-46]。由于匍匐和半匍匐型花生植株分枝多且“貪青”，收獲時花生條鋪厚密，接觸地面的花生植株容易因降雨而潮濕，若不及時通風晾曬容易發霉且影響收獲效果。花生條鋪處理機主要包括條鋪撿拾處理機(圖7b和圖7c)和鏟式條鋪處理機(圖7d)。

2.3.2 花生運輸設備

花生莢果專用運輸設備也是美國大型撿拾聯合收獲機高效作業的必要條件，其包括田間運輸車和干燥運輸車兩類。前者是將撿拾聯合收獲機收獲的花生莢果及時卸下并運送至干燥運輸車(圖8a、8b、8c)[47-48]，行駛在田間且具有自卸功能，其容積等主要性能與花生收獲機配套；后者是設計有通風干燥系統、快速通風接口和可調節通氣孔的專用設備(圖8b)，花生莢果運至集散地經快速檢驗后，整車直接開入工位進行整車干燥[49]。

圖7 花生條鋪處理機Fig.7 Peanut conditioners

圖8 花生專用運輸設備和秸稈收獲機械Fig.8 Peanut pod transporters and straw harvest machine

2.3.3 花生秸稈收獲機械

秸稈是花生副產物但也是畜牧業飼料，花生秸稈收獲一般是最后一個環節。在兩段式花生收獲過程中，花生葉、碎莖稈和花生根部及附生的根瘤菌等直接均勻地還田，相當于增加土壤氮素100～125 kg/hm2，這也是兩段式花生收獲的另一優勢。同時，撿拾收獲機排出花生秸稈并落在地面而成條鋪，通過撿拾打包機收獲(圖8d)，作為畜牧業飼料[50]。

3 中國花生收獲機械化技術現況

中國2015年花生收獲機械化程度僅為30.02%，剛達到30%的初級階段下限。由于主產區之間以及同一產區內部花生栽培方式與種植模式差異顯著，中國花生仍以人工收獲為主，人工收獲、機械分段、機械聯合和機械化兩段收獲多種方式并存。除花生翻曬機外，中國擁有分段、兩段和聯合收獲方式相應的花生起收機、摘果機、撿拾收獲機和花生聯合收獲機等，花生收獲機械家族龐大、種類繁多(圖9)。

圖9 花生收獲工藝流程及相應收獲機械框圖Fig.9 Process of peanut mechanized harvest and operating function of corresponding machine

3.1 中國花生起收機

圖10 中國典型花生起收機Fig.10 Typical peanut diggers in China

花生起收機(圖10)在我國目前應用最多最廣泛且以2行(大壟雙行或小壟2行)小型為主，適于2壟4行的花生起收機不多。中國花生起收機結構原理多樣，按花生植株放鋪情況分無鋪式(圖10a)、無序放鋪式(圖10d、10e、10f、10h)和有序放鋪式(圖10g、10i)3類，其中，無鋪式即起收后的花生植株自由倒在地表而不能形成條鋪，無序放鋪式即花生植株雖然成鋪但無序狀態；按花生植株輸送方式和部件特點分鏟夾組合式(圖10g、10i)、鏟鏈組合式(圖10d、10e、10h)和鏟篩組合式(圖10b、10c、10l、10k)3種，其中，鏟夾組合式又分為夾持帶式和夾持鏈式(圖10g、10i)，即起挖的花生植株通過夾持帶或夾持鏈向后輸送，容易實現輸送中的去土和有序放鋪；按去土方式與部件特點分為振動鏟式(圖10a)、拍土板或振土輪式(圖10g、10i)和桿鏈振動式(圖10d、10h)花生起收機，其中，振動鏟式花生起收機(圖10a)通過挖掘鏟振動去除花生莢果與根部的土壤，拍土板或振土輪式花生起收機通過安裝在夾持輸送裝置下方的拍土板或拍土輪拍打花生植株而去土，一般用于夾持輸送式花生起收機；鏈桿式、振動篩式和振動桿式花生起收機(圖10f、10j)均通過花生輸送過程中對花生植株整株振動進行去土。

圖11 常用的典型花生起收機Fig.11 Typical peanut diggers used often

目前常用典型花生起收機主要有鏟夾組合式、鏟鏈組合式和鏟篩組合式3種類型。

(1)鏟夾組合式花生起收機：主要由機架、傳動系統(膠帶與齒輪組合式傳動)、起挖鏟、膠帶(或鏈條)夾持輸送裝置、振動去土裝置、放鋪裝置和地輪等構成(圖10g、10i)。當機組行進時，最前方的扶秧器將花生秧蔓扶起、導入夾持帶，起土鏟切入花生根部土壤、切斷花生主根，鏟壁逐漸抬起切開的花生植株與土壤；同時，拖拉機動力經輸出軸、傳動箱和帶輪等傳動系統帶動安裝在機架下面的與地面呈一定傾角的夾持輸送帶(或鏈條)，夾住花生植株中部并向后輸送同時逐漸向上提起、離開地面；由偏心機構驅動的去土板橫向振動、拍打(也有采用回轉式去土輪)，去除花生莢果與根部殘留的土壤；安裝于放鋪輪前的合秧器將分別夾持輸送來的兩壟花生植株集中成一行，在花生植株離開合秧器瞬間，轉動的放鋪條橫向掃動靠近花生莢果的莖稈部位，花生植株在自身重力和橫向力綜合作用下橫倒于地表，形成橫向的有序條鋪(圖11a)。該機由小型輪式拖拉機進行牽引作業，壟作模式下一般只起收2壟，花生植株在直立夾持輸送中去土，沒有積土問題，工作阻力小；合秧器將2壟花生植株匯集成一行、橫向放鋪，有利于田間晾曬和后續的撿拾作業。但是，該機需要對行工作，花生種植壟距、植株高度、直立性等因素影響其作業質量，主要適用于沙土或沙壤土花生起收。

(2)鏟鏈組合式花生起收機：主要由起土鏟、齒桿式升運鏈(鏈桿)、振動去土裝置、攏禾柵、傳動裝置、動力輸入軸、地輪和懸掛架等構成(圖10d、10e、10h)。花生起收作業時，起挖鏟以一定角度入土，將花生秧主根切斷并鏟起，花生植株被回轉的齒桿升運鏈向后上方輸送，同時齒鏈升運桿不斷振動，去除花生果柄與根部的土壤；當花生植株被輸送至齒桿升運鏈末端時落下，在尾部兩組攏禾柵作用下聚攏成條鋪放于田間(圖11b)。鏟鏈組合式花生起收機沒有嚴格的對行要求，振動的齒桿鏈桿間構成的柵隙分離泥土效率高,對花生種植壟距、行距和土壤的適應性強，但花生植株靠攏禾柵收攏與重力下落鋪放，直立型花生的有序性較差，影響其在田間的晾曬效果及后續撿拾等作業。

圖12 中國典型花生摘果機Fig.12 Typical peanut threshers in China

(3)鏟篩組合式花生起收機：主要由起土鏟、立式切割器、振動驅動組件、振動篩、行走輪、傳動裝置及機架等部件組成(圖10b、10c、10l、10k)。花生起收作業時，起土鏟以一定角度切入土壤淺層將花生主根切斷，立式切割器同時切斷纏繞的秧蔓；起挖后的花生植株與土壤經碎土柵被輸送至振動篩，振動篩與偏心驅振裝置鉸連，由連桿帶動振動篩往復振動，達到邊輸送邊去土的目的；當花生植株被輸送至振動篩尾部時，側尾下傾式結構使花生秧放鋪位置離開未收獲區域(圖11c)。該起收機主要對振動篩進行慣量平衡設計，實現了清土與輸送一體化；振動篩尾部的側傾部分提高了去土效果，同時下滑作用有助于花生植株自然放鋪，篩子減少了落果損失。但整體式平鏟作業阻力較大，振動篩的振動去土效果與機組振動存在一定矛盾，花生植株條鋪有序性不夠可靠。

3.2 中國花生摘果機

摘果是花生收獲過程的基本環節之一，指從植株上分離并獲得清潔花生莢果的操作。而在分段收獲中，花生摘果有具有摘果和清選功能的單獨摘果機；而在聯合收獲和兩段收獲過程中，摘果裝置是收獲機的重要構成部分。現代花生摘果機還增加了自動上料和莢果裝袋裝置。

摘果機是中國目前應用最多的花生收獲機械之一。常用的花生摘果機(聯合收獲機和撿拾收獲機摘果裝置)有幾種分類方式：根據喂入方式不同，花生摘果機分為全喂入式和半喂入式(圖12a)2種形式，其中，全喂入式花生摘果機又分為軸流式和切流式兩種；根據摘果滾筒數量，分為單滾筒、雙滾筒和多滾筒花生摘果機；根據摘果部件結構型式，分為釘齒式、彈齒式、梳齒式、弓齒式、彎齒式、刮板式滾筒和綜合式多種；根據移動方式，分為固定式和移動式花生摘果機；按動力來源和種類，分為電動機、自帶內燃機、拖拉機驅動3種型式。

(1)半喂入式花生摘果機：如圖12a所示，半喂入式花生摘果機主要由刮板式摘果對輥、夾持輸送裝置、動力裝置等構成，通常不帶清選裝置。其具有結構簡單、移動方便且動力消耗小、作業時可保持花生莖稈完整等特點，但因需人工將花生植株有序喂入、摘果效率低，一般用于小批量鮮濕花生摘果和小區育種摘果作業。對輥摘果裝置是一對轉向相反的摘果輥(滾)構成，可分為刮板式、直桿式和弓齒式等[24,51]。其中刮板式摘果輥的刮板具有一定的徑向傾角，是半喂入花生聯合收獲機重要構成部分，對輥摘果裝置對聯合收獲機性能起到重要作用。

(2)軸流全喂入花生摘果機(基本型)：即花生植株全部喂入摘果間隙后隨轉動的摘果滾筒做螺旋線運動，使花生莢果與植株分離。該類型摘果機是廣為應用的花生摘果機，如圖12b所示，主要由摘果元件(摘果齒)構成的摘果滾筒、凹板篩、振動篩、風機、轉動裝置和動力裝置(電動機或內燃機)等構成，完成摘果與莢果清選等基本功能，除具有結構簡單、摘果可靠、作業效率高等特點外，因摘果過程中花生植株做螺旋線式運動，摘果過程時間長、幾率高，因而也適于較濕花生的摘果。

該類型花生摘果機一般只有一個滾筒，但可根據摘果效率要求設計成不同的滾筒直徑和長度，從而制造成各種規格的摘果機，以適應不同種植規模的花生摘果效率要求。為使花生植株在摘果過程產生軸向移動，摘果齒均按螺旋線布置且廣泛采用螺桿梳齒式、弓齒式、彎齒式滾筒[52-54]。清選裝置一般有振動篩和氣力組合清選方式，氣力清選分為橫流氣吹式和逆流氣吸式兩種，前者一般用于小型摘果機，后者多用于中大型摘果機[54-55]。

(3)切流全喂入花生摘果機(基本型)：即花生植株全部喂入摘果間隙后隨轉動的摘果滾筒做切向運動，使花生莢果與植株分離。如圖12c、12d所示，其與軸流式全喂入花生摘果機主要區別在于：摘果滾筒比較粗短且與凹板篩形成的摘果間隙包角較大；摘果齒按螺旋線排列，以便花生植株在摘果過程中無軸向運動。該類摘果機具有結構緊湊、軸向尺寸小、作業效率高、節省能耗等特點，但切流摘果過程受摘果間隙包角所限，容易出現摘果不凈問題，對喂入量和花生植株含水率適應性較差。因此，單滾筒全喂入切流摘果機只適于干花生摘果，通過2個以上滾筒串聯成雙滾筒或多滾筒，可以彌補單滾筒摘果的不足。

(4)復式花生摘果機：也稱為循環式花生摘果機，如圖12g、12h所示，屬于大型切流全喂入式花生摘果機，其結構特點是加裝一個輸送裝置(帶式或刮板式)，將沒有摘凈且被清出的秸稈、根部等循回到喂料口，進行重新摘果，以提高摘凈率。復式摘果主要用于喂入量和濕度適應性較差的切流式全喂入摘果機。如圖13a所示，小型四輪拖拉機牽引復式花生摘果機到田間進行固定作業。

圖13 中國典型的田間花生摘果作業Fig.13 Working of typical field peanut threshers in China

(5)牽引式人工撿拾花生摘果機：大型花生摘果機摘果效率可達3 000 kg/h以上，摘果作業時的上料喂入和卸料裝袋等人工負荷較重，一般在基本型全喂入(軸流或切流)花生摘果機基礎上采用內燃機或拖拉機動力驅動，加裝一些輔助裝置如上料輸送裝置、接料輸送裝置、牽引行走裝置等構成改進型花生摘果機(圖12h)，從而可方便地移動作業場所，也可移動到田間進行固定或移動作業，從而減少了分段收獲中的人工撿拾、運輸環節，提高了摘果作業。如圖13b所示，拖拉機牽引大型軸流式全喂入摘果機田間移動并通過動力輸出軸帶動摘果機運轉，人工直接將花生植株撿拾喂入，實現田間移動摘果作業，從而減少了撿拾、運輸等作業環節。這種作業方式雖然不及兩段收獲方式的撿拾收獲機作業效率，但機械投資少，簡單實用，解決了農村花生收獲中的實際問題。

3.3 中國花生聯合收獲機

花生聯合收獲機是一次完成花生起挖、去土、摘果和清選等作業環節從而獲得莢果的花生收獲機械，其集成度高、結構復雜、功能最全。21世紀初期，我國農業部南京農業機械化研究所和青島農業大學與相關企業聯合，在引進和消化中國臺灣花生聯合收獲機技術基礎上[23-25,28-29,56]，研發出多種品牌和型號的花生聯合收獲機(表4)。花生聯合收獲機按動力配置分自走式和背負式，其中，自走式分為輪式和履帶式；按花生摘果裝置類型分全喂入式和半喂入式；按一次收獲壟數和行數分為1壟2行(大壟雙行)和2壟4行[29,57-67]。

半喂入式和全喂入式花生聯合收獲機總體結構基本相同(圖14、15)，二者均由底盤、傳動系統和分禾裝置、扶禾裝置、挖掘裝置、夾持輸送裝置、清土裝置、摘果系統、清選系統、集果系統等部分構成, 作業組件和底盤總體成側向配置。其主要區別在于花生摘果裝置，前者采用半喂入方式摘果，其摘果裝置為一對轉向相反、摘果刮板差相的摘果輥構成，即差相摘果(圖14)；后者采用全喂入花生摘果裝方式，其摘果裝置主要是單滾筒軸流全喂入摘果裝置(圖15)。

半喂入花生聯合收獲機作業時，固定在起挖裝置前面的分禾與扶禾裝置，將作業幅寬內與兩側的花生植株分開并扶起, 同時挖掘鏟將花生主根鏟斷并松土,隨后植株進入輸送鏈,被拔起并夾持向上后輸送；在夾持輸送前段底部設有清土裝置, 以去除植株根部的沙土。植株輸送到摘果段時,夾持輸送鏈下部安裝的對輥摘果裝置將果莢從植株上刷落摘下,花生隨后落入刮板輸送帶升運至振動清選篩上,在振動篩和下吹風機的雙重作用下將莖葉和沙土等雜物分離并排出機外。分選出的花生果通過橫向輸送帶垂直提升機升送至集果箱,隨后進行裝袋作業，脫莢后的花生藤蔓繼續被夾持向后輸送, 而后轉接到藤蔓拋送鏈,拋送鏈將藤蔓向后拋下落至藤蔓輸送帶而被排出機后,完成收獲作業。

表4 中國典型花生聯合收獲機基本構成與特點

圖14 半喂入式花生聯合收獲機結構原理Fig.14 Structure principle of semi-feeding peanut combine1.分禾器 2.扶禾器 3.挖掘鏟 4.拔禾輸送鏈 5.清土器 6.液壓升降缸 7.橡膠履帶底盤 8.摘果輥 9.彈性擋簾 10.刮板輸送帶 11.清選篩 12.風機 13.蔓輸送帶 14.藤蔓拋送鏈 15.主機架 16.橫向輸送帶藤 17.垂直提升機

圖15 全喂入式花生聯合收獲機結構原理Fig.15 Structure principle of full-feeding peanut combine1.挖掘鏟 2. 扶禾器 3.限深裝置 4.拍土裝置 5.夾持輸送裝置 6.駕駛室 7.集果箱 8.莢果升運器 9.輔助喂入機構10.摘果滾筒 11.逐稿器 12.振動篩 13.橫向輸送器 14.風機 15.底盤

3.4 中國花生撿拾收獲機

花生撿拾收獲機(也稱花生撿拾聯合收獲機、花生撿拾摘果機)是兩段式花生收獲機械之一，完成花生植株的地面撿拾、摘果和清選作業。相比聯

合收獲機，撿拾收獲機只完成花生收獲的后段作業；而相比分段收獲機械，其將花生撿拾、集堆、運輸摘果和清選等聯合起來作業。由于美國不采用類似中國的聯合收獲，因而也常稱為花生聯合收獲機。

典型小型花生撿拾收獲機如表5所示，按動力配置分為牽引式、自走式和背負式3種類型，其中，牽引式分為拖拉機動力輸出軸驅動和獨立動力2種；按撿拾裝置類型分為齒帶式、彈齒式、齒帶與摟齒組合式。目前，牽引式小型花生撿拾收獲機應用最多、最廣泛，而且均采用單滾筒全喂入摘果裝置，撿拾工作幅寬為90～110 cm，即1個條鋪(2行)。

表5 中國典型小型花生撿拾收獲機結構與特點

大中型花生撿拾收獲機如表6所示，其中包括南京農業機械化研究所和濰坊大眾機械有限公司分別研制的4HLJ-8型和5HZL-8型輪式自走花生撿拾收獲機，冀州市嘉隆農業機械制造廠和青島農業大學分別研制5HL-3型輪式和4HJL-4型履帶式自走花生撿拾收獲機，河南豫長春機械制造有限公司生產了4XHJZ-4型牽引式花生撿拾摘果機等。

表6 中國典型大中型花生撿拾收獲機結構與特點

這些大中型花生撿拾收獲機具有動力大、一次能撿拾收獲2～4個花生條鋪(4～8行)、收獲效率高等特點，適于大面積種植花生收獲。

4 美國花生收獲機械化特點與發展動因

4.1 兩段式機械收獲方式及其技術路線的確立

經歷分段式人機組合“樁棧”收獲(1913—1950年)、多種收獲方式并存的轉型階段(1950—1965年)后，直到1965年統一了美國的兩段式機械化花生收獲方法及其起收(起挖、去土和翻轉放鋪)、晾曬、撿拾摘果、運輸和干燥的花生收獲技術路線[68-69]。兩段收獲跨越了“樁棧”收獲障礙(美國傳統花生收獲方式，即花生起挖后將有底座的木樁直立打入土中，然后將花生去土后圍繞木樁堆垛以改善晾曬效果、防止淋雨發霉)，去土后花生植株形成莢果朝上的條鋪，晾曬效果好且機械撿拾容易，晾曬后的花生植株性狀均齊、摘果與清選容易，作業效率和質量高、花生品質好，同時機械結構相對簡化、農藝適應性強。兩段收獲方式和收獲技術路線確立，為花生收獲機械研發指明方向和目標，隨后有很多花生起收機和撿拾收獲機等得以發明并成功地應用于花生收獲[70-71]。直到今天，美國的兩段式機械化花生收獲技術仍在不斷完善并被阿根廷、巴西和澳大利亞等國家采用[10,12,72-73]。

4.2 農機農藝結合的機械化生產技術體系

美國傳統花生耕作分為清種和間作2種，花生種植目的分為收獲莢果、收獲秸稈和作為綠肥還田3種，各州花生品種和種植行距等存在差異，直到20世紀60年代，美國花生實行平作與清種。匍匐、半匍匐花生側枝多且貼近地面生長、匍匐范圍大[74-78]，因而采用大行距種植。

美國制定了與2種拖拉機輪距匹配的寬窄單行、寬窄雙行3種規范化種植模式(圖16)，為機械收獲創造了有利條件[79]。3種規范化種植模式中，L1模式針對拖拉機輪距182 cm，窄行距81 cm、寬行距101 cm便于輪胎經過；L2和L3是分別針對拖拉機輪距182 cm、193 cm的寬窄雙行模式，L2模式輪胎經過寬行距為91 cm、中間和兩側寬行距均為56 cm、窄行距18 cm；L3為大寬行的寬窄行模式，輪胎的中間壟距為56 cm、其余壟距為91 cm、行距為23 cm[80-82]。

圖16 美國花生種植基本模式Fig.16 American peanut planting modes

4.3 系列化大型機械化收獲作業模式

美國花生集中在佐治亞、亞拉巴馬、北卡萊羅納等南部相鄰7個州，氣候、地形地貌和土壤條件十分相似，且以沙壤土為主、土地平坦，花生種植實行一年一作并主要與棉花和玉米輪作。由于家庭農場土地規模大、花生種植面積集中且規范化種植，適于大規模機械作業。

目前，美國花生收獲主要采用4行(工作幅寬3.6～3.8 m)、6行(工作幅寬5.4～5.8 m)和8行(工作幅寬7.2～7.6 m)的大型花生起收機和撿拾收獲機，可做到適時起收和撿拾摘果作業，作業效率高、收獲損失、品質好[83]。雖然AMADAS公司生產8行自走式花生撿拾收獲機，但實際用量不大，農戶更多使用6行牽引式花生撿拾收獲機。2行花生收獲機因與中小型拖拉機配套，作業效率低，花生生產中很少使用，一般用于花生繁種和花生研究使用。花生起收后的晾曬過程中，若遇降雨影響晾曬和撿拾情況，需要使用花生條鋪處理機進行花生條鋪移位通風、改善晾曬效果。花生收獲系列化作業機械還包括配套的花生田間運輸車、花生干燥運輸車和花生秸稈撿拾打捆機等。

4.4 學科融合與研用結合的技術研發體系

美國從事花生研究的機構和人員不多，除Georgia、Alabama、North Carolina、Florida、Virginia 等州立大學農學院有少數教授兼作花生教學、科研和推廣外，美國只有一個隸屬農業部的花生研究實驗室(The National Peanut Research Laboratory，Agricultural Research Service，United States Department of Agriculture)，其8位專家中有從事花生育種、栽培和植保等研究專家6人，從事花生機械和貯藏等研究專家2人。但是，花生機械化技術既是花生技術研究內容之一，同時也作為花生科研實施運行的載體，貫穿于品種、栽培、管理和收獲等多方面并形成整套機械化生產技術體系。

就美國花生收獲機械化技術而言，公立大學與科研機構、機械制造企業、花生種植農場等既有合作更有分工，其中，大學與科研機構一般只進行基礎性、戰略性和方向性研究，同時向農民和企業宣傳研究成果和發展方向等[72]，而花生收獲機械研發如同機械生產一樣，均屬企業自身的經營行為，需要企業自己進行研發的前期可行性研究、籌集研發資金和技術力量進行研發、將技術轉化為產品。聯邦和州政府不為企業提供任何研發與生產補助，但通過給種植花生的農民提供花生價格補貼，提高經濟購買力和使用新型花生收獲機械的積極性。這就意味著，花生機械企業為生存而不斷與同類企業競爭，必須不斷進行技術創新、推出新機械產品，同時要為研發新產品進行前期投入并承擔研發失敗的風險。

4.5 高效的花生收獲社會化服務

美國大型化、系列化的花生收獲機械價格相對昂貴，如2013年秋季舉行的美國南部農業展覽會上， AMADAS 6行牽引式花生起收機、6行牽引式花生撿拾收獲機和8行自走式花生撿拾收獲機面議價格分別為4～5、13～15、30～35萬美元，而同期美國花生莢果均價僅為0.54～0.60美元/kg。除起收機和撿拾收獲機外，花生收獲還需配套投資大、利用率不高的專用田間卸運輸車和花生干燥運輸車。因此，部分農場主選擇代收或租賃機械進行花生收獲。美國發達信息化系統提供花生收獲所需信息，如農場與耕地位置、耕地規模、土壤類似、種植品種與收獲時間等，提供的農機與作業交易平臺上，提供花生收獲機械類型、型號、數量、租賃和代收服務指導價格等信息。為保證花生交易公平，政府在所有花生集散地設立第三方花生質量檢測站，專門進行買賣花生品種、均齊度、含雜率和水分等質量檢驗，最終確定花生等級和價格，保證花生公平交易。

5 中國花生收獲機械化主要問題及發展趨勢

5.1 中國花生收獲機械化歷史回顧

自1959年農業部南京農業機械化研究所研制第一臺花生起收機[84]，中國花生收獲機械研究經歷探索起步期(1958—1978年)、分段收獲機械研發期(1979—2002年)、聯合收獲機主研期(2003—2011年)和兩段收獲機械主研期(2012年至今)4個階段。期間，1980年引進美國Hobbs-663型2行花生起收機和Lilliston-1580型花生撿拾收獲機[85-87]，2003年引進中國臺灣產TBH-3252型履帶自走式花生聯合收獲機[24-26]。21世紀初期，研制出實用化的4HW 等系列、4H-2型花生收獲機。近10年來，在國家科技項目支持下，青島農業大學尚書旗等聯合青島萬農達花生機械公司、青島弘盛汽車配件有限公司和山東五征集團有限公司等企業成功研制了4HQL-2、4HB-2A和4HBL-4等型號花生聯合收獲機和4HJL-4型花生撿拾收獲機，在挖掘、去土、輸送、全喂入摘果和聯合收獲理論、技術上獲得多項突破[52, 66-67, 69,87-92]；農業部南京農業機械化研究所胡志超等聯合江蘇宇成動力集團有限公司等企業，成功研制了4HLB-2、4HLB-4型履帶自走半喂入式花生聯合收獲機和4HLJ-8型花生撿拾收獲機，在半喂入花生聯合收獲理論、鏟拔組合起秧、擺拍去土和半喂入對輥摘果等原理和技術上獲得突破[29,57-65]；沈陽農業大學高連興團隊進行了彈齒式花生撿拾裝置、花生摘果裝置和花生脫殼原理研究，在花生撿拾、摘果損傷和脫殼損傷理論和技術上取得突破[54-56,93-103]。

如上所述，我國真正意義的花生收獲機械研發與應用主要始于21世紀初，發展歷史相對較短，雖然取得一定進展但仍存在一系列問題，需要在總結經驗的基礎上明確今后的研究重點與發展趨勢。

5.2 中國花生收獲機械化主要問題

(1)花生收獲機械化發展相對緩慢：2015年全國花生收獲機機械化水平已超過油菜機收率的29.4%、棉花機收率的18.8%和馬鈴薯機收率的25.4%，但遠不及玉米機收率的64.2%、大豆機收率的58.7%和水稻機收率的82.3%；花生機收率從2008年的13.10%增長到2015年的30.2%，7年間增長了17個百分點，而水稻和玉米機收率增長同樣幅度僅用3～5年(表7)[18]。

(2)花生收獲機械化發展不平衡：從表8可知[18]，2014年占中國花生種植面積90%以上的前14個省份中，遼寧省和山東省花生機收率達到70%以上，吉林省和河南省分別為37.49%、33.12%，河北省26.59%，江蘇省、江西省和湖北省不足10%，其他省份不足1%甚至沒有使用機械收獲花生。

表7 2000—2015年中國主要農作物和花生收獲機械化水平

表8 中國主要省份2014年花生種植面積和收獲機械化水平

(3)大中型花生收獲機械推廣緩慢：目前中國有數以百計的企業研發和生產多種大中型自走式花生聯合收獲機和撿拾收獲機，然而，很多企業研發的花生收獲機械結構原理和關鍵部件等高度雷同，體現技術創新的花生收獲機械并不多。這些大中型花生收獲機械普遍存在農藝適應性問題且結構相對復雜，價格少則6～8 萬元、多則10～15萬元，而且花生收獲季節過后不能作為他用，現實生產中很難大面積推廣應用。相反，2行小型花生起收機、撿拾收獲機等，很容易與農民普遍擁有小型拖拉機配套，對地塊大小和種植農藝等適應性強、結構簡單而機動靈活、操作簡便且可靠性高，深受歡迎并發揮著主要作用，2016年遼寧、吉林、河北等省花生收獲期間供不應求。

(4)花生生產地域性差異顯著：中國花生種植區域廣泛，區域間甚至同一產區內部氣候、地形地貌和土質條件不同，耕作制度和花生耕種方式等存在顯著差異，河南省、山東省和遼寧省花生栽培種植方式見表9[7]。同時，花生生產經營規模不同也導致花生種植規模和地塊存在較大差異。顯著的花生生產地域性差異最終導致不同區域乃至同一區域內的適宜花生機械化收獲方式、花生收獲機械類型與規格等存在不同，從而使花生收獲機械化實現技術內容增多、難度加大。

表9 中國主產區典型花生栽培與種植方式

5.3 中國花生收獲機械化發展趨勢

基于我國花生收獲機械化已有基礎和主要問題，借鑒美國和中國臺灣花生收獲機械化成功經驗，綜合分析花生生產現狀及其自然條件、社會經濟與農業農機發展狀況，我國花生收獲機械化發展趨勢及亟待進行的重點研究如下：

(1)因地制宜確立區域最佳花生收獲方式和技術路線

各種花生收獲方式均有其特點和適用條件，中國花生種植區域廣泛且差異顯著，多種花生收獲方式將在相當長時期內共存。需要在深入調研基礎上，結合地域條件因地制宜確立不同區域最佳花生收獲方式和技術路線，有針對性地進行花生收獲機械技術研發和推廣應用。

(2)農機農藝結合建立規范化區域花生種植技術體系

針對現有各主產區花生耕種種植多樣化現狀，從農機農藝結合角度出發，合理優化并形成區域規范的花生生產技術體系，為花生生產及其收獲機械化提供基礎條件。

(3)中小型兩段式花生收獲機械仍是主要研發目標

農民農機基礎、經濟能力和花生生產特點及花生收獲機械化技術推廣實際表明，小型花生收獲機械在目前與將來相當長時期發揮主導作用，特別與小型拖拉機配套、價格適中的牽引式小型花生起收機、撿拾摘果機等，而自走式花生聯合收獲機和自走式花生撿拾收獲機因其結構、適應性、價格和利用率等因素，推廣應用將遇到一定限制。在完善現有小型花生收獲機械技術基礎上，開發4行花生起收機和4～6行中型牽引式花生撿拾收獲機。

(4)花生起收機主要研究方向

適于沙土和輕壤土種植花生的鏟夾式起收機和適于中壤土種植花生的鏟鏈式起收機將成為我國主導機型，前者基本實現側向放鋪但可靠性和適應性有待加強，需要從夾持部件型式、花生夾持位置、速度、夾持輸送角度以及夾持點相對起挖鏟水平距離等方面進行優化；后者尚未很好解決起挖掉果和有序放鋪問題，需要從直立型花生放鋪機理、放鋪機構、鏈桿速度和輸送傾角等方面進行研究。

(5)花生聯合收獲機和撿拾收獲機研究重點

花生聯合收獲主要解決起收裝置的對行和行距適應性、多行匯交輸送和莢果清選等技術難題。花生撿拾收獲機主要研究直立型花生的撿拾適特性，撿拾裝置類型優選和參數優化，摘果裝置類型優化及其與整機的優化匹配，減輕撿拾損失和莢果損傷，提高收獲效率。

(6)加速覆膜花生收獲機械技術的攻關

覆膜種植是解決干旱與低溫、確保花生穩產高產的重要措施，在目前尚未使用可降解地膜替代情況下，首先需要研究地膜與花生植株根部結合機理，然后確定地膜分離方法，即起收前分離、起收后與摘果前分離和收獲后進行膜秧分離，最終研制不同結構原理的收獲機械。

6 結束語

通過對世界花生收獲機械化發展概況、中國和美國花生收獲機械技術現狀、發展環境與歷程進行綜合分析，闡述了中美兩國花生收獲機械化技術特點及其在花生生產發展中的重要作用，歸納了美國花生收獲機械化發展動因，深入分析了我國花生收獲機械化發展的主要問題及其原因，提出了我國花生收獲機械化的研究重點與發展趨勢。因地制宜確立區域最佳花生收獲方式和技術路線、建立規范化區域花生種植技術體系，進一步以中小型兩段式花生收獲機械作為主要研發目標，明確花生起收機、花生聯合收獲機和撿拾收獲機研究方向與重點，同時加速覆膜花生收獲機械的攻關，對全面發展我國花生收獲機械化具有重要意義。

1 National Agricultural Statistics Service. Crop production[R]. United States Department of Agriculture, 2016.

2 International Nut & Dried Fruit. Global statistical review 2014—2015[EB/OL](2015-05-26)[2017-03-01].http:∥www.nutfruit.org/201415-global-statistical-review.

3 ANVO D J, CHAPIN J W, MARSHALL M, et al. Peanut money-maker production guide 2016[EB/OL](2016-01-06)[2017-03-01]. http:∥www.clemson.edu/extension/rowcrops/peanuts/index.html.

4 汪建國. 赴臺考察農業機械化之見聞[J]. 臺灣農業情況,1994(1):6-9.

5 FLETCHER S M, REVOREDO C L. World peanut market: an overview of the past 30 years[R]. Research Bulletion 437, University of Georgia, 2009.

6 高連興，劉維維，劉志俠，等. 我國花生起收機概念與結構特點分析[J]. 中國農機化學報，2014，35(4):63-68. GAO Lianxing, LIU Weiwei, LIU Zhixia, et al. Analysis on concept and stucture characteristics of peanut diggers in China[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2014, 35(4):63-68. (in Chinese)

7 陳有慶，胡志超，王海鷗，等. 我國花生機械化收獲制約因素與發展對策[J]. 中國農機化，2012(4):14-17, 11. CHEN Youqing, HU Zhichao, WANG Haiou, et al. Restrictive factors and development countermeasure for peanut mechanized harvesting in China[J]. Chinese Agricultural Mechanization, 2012(4):14-17, 11. (in Chinese)

8 王艷. 中國花生主產區比較優勢研究[D].南京：南京農業大學，2013. WANG Yan. Study on the comparative advantage of Chinese groundnut in main producing areas[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2013. (in Chinese)

9 楊藹華，侯福分，陳彥雄. 臺灣落花生生產技術之演進[J]. 花生學報，2010，39(1):5-7. YANG Aihua, HOU Fufen, CHEN Yanxiong. Evolution of the groundnut cultural technique in Taiwan[J]. Journal of Peanut Science, 2003,39(1):5-7. (in Chinese)

10 禹山林，陶壽祥，宋連生，等. 阿根廷花生科技考察報告[J].花生學報，2003，32(1):26-28. YU Shanlin, TAO Shouxiang, SONG Liansheng, et al. Argentina peanut scientific investigation report[J]. Journal of Peanut Science, 2003,32(1):26-28. (in Chinese)

11 AGROCHART. Argentina: oilseeds and peanuts update[EB/OL]. http:∥www.agrochart.com/en/news/2379/argentina-oilseeds-and-products-update-feb-2016.html.2015.

12 GRAEME Wright, LIONEL Wieck, PAT Harden. August peanut production guide[EB/OL]. www.pca.com.au. 2013.

13 LOPES D C. Potential crops for biodiesel production in Brazil: a review[J]. World Journal of Agricultural Sciences, 2011, 7(2):206-217.

14 VLADIMIR Pekic. Brazil records increase in peanut output[EB/OL]. https:www.agranet.com/agra/foodnews/dfn/nuts/pean-uts/brazil-records-increase-in-peanut-output-526392.htm, 2016.

15 SHANKARAPPA Talawar. Peanut in India: history, production, and utilization[R]. Georgia: Sustainable Human Ecosystems Laboratory University of Georgia, 2004.

16 AJEIGBE H A , WALIYAR F, ECHEKWU C A, et al. A farmer’s guide to profitable groundnut production in Nigeria[R]. International Crops Research Institute for the Semi-arid Tropics, 2015.

17 ANTIAOBONG E A, BHATTARAI K R. Growth trends and sources of output growth for oil palm and groundnut production in Nigeria(1961—2007)[J]. Trends in Agricultural Economics, 2012, 5(3):96-103.

18 中華人民共和國農業部.2016中國農業機械化年鑒[M].北京：中國農業科學技術出版社，2016.

19 高連興，劉維維，王得偉，等. 典型花生收獲工藝流程及相關機械術語研究[J]. 花生學報，2014，43(3):26-30. GAO Lianxing, LIU Weiwei, WANG Dewei, et al. Typical technological processes and machine concepts of peanut harvesting in China[J]. Journal of Peanut Science, 2014, 43(3):26-30. (in Chinese)

20 楊敏麗. “十二五”中國農業機械化發展形勢分析[J]. 中國農機化，2011(1):9-14, 22. YANG Minli. Analysis on situation of agricultural mechanization development in the next five years[J]. Chinese Agricultural Mechanization, 2011(1):9-14, 22. (in Chinese)

21 白人樸，楊敏麗，劉清水. 中國農業機械化所處發展階段分析[J]. 中國農機化，1999(2):33-36.

22 尚書旗，王方艷，劉曙光，等. 花生收獲機械的研究現狀與發展趨勢[J]. 農業工程學報，2004，20(1):20-25. SHANG Shuqi, WANG Fangyan, LIU Shuguang, et al. Research situation and development trend on peanut harvesting machinery[J]. Transactions of the CSAE, 2004, 20(1):20-25. (in Chinese)

23 尚書旗，劉曙光，王方艷，等. 花生生產機械的研究現狀與進展分析[J]. 農業機械學報，2005，36(3):143-147. SHANG Shuqi, LIU Shuguang, WANG Fangyan, et al. Current situation and development of peanut production machinery[J]. Transactions of the Chinese Society for Agriculture Machinery, 2005, 36(3):143-147. (in Chinese)

24 尚書旗. 擺動式花生收獲裝置的設計原理與試驗研究[D].沈陽：沈陽農業大學,2005 SHANG Shuqi. Study on design principle and testing for swing type peanut harvesting installation[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2005. (in Chinese)

25 楊然兵. 4HQL-2型花生聯合收獲機主要裝置的設計與試驗研究[D]. 沈陽：沈陽農業大學，2009. YANG Ranbing. Study on design principle and tests for main parts of 4HQL-2 peanut combine[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2009. (in Chinese)

26 胡志超. 半喂入花生聯合收獲機關鍵技術研究[D]. 南京：南京農業大學，2011. HU Zhichao. Study on key technologies of half-feed peanut combine harvester[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2011. (in Chinese)

27 山東赴臺灣農機考察團. 臺灣的農業機械化[J]. 山東農機化，2002(12):23-24.

28 肖林樺. 臺灣農業機械化與農機工業[J]. 糧油加工與食品機械，1995(2):31-32.

29 王艷紅，張倩. 允全牌花生聯合收獲機演示會召開[J]. 農業機械，2006(17):18.

30 AFSHIN Azmoodeh-Mishamandani, SHAMSOLLAH Adbollahpoor, HOSSEIN Navid, et al. Comparing of peanut harvesting loss in mechanical and manual methods[J]. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research (IJABBR), 2014, 2(5): 1475-1483.

31 SCOTT Miller. Clemson automates peanut digger for improved yields[N]. Public Service and Agriculture, 2015-09-16,(5).

32 WARNER A C, KIRK K R, THOMAS J S, et al. Variable depth peanut digger: part I—design and testing[C]. ASABE Paper 141914163,2014.

33 WARNER A C, THOMAS J S, KIRK K R, et al. Variable depth peanut digger: part II—digging loss analysis[C]. ASABE Paper 141914272,2014.

34 BERTONHA R S, SILVA R P D, FURLANI C E A, et al. Losses in the peanut mechanical digging as a function of the digger shaker rotation[C]∥Intenational Annual Meeting ASA/CSSA/SSSA,2013.

35 ZERBATO C, SILVA V F A, TORRES L S, et al. Peanut mechanized digging regarding to plant population and soil water level[J]. Revista Brasileira De Engenharia Agrícola E Ambiental, 2014, 18(4):459-465.

36 ROBERSON G T, JORDAN D L. RTK GPS and automatic steering for peanut digging[J]. Applied Engineering in Agriculture, 2014, 30(3):405-409.

37 AMADAS INDUSTRIES. Peanut diggers[EB/OL]. http:∥www.amadas.com/agriculture/peanuts/peanut-diggers, 2015.

38 MIKE B. Peanut digger and combine efficiency[R]. Cooperative Extension of Colleges of Agricultural and Environmental Science, The University of Georgia. USDA. 2009-07-07.

39 NC State University, BAE. Peanut harvesting equipment: diggers and combines[EB/OL][2017-03-01]. http:∥www.bae.ncsu.edu/topic/agmachine/farmequip/harvest/peanut_harvest_guide.htm.

40 NEGRETE J C. Current status and strategies for harvest mechanization of peanut in Mexico[J]. International Journal of Agriculture & Environmental Science (SSRG-IJAES), 2015, 2(1): 7-15.

41 KELLY Manufacturing Co. Peanut combine[EB/OL]. http:∥www.kelleymfg.com/products/peanut/combine.aspx, 2015.

42 COLOMBO. 6-row twin master peanut combine[EB/OL]. http:∥colombona.com/colombo-north-america-twin-master-peanut-combine, 2015.

43 COLOMBO. 4-row twin master peanut combine[EB/OL]. http:∥colombona.com/colombo-north-america-4-row-twin-master-peanut-combine, 2015.

44 AMADAS Industries. Self-profelled peanut combine[EB/OL]. http:∥www.amadas.com/agriculture/peanuts/self-propelled-combine, 2015.

45 AMADAS Industries. Pull type peanut combine-6-row[EB/OL]. http:∥www.amadas.com/agriculture/peanuts/pull-type-peanut-Combine, 2015.

46 Kelly Manufacturing Co. Vine conditioner and vine lifter[EB/OL]. http:∥www.kelleymfg.com/products/peanut/vine_conditioner_lifter.aspx, 2015.

47 AMADAS Industries. Crop lifter conditioner[EB/OL].http:∥www.amadas.com/agriculture/peanuts/crop-lifter-conditioner, 2015.

48 AMADAS Industries. Crop transporters[EB/OL]. http:∥www.amadas.com/agriculture/peanuts/crop-transporters, 2015.

49 COLOMBO. Colombo dump cart 6500[EB/OL]. http:∥colombona.com/colombo-dump-cart-cta-6500, 2015.

50 BUTTS C L, WILLIAMS E J. Measuring airflow distribution in peanut drying trailers[J]. Applied Engineering in Agriculture, 2004, 20(3): 335-339.

51 易克傳，馮曉靜，高連興. 安徽省花生生產機械化關鍵問題與對策研究[J]. 中國農機化學報，2013，34(4):42-44,48. YI Kechuan, FENG Xiaojing, GAO Lianxing. The mechanization problem of peanut production needing solution in Anhui Province[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2013, 34(4):42-44, 48. (in Chinese)

52 蘇展. 對輥半喂入小區育種花生摘果裝置試驗研究[D]. 沈陽：沈陽農業大學，2016. SU Zhan. Study on semi-feeding peanut picker with double-roller breeding testing device[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2016. (in Chinese)

53 楊然兵，柴恒輝，尚書旗. 花生聯合收獲機彈齒式去土裝置設計與性能試驗[J/OL]. 農業機械學報，2014，45(8):66-71, 92.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20140811&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.011. YANG Ranbing, CHAI Henghui, SHANG Shuqi. Design and parameters analysis of automatic height profiling device of quadrate-bale baler pickup[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2014, 45(8):66-71, 92. (in Chinese)

54 陳中玉，關萌，高連興，等. 兩段收獲花生螺桿彎齒式軸流摘果裝置設計與試驗[J/OL]. 農業機械學報，2016，47(11):106-113. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20161114&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2016.11.014. CHEN Zhongyu, GUAN Meng, GAO Lianxing, et al. Design and test on axail flow peanut picking device with screw bending-tooth[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(11):106-113. (in Chinese)

55 關萌，陳中玉，高連興，等. 多功能組合式全喂入花生摘果試驗裝置研究[J/OL]. 農業機械學報，2015，46(11):88-94. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20151114&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2015.11.014. GUAN Meng, CHEN Zhongyu, GAO Lianxing, et al. Multifunctional modular full-feeding peanut picking testing device[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(11):88-94. (in Chinese)

56 李獻奇. 雙吸風口振動式花生摘果機清選裝置研究[D]. 沈陽：沈陽農業大學，2015. LI Xianqi. Study on cleaning device of peanut picker with double air-suction inlets with vibration screen[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2015. (in Chinese)

57 胡志超，王海鷗，王建楠，等. 4HLB-2型半喂入花生聯合收獲機試驗[J]. 農業機械學報，2010，41(4):79-84. HU Zhichao, WANG Haiou, WANG Jiannan, et al. Experiment on 4HLB-2 type half feed peanut combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2010, 41(4):79-84. (in Chinese)

58 胡志超，彭寶良，謝煥雄，等. 升運鏈式花生收獲機的設計與試驗[J]. 農業機械學報，2008，39(11):220-222.

59 胡志超，陳有慶，王海鷗，等. 振動篩式花生收獲機的設計與試驗[J]. 農業工程學報，2008，24(10):114-117. HU Zhichao, CHEN Youqing, WANG Haiou, et al. Design and experimental research on vibrating type peanut harvester[J]. Transactions of the CSAE, 2008, 24(10):114-117. (in Chinese)

60 胡志超，王海鷗，彭寶良，等. 半喂入花生摘果裝置優化設計與試驗[J/OL]. 農業機械學報，2012，43(增刊):131-136. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=2012s26&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2012.S0.026. HU Zhichao, WANG Haiou, PENG Baoliang, et al. Optimized desing and experiment on semi-feeding peanut picking device[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(Supp.):131-136. (in Chinese)

61 胡志超，王海鷗，彭寶良，等. 4HLB-2型花生聯合收獲機起秧裝置性能分析與試驗[J]. 農業工程學報，2012，28(6):26-31. HU Zhichao, WANG Haiou, PENG Baoliang, et al. Performance analysis and experiment on operation process of plant lifting device in 4HLB-2 type peanut combine harvester[J]. Transactions of the CSAE, 2012, 28(6):26-31. (in Chinese)

62 王伯凱，胡志超，吳努，等. 4HZB-2A花生摘果機的設計與試驗[J]. 中國農機化，2012(1):111-114. WANG Bokai, HU Zhichao, WU Nu, et al. Desing and experiments of 4HZB-2A peanut picker[J]. Chinese Agricultural Mechanization, 2012(1):111-114. (in Chinese)

63 胡志超，王海鷗，王建楠，等. 4HLB-2型半喂入花生聯合收獲機試驗[J]. 農業機械學報，2010，41(4):79-84. HU Zhichao, WANG Haiou, WANG Jiannan, et al. Experiment on 4HLB-2 type half feed peanut combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2010, 41(4):79-84. (in Chinese)

64 胡志超，彭寶良，尹文慶，等. 多功能根莖類作物聯合收獲機設計與試驗[J]. 農業機械學報，2008，39(8):58-61. HU Zhichao, PENG Baoliang, YIN Wenqing, et al. Desing and experiment on multifunctional root-tuber crops combine[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2008, 39(8):58-61. (in Chinese)

65 胡志超，彭寶良，尹文慶，等. 4LH-2型半喂入自走式花生聯合收獲機的研制[J]. 農業工程學報，2008，24(3):148-153. HU Zhichao, PENG Baoliang, YIN Wenqing, et al. Design of 4HL-2 type half-feed and self-propelled peanut combine[J]. Transactions of the CSAE, 2008, 24(3):148-153. (in Chinese)

66 王東偉，尚書旗，趙大軍，等. 4HBL-4型二壟四行半喂入自走式花生聯合收獲機[J/OL]. 農業機械學報，2013，44(10):86-92. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20131015&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.015. WANG Dongwei, SHANG Shuqi, ZHAO Dajun, et al. Type 4HBL-4 two-ridges and four-lines semi-feeding self-propelled peanut combine harvester[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013,44(10):86-92. (in Chinese)

67 王東偉，尚書旗，李想，等. 花生聯合收獲機L型輸送清選分離機構研究[J/OL]. 農業機械學報，2013，44(增刊2):68-74, 51. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=2013s214&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S2.014. WANG Dongwei, SHANG Shuqi, LI Xiang, et al. Type-L cleaning separation mechanism of peanut combine harvester[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(Supp.2):68-74, 51. (in Chinese)

68 National Agicultural Statistics Service. Crop production historical track records[R]. United States Department of Agriculture, 2016.

69 王東偉，尚書旗，韓坤. 4HJL-2型花生聯合收獲機摘果機構的設計與試驗[J]. 農業工程學報，2013，29(14):15-25. WANG Dongwei, SHANG Shuqi, HAN Kun. Desing and test of picking mechanism in 4HJL-2 peanut combines[J]. Transactions of the CSAE, 2013, 29(14):15-25. (in Chinese)

70 楊敏麗，白人樸. 我國農業機械化發展的階段性研究[J]. 農業機械學報，2005，36(12):167-170.

71 MOONEY B. Peanut digger and shaker: U.S., 2384763[P]. 1945-09-11.

72 Foreign Agricultural Service. Oilseeds: world markets and trade[R]. United States Department of Agriculture, 2016.

73 HOBBS K. Peanut digger: U.S., 3319720[P]. 1967-05-16.

74 CUNDIFF J S, BAKER K D. Curing quality peanuts in Virginia[EB/OL]. https:∥pubs.ext.vt.edu/442/442-062/442-062_pdf, 2009.

75 AHMAD Munir, ALI Mirani Asif. Heated air drying of groundnut[J]. Pakistan Journal of Agricultural Research, 2012, 25(4): 272-279.

76 National Agricultural Statistics Service. Usual planting and harvesting dates for U.S. field crops[R]. United States Department of Agriculture, 1997.

77 VARA Prasad P V, KAKANI Vijaya Gopal, UPADHYAYA Hari D. Growth and production of groundnuts[J]. UNESCO Encyclopedia, 2012(2):1-26.

78 BEASLEY John, JORDAN David, LEMON Robert. Agricultural practices for peanut growing and harvesting[N]. American Peanut Council Good Management Practices, 2002(1):1-12.

79 The State of Queensland. The peanut industry(Australian)[R]. Department of Primary Industries and Fisheries, Australlan, 2007.

80 WRIGHT G, WIECK L, HARDEN P. Peanut production guide[EB/OL]. www.pca.com.au, 2013.

81 KELLY MANUFACTURING Co. American peanut row spacing chart[EB/OL]. http:∥www.kelleymfg.com/products/peanut/American%20Peanut%20Row%20Spacing%20Chart.pdf, 2015.

82 BALKCOM K S, ARRIAGA F J, BALKCOM K B, et al. Single- and twin-row peanut production within narrow and wide strip tillage systems[J]. Agronomy Journal, 2010, 102(2):507-512.

83 GARY Roberson. A history of peanut mechanization[EB/OL]. http:∥www.bae.ncsu.edu/mission_history/galleries, 2016.

84 王亮，魏建軍，李艷，等. 中國花生全程機械化發展狀況及其在新疆的應用[J]. 中國農學通報，2014,30(2)：161-168. WANG Liang, WEI Jianjun, LI Yan, et al. Development of peanut’s whole course mechanization in our country and the application in Xinjiang[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2014, 30(2):161-168. (in Chinese)

85 薛家龍. 40-120型多用收獲機[J]. 農業機械，1979(4):8-9.

86 劉艾莉. 利斯頓-1580型花生聯合收獲機研學簡訊[J]. 糧油加工與食品機械，1982(7):56-57.

87 赴美花生機械考察組. 關于赴美考察花生機械的報告[J]. 花生科技，1980(2):37-41.

88 楊然兵，徐玉鳳，梁潔，等. 花生機械收獲中根、莖、果節點的力學試驗與分析(英文)[J]. 農業工程學報，2009，25(9):127-132.

89 尚書旗，李國瑩，楊然兵，等. 4HQL-2型全喂入花生聯合收獲機的研制[J]. 農業工程學報，2009，25(6):125-130. SHANG Shuqi, LI Guoying, YANG Ranbing, et al. Development of 4HQL-2 type whole-feed peanut combine[J]. Transactions of the CSAE, 2009, 25(6):125-130. (in Chinese)

90 尚書旗，周亞龍，王曉燕，等. 三種花生收獲機的作業性能對比試驗研究[J]. 農業工程學報，2008，24(6):150-153. SHANG Shuqi, ZHOU Yalong, WANG Xiaoyan, et al. Comparative experimental study on working performance of three kinds of peanut harvesters[J]. Transactions of the CSAE, 2008, 24(6):150-153. (in Chinese)

91 尚書旗，劉曙光，梁潔，等. 4H-2型花生收獲機挖掘部件載荷試驗與分析[J]. 農業工程學報，2007，23(1):116-119. SHANG Shuqi, LIU Shuguang, LIANG Jie, et al. Test and analysis of load on the digging part of the 4H-2 model peanut harvester[J]. Transactions of the CSAE, 2007, 23(1):116-119. (in Chinese)

92 李建東，尚書旗，李西振，等. 我國花生脫殼機械研究應用現狀及進展[J]. 花生學報，2006，35(4):23-27. LI Jiandong, SHANG Shuqi, LI Xizhen, et al. Application situation and developing analysis on peanut shelling machinery[J]. Journal of Peanut Science, 2006, 35(4):23-27. (in Chinese)

93 劉明國. 花生脫殼與損傷機理及立錐式脫殼機研究[D]. 沈陽：沈陽農業大學，2011. LIU Mingguo. Study on peanut shelling damage mechanism and development of the vertical cone type shelling machine[D]. Shenyang:Shenyang Agricultural University, 2011. (in Chinese)

94 關萌. 全喂入花生摘果試驗裝置與摘果機關鍵部件研究[D]. 沈陽：沈陽農業大學，2016. GUAN Meng. Research on picking methods and key components of full-feeding peanut picker[D]. Shenyang:Shenyang Agricultural University, 2016. (in Chinese)

95 許濤. 彈齒式花生撿拾裝置設計及試驗研究[D]. 沈陽：沈陽農業大學，2016. XU Tao. Design and experiment study on the spring-finger type of peanut pickup device[D]. Shenyang:Shenyang Agricultural University, 2016. (in Chinese)

96 許濤，沈永哲，高連興，等. 基于兩段收獲的彈齒式花生撿拾機構研究[J/OL]. 農業機械學報，2016，47(3):90-97，111. XU Tao, SHEN Yongzhe, GAO Lianxing, et al. Spring-finger peanut pickup mechanism based on two-stage harvest[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(3):90-97, 111. (in Chinese)

97 高連興，杜鑫，張文，等. 雙滾筒氣力循環式花生脫殼機設計[J]. 農業機械學報，2011，42(10):68-73. GAO Lianxing, DU Xin, ZHANG Wen, et al. Double-roller peanut sheller with pneumatic circulating[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2011, 42(10):68-73. (in Chinese)

98 許濤，沈永哲，高連興，等. 彈齒滾筒式花生撿拾機構的動態仿真分析[J]. 沈陽農業大學學報，2016，47(2):192-198. XU Tao, SHEN Yongzhe, GAO Lianxing, et al. Dynamic simulation analysis of spring-finger cylinder peanut pickup mechanism[J]. Journal of Shenyang Agricultural University, 2016, 47(2):192-198. (in Chinese)

99 關萌，沈永哲，高連興，等. 花生起挖晾曬后的果柄機械特性[J]. 農業工程學報，2014，30(2)：87-93. GUAN Meng, SHEN Yongzhe, GAO Lianxing, et al. Mechanical properties of peanut peg after digging and drying[J]. Transactions of the CSAE, 2014,30(2):87-93. (in Chinese)

100 GUAN Meng, ZHAO Baoquan, GAO Lianxing, et al. Effect of curing time on moisture content and mechanical properties of peanut pods[J]. International Agricultural Engineering Journal, 2015,24(2):1-8.

101 高連興，李獻奇，關萌，等. 雙吸風口振動式花生莢果清選裝置設計與試驗[J].農業機械學報，2015，46(3)：110-117.GAO Lianxing，LI Xianqi， GUAN Meng，et al. Design and test on cleaning device of peanut pods with double air-suction inlets with vibration screen[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2015，46(3): 110-117. (in Chinese)

102 高連興，蘇展，陳中玉，等. 對輥半喂入式小區育種花生摘果裝置設計與試驗[J/OL]. 農業機械學報，2016，47(9):93-98.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20160914&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2016.09.014. GAO Lianxing, SU Zhan, CHEN Zhongyu, et al. Design and experiment of double-roller semi-feeding peanut picking device for breeding in mini type area[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(9):93-98. (in Chinese)

103 高連興，回子健，董華山，等. 三滾式小區育種花生脫殼機設計與試驗[J/OL]. 農業機械學報，2016,47(7):159-165. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20160722&flag=1. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2016.07.022. GAO Lianxing, HUI Zijian, DONG Huashan, et al. Desing and experiment of peanut sheller with three drums for plot breeding[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(7):159-165. (in Chinese)

Analysis on Technology Status and Development of Peanut Harvest Mechanization of China and the United States

CHEN Zhongyu1,2GAO Lianxing1CHEN Charles3BUTTS C L4

(1.CollegeofEngineering,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110866,China2.CollegeofAutomotiveEngineering,YanchengInstituteofIndustryTechnology,Yancheng224005,China3.CollegeofAgriculture,AuburnUniversity,Auburn,AL36849,USA4.NationalPeanutResearchLaboratory,USDA,ARS,Dawson,GA31742,USA)

Peanut is a very important crop for production and trade of edible oil in the world and in China. China is the largest peanut producer in total annual production which accounted for about 40% and the second-largest in peanut area planted accounted for about 20% in the world just followed India. However, although to be not as the large peanut producers as China, India and Nigeria, the United States, Argentina and Brazil all are the quite important peanut exporters in the world and respectively accounted for 16.03%, 23.58% and 4.72% of the world export peanut in 2016. Especially in the United States, the peanut area planted only accounted for about 2.46%, but total annual peanut production accounted for about 6.11% and export peanut accounted for 16.03% in 2016, which made the United States become the strongest peanut nation in the world. Based on comprehensively analysis, the mian reason why the United States has been the strongest peanut nation is that high level harvest mechanization played an important role in peanut production. Harvesting is a key part in peanut production, it accounted for more than 60% labor employment of the whole process. China and the United States are both the important peanut production and export superpowers in the world, but the Chinese peanut production level especially harvest mechanization level is far below that of the United States, which causes peanut export international competition difference. The American two-stage mechanization harvesting pattern and peanut harvet mechanization technology lead to its peanut production with high yield, quality, efficiency and great international market competitive advantages. However, there are several peanut mechanization harvest pattern coexisted in China and of which the low harvest mechanization level restricted its peanut production benefit and export competitiveness. Based on systematic analysis about large relevant literature and practices on peanut production, the development and technology status, history and main reasons of peanut harevest mechanization of China and the United States were deeply analyzed. The structure principles and characteristicses of the newest peanut harvest machine, including peanut digger, peanut combine and peanut harvester in two stages in both China and the United States were respectively introduced and contrasted. Through comprehensive studies on the natural condition, history and social surroundings of peanut production development, the mian promoting factors which enhanced American peanut harvest mechanization and the main restricting factors of China were discovered, which had important significance to accurately comprehend the improvement of peanut production and harvest mechanization of the two countries. In the end, the development trend and key point for studying on Chinese peanut harvest mechanization were put forward, which had certain reference value for enhancing Chinese peanut harvest mechanization development, and taking some suitable measures to accelerate Chinese peanut harvest mechanization development.

peanut; harvest machine; diggers; picking harvesters; China; the Unisted States

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.04.001

2017-03-12

2017-03-29

國家自然科學基金項目(51575367)、國家重點研發計劃項目(2016YFD0702100)和高等學校博士學科點專項科研基金項目(20122103110009)

陳中玉(1981— )，男，博士生，鹽城工業職業技術學院講師，主要從事農產品收獲機械研究，E-mail: chenzhongyu_1981@126.com

高連興(1958— )，男，教授，博士生導師，主要從事農產品收獲與加工機械研究，E-mail: lianxing_gao@126.com

S225.7+3

A

1000-1298(2017)04-0001-21