上海地區4種綠葉菜類蔬菜收獲機械作業性能比較

陳佶 夏海榮 劉偉華 岳崇勤 夏煥

陳佶,上海市農業機械鑒定推廣站,201601

夏海榮,劉偉華,岳崇勤,夏煥,上海市農業機械鑒定推廣站

導讀：針對上海地區綠葉菜機械化生產模式,以雞毛菜為對象,對國內外4種綠葉菜收獲機械的作業性能進行比較,實際割幅滿足農藝要求,小型、輕便且具有割臺仿形機構的綠葉菜收獲機械較適合上海地區小規模種植模式。

蔬菜是上海地區除糧食作物外播種面積最大的作物。2017年上海地區蔬菜播種面積9.288萬hm2，產量293.50萬t；2018年蔬菜播種面積9.431萬hm2，產量294.49萬t[1]。蔬菜營養豐富，品種繁多，按農業生物學分類，可分為綠葉菜類、甘藍類、茄果類等。其中，雞毛菜、莧菜、茼蒿等綠葉菜生長周期短，復種指數高，具有較高的經濟價值，是上海地產蔬菜的重要組成部分。蔬菜生產是勞動密集型產業，除耕整地、植保、搬運等環節實現了一定程度的機械化，其他環節仍以人工作業為主[2]。其中收獲環節是最耗時、勞動強度最大的環節，約占總作業量的40%[3]。但日益嚴重的人口老齡化問題，造成農村勞動力短缺、生產成本增加、經濟效益降低，綠葉菜收獲已成為制約上海蔬菜產業發展最主要的矛盾。上海市農業農村委員會自2019年起在全市范圍內創建蔬菜生產“機器換人”示范基地，大力推進綠葉菜生產全程機械化。按照方案，綠葉菜種植在8 m寬塑料溫室或連棟大棚內，畦作機播，機械收割，配套農藝為：旋耕機碎土后在棚內作5畦，畦寬1.1 m、高15～18 cm，播種與收割幅寬1.05 m[4]。上海市農業機械鑒定推廣站對國內外多款綠葉菜收獲機械的結構、原理進行學習研究，并對其作業性能進行試驗驗證，為有效推進綠葉菜收獲機械化提供了依據。

圖1 鋸齒帶刀

葉菜收獲機械分類方式多樣，按收獲蔬菜類別可分為結球類、綠葉菜類和蔥韭類；按行走方式可分為手扶式和乘坐式；按收獲后蔬菜堆放方式可分為有序收獲和無序收獲[5]。葉菜收獲機械作業部分主要包括割刀、割臺、輸送裝置等，亦可裝撥禾裝置或割臺仿形機構。葉菜幾何形態和物理特性的多樣性造成收獲機械的通用性較差[6]，在采收不同品種葉菜時應選用合適的割刀、輸送裝置。目前常用的割刀主要有鋸齒帶刀（圖1）、往復式刀（圖2）、圓盤刀（圖3）等。

圖2 往復式刀

圖3 圓盤刀

1 綠葉菜收獲機械作業性能比較

1.1 4種參試機具基本情況

上海市農業機械鑒定推廣站于2020-2021年在上海市奉賢區、松江區對國內外4款綠葉菜收獲機械的作業性能進行了試驗驗證。這4款收獲機械分別為：南通富來威農業裝備有限公司生產的4UM-100電動蔬菜收獲機（圖4）、上海世達爾現代農機有限公司生產的4MD-120苗菜電動收割機（圖5）、上海田惠農業裝備有限公司生產的XFYC-1200葉菜收割機（圖6）和意大利HORTECH公司生產的SLIDE FW 120葉菜收獲機（圖7）。

圖4 富來威4UM-100電動蔬菜收獲機

圖5 世達爾4MD-120苗菜電動收割機

4款綠葉菜收獲機械主要技術規格見表1。富來威4UM-100電動蔬菜收獲機和世達爾4MD-120苗菜電動收割機為手扶式結構，整機體型較小，操作者在畦面上行走推扶收獲機前進作業，機具后部放置蔬菜筐的空間較小，可放2個，1人作業需兼顧機具行走和蔬菜的收集與擺放，換筐頻率高。田惠XFYC-1200葉菜收割機和HORTECHSLIDE FW 120葉菜收獲機為乘坐式結構，整機體型較大，操作者站立在收獲機上操縱機具前進作業，收獲機后部擺放蔬菜筐的空間較大，可放置4～6個，1人作業可專注于蔬菜的收集與整理，換筐頻率較低。除HORTECH SLIDE FW 120葉菜收獲機采用內燃機、配套功率較大外，其余3款機具均采用電機驅動，配套功率小，節能環保。富來威4UM-100電動蔬菜收獲機設計割幅1.0 m，與畦面寬1.1 m、播種和收割幅寬1.05 m的農藝要求有一定差異，另外3款收獲機械的設計割幅均為1.2 m，與農藝要求匹配。參試機具都可實現割茬高度上下手動調節。除富來威4UM-100電動蔬菜收獲機沒有割臺仿形機構外，其余3款收獲機均配有兩點接觸式割臺仿形機構，作業時可沿機具前進方向根據畦面平整度自動調節割臺升降。上述4款收獲機械皆可用于雞毛菜、莧菜、茼蒿等綠葉菜的無序收獲。

圖6 田惠XFYC-1200葉菜收割機

圖7 HORTECH SLIDE FW 120葉菜收獲機

1.2 試驗方法

試驗方法參考中華人民共和國農業行業標準《手扶式莖葉類蔬菜收獲機 質量評價技術規范》（NY/T 3664-2020），結合上海地區農藝要求，測定實際割幅、割茬高度、漏割損失率，同時考察機具的通過性。具體要求與方法如下：①實際割幅，每1行程在測區內等距離測定6點，測2個行程，計算平均值；②割茬高度，在測區內沿機具前進方向于全幅寬內等間隔選取20株測量割茬高度，每1行程等間隔測2次，測2個行程，計算平均值；③漏割損失率，在測區內沿機具前進方向取1 m長，在全幅寬內測定漏割葉菜割茬后的質量，并統計收割葉菜的質量，每1行程等間隔測2次，測2個行程，計算漏割損失率。

試驗選用適宜機械化采收新夏青5號、新夏青6號雞毛菜。試驗地點選在連棟大棚內，單棟跨度8 m，長40 m。前期配套農藝為：旋耕機碎土后用作畦機作5畦，畦面寬1.1 m，直播機播種，播種幅寬1.1 m。上海地區土壤質地主要為壤土，土壤表層絕對含水率不超過30%。根據上海地區蔬菜機械化生產技術，雞毛菜一般在播種后20～25天采收，7～9月高溫季節播種后14～15天采收。試驗地塊平整無雜物，雞毛菜生長均勻，苗齡適宜收割，不同收獲季節雞毛菜平均自然高度10～13 cm，無大于100 cm2的無苗區域，采收面積不小于80 m2（包含穩定區與測區）。

1.3 試驗結果與分析

4款綠葉菜收獲機械的通過性與作業性能試驗結果見表2。4款機具在連棟大棚內的通過性均較好。連棟大棚入口寬敞，機具進出大棚方便，無磕碰發生。大棚兩端田頭留有機具調頭的空地，機具田間調頭方便。體型較小的2款手扶式收獲機較體型較大的2款乘坐式收獲機更便于田間調頭。值得注意的是，8 m寬塑料溫室入口較連棟大棚明顯窄而且矮，手扶式收獲機仍可較方便地進出溫室，但乘坐式收獲機進出時須留意不能碰撞到溫室鋼架；塑料溫室因空間狹小，田頭未留出供機具調頭的空地，收獲機田間調頭時會軋到蔬菜，體型較大的乘坐式收獲機軋菜情況更明顯。

表1 4款綠葉菜收獲機械主要技術規格

表2 4款綠葉菜收獲機械的通過性與作業性能

作業性能方面，富來威4UM-100電動蔬菜收獲機實際割幅為0.9 m，作業時前方導向輪在畦溝內行走，后側驅動輪在畦面上行走，其余3款收獲機的實際割幅均為1.1 m，作業時導向輪和驅動輪皆在畦溝內行走。因雞毛菜苗齡、長勢略有差異，農藝要求割茬高度不同，4款收獲機械作業時的實際割茬高度也不同，但均符合農藝要求。富來威4UM-100電動蔬菜收獲機在收割過程中會發生割刀切土的情況，其他3款機具未發生切土情況，表明裝有割臺仿形機構的綠葉菜收獲機在作業時的穩定性高于沒有割臺仿形機構的收獲機。富來威4UM-100電動蔬菜收獲機、世達爾4MD-120苗菜電動收割機和HORTECH SLIDE FW 120葉菜收獲機的漏割損失率均不超過2%，能較好滿足生產要求，田惠XFYC-1200葉菜收割機漏割損失率稍高，為4.2%，基本能滿足生產要求。

2 結論

綜合4款綠葉菜收獲機械的通過性和作業效果來看，世達爾4MD-120苗菜電動收割機在8 m寬塑料溫室和連棟大棚內進出、通行和田間調頭均較為方便，實際割幅與機械化生產農藝要求相配套，作業性能各項目綜合評價最好，適用于8 m寬塑料溫室和連棟大棚內的綠葉菜機械化采收；HORTECH SLIDE FW 120葉菜收獲機在連棟大棚內通過性較好，但在8 m寬塑料溫室內通行不便，實際割幅能滿足耕整地、播種和收割等農藝要求，作業效果好，適用于連棟大棚內的機械化收獲；田惠XFYC-1200葉菜收割機在連棟大棚內通過性較好，在8 m寬塑料溫室內通過性一般，實際割幅能滿足相應農藝要求，但漏割損失率稍高，可在連棟大棚內適量使用并作進一步驗證；富來威4UM-100電動蔬菜收獲機在8 m寬塑料溫室和連棟大棚內進出、通行和田間調頭較為方便，但實際割幅與本市主推的機械化作業農藝要求不相符，漏割損失率較低但收割穩定性較差，適合在少數畦面寬不超過1 m的非標準情況下使用。根據上述試驗結果，宜在上海地區推廣小巧輕便、具有割臺仿形機構的綠葉菜收獲機械。