史正芳 王蘭安
花生是我國主要經濟作物之一,常年種植面積在8000萬畝左右。花生收獲主要以挖掘式單環節作業為主,智能高效聯合機械收獲比例依然較低。花生收獲機械化水平低已成為制約花生生產發展和產業成長的主要瓶頸。
我國花生種植分布廣泛,主產區在山東、河南、河北、廣東、安徽、江蘇、江西、湖北、遼寧等地區。不同地區的氣候條件和土壤條件差異很大,耕作制度也不相同,種植的品種亦各具特點。花生種植方式主要分為直播和套種兩種方式。直播根據花生播種時間不同,分為春播、夏播、秋播、冬播,種植模式有壟作、平作、間作。壟作有一壟一行、一壟二行,平作各地的行距也不盡相同,還有與紅薯、玉米、籽麻等作物的間作。
當前花生收獲機械化有兩種方式:一是分段收獲。先將花生植株從地里挖掘清土后鋪放晾曬一段時間,再撿拾并摘果。挖掘過程所用的機械稱為花生挖掘機鋪放機,撿拾摘果過程所用的機械稱為花生撿拾收獲機。二是聯合收獲。能一次完成扶秧、挖掘、拔秧、輸送、復收、清土、摘果、清選、收集等作業,完成這一過程所用的機械稱為花生聯合收獲機,又分為半喂入和全喂入兩種方式花生聯合收獲機。
1.挖掘鋪放型。適用于分段收獲的花生挖掘收獲,配套動力為四輪拖拉機或手扶拖拉機。主要有兩種機型:一是鏈條夾持輸送式花生挖掘收獲機。挖掘花生植株的同時,傳動鏈條夾持秧蔓邊振動邊向后傳輸,完成植株與泥土分離和輸送鋪放工作,該機型主要適用于壟作花生的挖掘收獲,特點是鋪放整齊,收獲效率高。二是鏈條柵格輸送式花生挖掘收獲機。挖掘后的植株通過鏈條柵格平鋪向后傳動,完成植株與泥土分離和輸送鋪放工作,該機型適用范圍廣,挖掘效率高。
2.撿拾收獲型。由撿拾機構對挖掘后晾曬的花生撿拾后輸送到摘果機構進行摘果,摘下的莢果經清選后輸送到集果箱,秧蔓可經切碎輸送到集草箱或直接拋向地面。主要有兩種型式的花生撿拾收獲機,一種是撿拾輸送機構前置機型。目前主要機型為自走輪式,結構與自走式全喂入谷物收割機相似,撿拾輸送機構置于機器的正前方,撿拾機構有偏心彈齒式或伸縮指齒式,喂入輸送機構為螺旋伸縮齒式,摘果機構為縱向軸流刀齒式滾筒,莢果輸送方式為風送式,切碎的秧蔓由風機向上吹送到集草箱。另一種是撿拾輸送機構側置機型:主要有自走輪式和牽引式兩種機型。該型式的撿拾、輸送、喂入機構為一體,位于機器一側,由帶齒爪的輸送帶完成鋪放花生的撿拾、輸送、喂入作業,摘果機構為滾杠式,摘下的莢果經清選后由鏈條刮板式或提斗式輸送機構送到集果箱,秧蔓不經切碎直接進入集秧箱。撿拾收獲機的特點是撿拾收獲效率較高,收獲后的花生含水率較低。
3.聯合收獲型。目前國內市場上成熟的花生聯合收獲機為自走半喂入式,包括輪式和履帶式,可一次完成扶秧、挖掘、拔秧、輸送、復收、清土、摘果、清選、收集等作業。該機型作物輸送機構采用側置式,其挖掘和輸送機構與鏈條夾持式花生挖掘機相似,都是采用犁鏟式挖掘機構和鏈條式。夾持機構完成花生植株的挖掘、輸送、清土作業;摘果機構為差相對輥式,摘下的莢果經振動篩和風扇清選后由莢果輸送機構送到集果箱。該機型的收獲的花生破碎和含雜率較低,作業效率較高。比較先進的三壟六行全喂入花生聯合收獲機已經在市場上出現,尚未批量生產。
1.花生挖掘機的翻棵功能缺失,清土效果不理想。市場上的花生挖掘收獲機速度快,損失率低,一直以來非常受用戶歡迎,但是因為目前國內的花生挖掘機普遍清土效果不好,且不具有翻棵功能,不能有效保證鋪放的植株莢果向上,致使晾曬后干濕不均勻,無法有效滿足分段收獲時撿拾摘果機械的作業條件。
2.花生撿拾收獲機與花生挖掘機不配套使用。由于國內的花生挖掘收獲后晾曬不均勻,同一時間挖掘的花生含水率差別較大,而土壤種植的花生挖掘鋪放后帶土率高,導致撿拾收獲機的收獲的莢果破碎率和含雜率較高,影響了機收花生的品質并且作業時粉塵濃度大,嚴重污染環境。
3.花生聯合收獲機適用性較差。當前的機型的性能指標,受土壤類型、土壤墑情、種植方式、作業品種等因素影響較大,還對斷系落果無法機收、人工操控機器操作難度高、操作不準確導致收獲效果較差。
1.具有良好的翻棵功能花生挖掘機將有發展前景。確保挖掘鋪放后花生植株莢果向上,解決鋪放后花生晾曬干濕不均勻的問題,并改進現有花生挖掘機秧土分離機構,提高秧土分離效果。
2.破碎率低的撿拾收獲機將有發展前景,并與花生挖掘機配套使用。提高摘果和清選工作部件揉軟性能,減少花生收獲的破碎率。撿拾收獲機與花生挖掘機配套使用兩端(分段)收獲方式,是美國等花生主產大國普遍使用的花生機械收獲方式。
3.具有烘干功能的花生聯合收獲是發展方向。花生聯合收獲后的花生含水率高,花生晾曬又受場地和天氣的限制,導致了用戶選用花生聯合收獲機的意愿不強。現有的花生聯合收獲機在提高適用性能同時,要加快研發具有烘干功能的機具,滿足用戶的需要。