甘薯收獲機發展現狀及制約因素

耿義　劉玉　倪浩　任露　羅志豪

摘要? ? 甘薯是一種有多種用途的重要農作物，提高甘薯收獲機的質量對提高甘薯的生產效率有十分重要的作用。本文集中比較和分析了國內外的一些甘薯收獲機關鍵機型，指出了我國甘薯收獲機的制約因素及發展方向，以期為加快國內甘薯收獲機的發展提供參考。

關鍵詞? ? 甘薯收獲機;現狀;制約因素;發展方向

中圖分類號? ? S225? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0164-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

甘薯是一種具有多種用途的根莖類農作物，對我國的食品、工業等方面的發展具有重大意義[1]。在甘薯的生產過程中，收獲甘薯這一環節最為耗費勞動力，制約著甘薯的生產效率，因而研究甘薯收獲機對提高甘薯的生產效率具有十分重要的意義。隨著國內甘薯需求逐漸增大，甘薯產量不斷上升，為了保證甘薯產量，必須加快對甘薯收獲機的研究，推動相關技術的轉型，盡早研發出符合我國甘薯種植狀況的甘薯收獲機[2]。

目前，國外的幾種甘薯收獲機都以大型為主，其自動化程度高、收獲效率高，能夠做到甘薯的機械化收獲。我國目前的主流甘薯收獲機都以中小型為主，甘薯的收獲大部分還處于半自動化半人工拾取狀態[3]。本文針對我國甘薯收獲機的發展現狀、制約因素以及發展方向進行了論述，以供參考。

1? ? 國內外甘薯收獲機發展現狀

1.1? ? 國外甘薯收獲機發展現狀

歐美國家的甘薯收獲機在20世紀40年代已基本發展完善，普遍應用機、電、液等相關自動化技術。美國LockWood公司研制的甘薯機是非常典型的例子，根據機身結構不同可分為2種[4]。一種是結構為直接裝載型收獲機。該類甘薯收獲機最大的特點是有很長的裝載運升臂，甘薯果實運輸時間很長，經過該收獲機處理后甘薯比較清潔。該類甘薯收獲機工作速度在6.44 km/h以下，完善的液壓操作控制系統對操作和控制來說非常簡便[5]。另一種是箱式甘薯收獲機。該收獲機共有6個裝運箱對稱分布在機器的兩側;全液壓操作，在駕駛室中即可通過相關的控制部件快速準確地控制甘薯收獲機的各個工作參數。各個裝運箱能夠做到自動上升和下降，甘薯的表皮不會受到較大的破壞。該甘薯收獲機作業之前不需要對土壤或者甘薯藤蔓進行任何預處理。該甘薯收獲機與之匹配的動力>110 kW，同時可以收獲2行甘薯，行距在1 m左右，工作速度在8 km/h以下[6]。

根據甘薯收獲機能耗大小和農業種植面積不同可以分成2類。一類是應用在美國等國的大型農場，采用大型甘薯收獲機。該類甘薯收獲機的特點主要是功能集中程度高，能耗高[7]。牽引型甘薯聯合收獲機作為中大型機型的代表，具有挖薯、傳送、清理、裝車等功能，機身長度較長，功能齊全，作業時無需對泥土和甘薯藤蔓進行預處理[4]。該機器在升運手臂、挖掘機構和分離機構方面做了優化，減少了甘薯在傳輸、挖掘過程中受到的傷害。另一類是主要應用在耕種面積較小的地區，采用日本東洋甘薯收獲機，其主要特點有能耗低、效率高、自動化程度高等。東洋甘薯機可以完成從挖掘到裝袋的所有功能。該機器裝有橢圓形振動篩，能夠快速地清理甘薯上的泥土，非常的快速和可靠[8]。

1.2? ? 國內甘薯收獲機發展現狀

近年來，隨著水稻、玉米等主要糧油作物的機械化生產逐漸完善，我國也開始注意到甘薯生產的重要性，進而甘薯收獲機在一定程度上得到了發展。目前，我國甘薯收獲機的發展仍然處于起步階段，機型主要以中小型收獲機為主。徐州甘薯中心針對平原地區的甘薯種植設計了環刀甘薯收獲器。此甘薯收獲器的原理是用環刀型破土片破開甘薯所在的壟，達到薯土分離的效果，此時甘薯分布在泥土之上，便于人工采集[9]。這種創新設計區別于老式的鏟頭設計，使得明薯率大幅度提高的同時還降低了傷薯率，減少了甘薯收獲的勞動強度[10]。

由胡良龍等[11]研發的4GS-1500甘薯機，在防止甘薯藤蔓纏繞和降低甘薯破損率方面有著突出表現。該種型號的甘薯機中由桿條升運器實現甘薯與泥土分離的功能。在桿條升運機構中間加裝了一個被動抖動輪，加大了鏈桿的抖動程度，并且研發人員通過試驗和計算找到了升運器中各個輪之間的最佳傾角，使得升運鏈的抖動在合理的范圍內，保證較低的甘薯破損率。

4U-60型收獲機與四輪拖拉機配套使用，符合目前國內大部分薯農是個體小規模種植甘薯且購買力較低的實際情況，在滿足甘薯除秧收獲的同時降低了制造成本。此甘薯收獲機的原理為以四輪拖拉機為動力源，挖掘鏟實現挖掘功能，振動篩實現清理土塊功能，由人工撿起地面上的薯塊[12]。

山東農業機械科學研究院的李? 濤等[13]研發了4UGS2型甘薯收獲機，挖掘機構的防堵設計可有效保證土壤順暢流動，減輕了藤蔓對甘薯機的纏繞;在分離土壤機構方面設計了兩段式土薯分離機;在挖掘和對壟精度方面都使用了大量的電氣液壓技術，確保了較高的挖掘精度和較低的傷薯率。

2? ? 甘薯收獲機的制約因素及發展方向

2.1? ? 甘薯種植地區地形多樣

丘陵地區的甘薯種植規模大約占我國甘薯總種植規模的1/2。丘陵地區自然地形條件及社會經濟條件都各有差異，需要采用不同類型的甘薯收獲機。在坡度較緩的丘陵地塊可采用功率較大的甘薯收獲機械;在坡度較大的丘陵地區，可采用移動靈活的中小型甘薯收獲機來提高收獲效率[14]。

2.2? ? 我國甘薯種植地塊分散

我國的甘薯種植多為農戶各自分散種植，尚未形成規模化種植。此類種植現狀對實現甘薯的機械化生產十分不利，尤其不利于發展大型聯合甘薯收獲機。研發大型甘薯收獲機需要有市場的推動，目前應當加快土地流轉的速度，促進甘薯的規模化種植[3]。

2.3? ? 我國甘薯種植農藝有待提高

甘薯的機械化生產離不開農機與農藝的結合發展。日本生產制造的甘薯收獲機的薯土分離程度高、甘薯破皮率極低，不僅因為日本甘薯收獲機結構設計優秀，還有農藝的因素。一方面日本甘薯的種植密度及行距十分合理，便于甘薯收獲機行走作業;另一方面，日本培育的甘薯外形較短，表皮不易破，便于清理泥土的同時保證較低的破薯率[15]。

3? ? 結語

我國甘薯收獲機發展仍處于初級階段，對甘薯收獲機的研究大部分處于優化機構的設計方面，微機、液壓等高新技術的運用較為少見，大型的聯合式甘薯收獲機械仍是完全依靠進口解決。目前，甘薯的收獲仍未較大程度的脫離人工勞動力，離甘薯的機械化生產還有一段距離[16]。根據目前我國甘薯種植情況和勞動力的快速流動情況，我國的甘薯收獲機的發展方向應該以中小型為主，但同時還要保持對大型聯合甘薯收獲機的不斷研究，在不斷改進甘薯機的結構基礎上，增加高新技術的應用比例[17]。總體而言，在我國目前較高的農業生產力和良好的惠農方針推動下，甘薯收獲機的發展態勢較好[18]。

4? ? 參考文獻

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