甘藍收獲技術與裝備研究現狀及發展趨勢

摘要：

當前我國甘藍機械化收獲程度低，勞動強度大，甘藍收獲機械化是研究的重點和難點。通過闡述國內外甘藍收獲機械中的主要收獲機構與方式，分析歸納近幾年意大利、瑞士、比利時等西方發達國家具有代表性的收獲機械設備技術特點和性能參數，對我國甘藍主要采用的種植模式進行介紹并分析不同地域栽培方式對甘藍收獲機械的影響。指出我國目前甘藍種植和機械化收獲存在的問題，提出適于我國甘藍機械化收獲的發展方向：明確甘藍與收獲機構相互作用下損傷的內在關聯機制，實現低損高效采收。新的農藝要更好地適應機械化生產標準，推動甘藍收獲機械向信息化、智能化、科技化方向發展。

關鍵詞：甘藍；收獲機械；栽培方式；種植模式；農機農藝融合

中圖分類號：S225.92

文獻標識碼：A

Research status and development trend of cabbage mechanical harvesting equipment and technology

Abstract：

At present， the mechanized harvesting of cabbage in China is low and labor-intensive， and the mechanization of cabbage harvesting is the focus and difficulty of research. This paper focuses on the main harvesting mechanisms and methods of cabbage harvesting machinery at home and abroad， and analyzes and summarizes the technical characteristics and performance parameters of the representative harvesting machinery and equipment of Italy， Switzerland， Belgium and other western developed countries in recent years， introduces the main planting patterns of cabbage in China and analyzes the influence of different regional cultivation methods on cabbage harvesting machinery. The problems of cabbage planting and mechanized harvesting in China are pointed out， and the development direction suitable for cabbage mechanized harvesting in China is proposed as follows： to clarify the intrinsic correlation mechanism of damage under the interaction between cabbage and harvesting mechanism， and to realize low loss and high efficiency harvesting. The new agronomy should be better adapted to the mechanized production standards and promote the development of cabbage harvesting machinery in the direction of informationization， intelligence， science and technology.

Keywords：

cabbage; harvesting machinery; cultivation mode; planting mode; integration of agricultural machinery and agronomy

0 引言

近年來，隨著我國的經濟增長以及蔬菜生產有關政策的出臺，甘藍成為我國各地主要栽培蔬菜之一，據聯合國糧食及農業組織（FAO）統計，我國甘藍種植面積世界排行第一，約900khm2。我國每年甘藍總產量占世界甘藍總產量的50%，約35000kt。隨著人們對生活品質要求的提升，甘藍因其營養價值高，又具有耐寒耐熱，抗病能力強、易于種植、畝產量高等特點，越來越受到廣大民眾的喜愛［14］。甘藍目前在耕整地、移栽定植、水肥管理等關鍵生產環節的機械化工作水平很高，但由于甘藍種類的多樣性、田間作業的復雜性、農藝的粗放性，導致機械化收獲效果不理想，現階段仍以人工收獲方式為主，人工成本約占生產成本的50%［5］。我國農村勞動力資源短缺并且缺少與甘藍收獲環節相適配的收獲機械，造成“無人可用、無機可用”的窘迫局面，使得甘藍收獲環節成了種植農戶的主要難題［6］。

國外甘藍收獲技術較為完善且自動化程度高，但多數是針對大塊田地而設計的大型聯合收獲作業設備，整機體型龐大、機械機構復雜、制造成本及維護成本高、與我國甘藍種植農藝及標準不配套，不適合在我國進行推廣作業，而我國對甘藍收獲技術以及相關設備研究起步較晚，隨著對國外先進技術經驗的借鑒以及自身的摸索和自主創新，大部分成果仍處于實驗室或試驗階段，并沒有開發出適合我國主栽品種以及種植模式的甘藍專用收獲設備［78］。

本文旨在對甘藍種植模式特點和機械化收獲技術的研究現狀進行分析闡述，概況和總結國內外典型甘藍機械化收獲技術與裝備，對甘藍機械化收獲技術及裝備進行分析、歸納，提出適于我國甘藍機械化收獲的發展方向，并在此基礎上展望我國甘藍生產機械化未來的發展趨勢。

1 甘藍收獲機械特點

1.1 種植模式及作業品種多樣性

我國甘藍種植面積大，區域廣，不同地區本身的自然環境與種植模式不同、當地選取的主栽品種也不同。南方由于雨水充沛，大多以起壟種植為主，每壟種植2或4行甘藍（圖1、圖2），行距約為40～50cm，株距約為25～33cm，開溝深度約為15～20cm。栽培的甘藍品種球體較小，球徑約在20～26cm之間，而北方種植模式多以平作為主（圖3），行距約為45～50cm，株距約為30～35cm，且栽培的甘藍品種球體較大，球徑約在30cm以上。不同于水稻、小麥等作物，甘藍很少規模化種植，現階段仍以單家獨戶為主，導致甘藍生長環境、品種、種植農藝的不同，因此要求甘藍收獲機械具有較強的適應性，對于露地種植的甘藍，要求甘藍收獲機械能夠適應錯綜復雜的田間環境以及變化莫測的土壤情況，對于大棚內栽培的甘藍，則要求甘藍收獲機械除了需要考慮種植土壤的相關情況還要能夠在狹小的作業環境正常工作［910］。

1） 起壟種植，單壟雙行（壟面1000mm寬幅），行距400～500 mm，株距250～330 mm（葉展可覆蓋全部土表），溝深150～200 mm，溝寬200～300 mm，甘藍每公頃栽種顆數為48000～55500顆。

2） 起壟種植，單壟4行（壟面2000/2200 mm），行距400～500 mm，株距250～330 mm（葉展可覆蓋全部土表），溝深150～200 mm，溝寬200～300 mm，每兩行甘藍中間留有機具作業通道。壟面2 m，甘藍畝栽顆數為3200～3700顆；壟面2.2 m，甘藍每公頃栽種顆數為43500～51000顆。

3） 平作種植（固定區域需設置壟溝以便排水，溝寬200～300 mm），行距450～500 mm，株距300～350 mm（葉展可覆蓋全部土表），甘藍每公頃栽種顆數為54000～63000顆。

1.2 收獲作業的一次性

甘藍的生長速度快，從播種到收獲約45～65天，成熟期較為一致，近幾年種植形式也從以往的春夏秋三季種植變為多茬多模式種植，為保證生產實際需求并提高收獲效率，通常選取一次性收獲作業的方式對甘藍進行采收，與一些農作物不同，甘藍球體質地柔軟、外包葉易破碎，在采收過程中易受到一定的機械損傷，因此對收獲的農業裝備的關鍵部件的設計有了更高的要求。為減少收獲過程中因機械結構造成的損失和損傷，甘藍收獲機械應具有高效、低損的特點［11］。

1.3 收獲機的專用性

我國各區域主栽甘藍品種不同，成熟后甘藍個體的幾何形態與本身物理特性也不相同，有時同一品種甘藍因成熟過程中天氣條件、土壤酸堿度、肥料等因素的不同，甘藍球體幾何特征也存在很大差異［1213］，這也成了甘藍收獲機械設計和推廣的主要難題之一。目前的甘藍收獲機械都是針對當地主栽品種及種植模式設計的，專用性較強，通用性較差，往往設計的甘藍收獲機在當地試驗效果良好但面對其他品種甘藍時，效果并不理想［14］。所以，在設計研發甘藍收獲機械過程中，應當將這些因素考慮在內，實現關鍵零部件或整個收獲割臺可替換，將部分收獲機構空間位置設置可調，以此來適應不同品種的甘藍，使得甘藍收獲機械在具有專用性的同時也能夠具有通用性。

2 甘藍收獲技術裝備研究現狀

國外早在20世紀初已經對甘藍收獲機作業性能開展了廣泛的研究。經過多年的研發，目前國外甘藍收獲已基本實現全程機械化，國外甘藍收獲機大致由拔取機構、導向輸送機構、切根機構、剝葉機構以及收集機構等組成，拔取機構是通過將前部分的拔取裝置深入土壤中，牽拉甘藍根部使其從土里脫離出來；接著由導向輸送機構上的撥禾輪將甘藍位置撥正，保證在切根作業時切割位置一致性；撥正后的甘藍經輸送到達切根機構，將拔取下來的甘藍進行切根處理；剝葉機構將切根完成的甘藍外包葉剝離；最后收集機構進行收集［15］。國內由于蔬菜生產和農機設備更新換代的政策導向以及甘藍生產管理體系的完善和健全，各高校和科研機構在汲取國外先進科技方法的基礎上自主創新，先后對甘藍收獲理論與設備開展系列化探索與研究，但成果多數處于樣機或實驗室階段［1619］。

2.1 國外研究現狀

1931年，世界上第一臺甘藍收獲機由蘇聯的Mitsuru Hachiya等［20］研制，后續研究開發的機型大多基于此進行優化創新改進，該甘藍收獲機第一次實現了從傳統的機械模式轉變成機、電、液相結合，實現甘藍收獲的全程機械化。該機與CT315/30拖拉機配套使用，收獲行數為兩行，由拔取機構、輸送機構及切根機構等部件構成。該拔取機構設計較為巧妙，在輸送機構左右兩側分別設置了兩個由回轉鏈條組成的拔取器，并在其內側安裝壓緊彈簧。甘藍收獲機作業時，拔取機構一端的拔取器鏈條將待收獲的甘藍夾住，此時另一端的拔取器靜止不動，保持抬起狀態并與地面呈25°角，通過鏈條將甘藍根莖夾持并輸送到切根機構中，完成切根作業后輸送到收集裝置中。

1951—1954年，蘇聯又先后研制了CKM-1與NKH-1兩款單行甘藍收獲機，兩款機型收獲部件及工作原理相似，但CKM-1需要與XT3-7拖拉機配套使用。兩款機型主要由導向裝置、拔取輸送裝置、夾持輸送裝置、切根裝置和橫向輸送裝置組成。機器在進行收獲作業時，導向裝置調整高度緊貼地面并插入甘藍下半部分球體，機器不斷向前運動，拔取輸送裝置在機器不斷向前運動的狀態下，甘藍在向上的分力作用下隨拔取裝置傾斜表面方向運動，實現拔取作業。之后經由拔取器上的鏈條將甘藍根部夾持運輸，通過切根裝置將甘藍根莖切斷，最后經由橫向輸送裝置完成收集作業。CKM-1與NKH-1兩款單行甘藍收獲機工作狀態不太穩定，當地面不平整或土壤濕潤時，收獲效率及效果較差［21］。

1993—1994年間，日本［22］研發了一款由65.4W汽油機提供動力的自走式單行甘藍收獲機。當進行收獲作業時，甘藍被立式夾持輸送帶夾住之后向后運輸，之后通過一對相對轉動的切割機將甘藍根莖切斷，最后送到位于收獲機尾部的收集裝置中。該機進行田間試驗后表明，收獲一顆甘藍所需要的時間大概為2～3s。該甘藍收獲機收獲效率大概為0.03hm2。

1997年，日本研發了世界上第一臺具有圖像識別技術的智能式甘藍收獲機，該機主要由圖像識別及分析系統、收獲機械手、液壓行走控制系統等組成。進行收獲作業時，該甘藍收獲機可以根據機身上所裝配的高敏度圖像識別裝置來進行圖像識別并分析目標甘藍的成熟度，如果滿足收獲條件，該收獲機可以自動摘取，如果達不到收獲標準，機器則繼續前進對下一個目標甘藍進行識別。但根據試驗結果來看收獲效果并不理想，該智能甘藍收獲機圖像識別準確率僅為45%，其次采摘機械手運動緩慢，從識別到完全采摘大約需要70s。雖然該機實現了智能化，但識別準確率及采摘效率較低成為該機難以推廣的主要原因［2324］。

1998年，美國研發了一款收獲行數為單行的甘藍聯合收獲機，該機田間作業可一次性完成拔取、切根、剝葉和收集等聯合作業［24］。該聯合收獲機由導向機構、雙螺旋輸送機構、雙圓盤切割機構等組成，在收獲機工作時，首先將導向機構插入土中，在機器向前不斷運動的過程中，導向機構通過不斷外旋產生向上的牽引力將甘藍拔起并隨輸送機構運動到切割機構處，通過割刀將甘藍與土中的根分離；接著由吊索輸送器將甘藍夾持運送到橫向輸送裝置，依靠分離螺旋的作用將甘藍外包爛葉除去，最后由輸送臺將處理干凈的甘藍運送到收獲箱中［25］。

1999年，加拿大研創出一種牽引式單行甘藍收獲機，與以往懸掛式收獲機不同，該機通過配備的電子液壓控制系統來調節切割刀的高度以及拔取提升輸送裝置的工作高度，以此達到精確收獲的目的，與此同時該收獲機的收集裝置僅設置在裝備的一側，在柔性橡膠輸送帶夾持甘藍進行輸送，并且完成切根作業之后，將其輸送到收集裝置內，經過試驗，該機不可避免的是甘藍損傷率較高，但收獲效率遠遠大于人工［26］。

2000年，日本研發出一種僅靠3人就可以操作完成作業的甘藍收獲機，包括收獲、包裝等工序。其動力來源為15kW拖拉機，收獲行數為單行，一次性可完成根以及外葉的清除。三個操作人員分工分別是第一個工人操作機具把收獲機所收獲的甘藍全部有序擺放在輸送帶上；第二個工人的主要工作就是將甘藍的外包葉剝除；第三個工人的工作主要是精選甘藍以及將其裝箱，但整個過程甘藍損傷率在20%左右［27］。

近年來，國外甘藍收獲裝備逐步向著大型化、智能化以及聯合收獲作業的方向發展，尤其是用于商業推廣的機型，普遍要求收獲機更加高效智能，可以一次性完成收獲、集箱、運輸等聯合作業，其中代表機型是意大利HORTECH甘藍收獲機、比利時VANHOUCK牽引式甘藍收獲機、德國TK-2000甘藍收獲機。意大利一款懸掛式單行甘藍收獲機，輸送帶采用柔性材料，在輸送過程中，兩輸送帶夾持甘藍到割刀上方，然后將其輸送到收獲裝置中，保證切割及輸送的穩定性，同時實現了收獲的有序性。德國TK-2000甘藍收獲機可通過液壓系統調整拔取機構空間位置參數，以此針對不同規模壟面進行有效收獲。比利時甘藍收獲機一次作業可以實現甘藍拔取，切根，剝葉作業，需配1～2個工位進行人工裝箱和二次篩選。三款代表機型詳細工作參數如表1所示。

2.2 國內研究現狀

自從進入21世紀以來，我國農業機械化的發展勢頭迅猛，國內很多科研機構及高校都開始了對甘藍收獲裝備進行了研發。但目前大部分成果仍處于實驗室或試驗階段，并沒有開發出適合我國主栽品種以及種植模式的甘藍專用收獲設備［2829］。

20世紀80年代末，欒家敏等［30］設計了一款可以原地轉彎的履帶式甘藍收獲機，該裝備主要由行走裝置、導入拔取機構、螺旋提升輸送機構、切割機構、夾持輸送機構以及剝葉裝置等部件構成，此機收獲行數為雙行，采用汽油機提供動力。兩個履帶間的距離可以達到500mm，最大的工作幅寬可以達到690mm；此裝備配備的擋位有前進后退高低速擋位各兩個；工作時前進速度最快可以達到0.8m/s，而在后退時，最快速度也可以達到0.7m/s，最大的收獲行距為50cm，作業能力較強，極大提高了工作效率［21］。經田間試驗結果表明，該履帶式甘藍收獲機甘藍拔取成功率達93%，切根合格率達87%，田間作業效率為0.07～0.09hm2/h，甘藍收獲損傷率為6.2%。

2011年，甘肅農業大學王志強等在分析國內甘藍種植情況及生產情況的基礎上，聯系實際并針對甘肅主栽品種及種植模式設計了4YB-1型甘藍收獲機的總體結構，并對甘藍根莖進行機采力學特性研究，為切割機構的設計提供了理論基礎，同時通過ANSYS軟件對其進行靜力學及模態分析判斷切割裝置可靠性。整機主要部件有雙圓盤切根機構、壓頂扶正機構、螺旋輸送機構、收集機構、側懸掛裝置、收集箱以及行走輪等，但是僅對整機進行了三維設計與甘藍收獲理論研究，沒有制造出實物，同時在與拖拉機的懸掛系統設計中仍存在不足［3132］。

2012—2013年，東北農業大學周成等對甘藍種植土壤特性、幾何特征、拔取力和根莖水分等物理特性進行試驗分析，測定甘藍根莖不同位置的剪切強度，設計出了收獲機具總體結構并制造出樣機。此機器為單行牽引式一次收獲，整機由雙圓盤導入機構、帶式扶正機構、支撐機構、鏈式提升機構、收集裝置等組成，同時此機也可用于白菜的收獲，實現了一機多用［33］。通過有限元分析優化了整體與關鍵部件的參數設定。經田間試驗結果表明該機器甘藍拔取成功率為92%，根莖切割合格率為92%，剝葉率為90%，收獲作業效率約0.07～0.1 hm2/h，甘藍收獲損傷率為5.6%。

2017年，浙江大學杜冬冬等對江蘇、浙江地區的甘藍品種進行了物理學特性分析，在此基礎上確定了甘藍收獲機的各種關鍵部件的設計方案，同時對甘藍根莖部位剪切強度進行試驗分析，進而突破了甘藍機械化收獲過程中拔取、夾持輸送、精準切根等一系列關鍵步驟的難點，研制出一款自走式履帶甘藍收獲機樣機。其設計的拔取裝置類似鏟式結構，與撥禾輪共同作業，可以有效地降低甘藍在剝葉時葉片受損的可能性，通過雙橫向輸送裝置和鋸齒式輸送鏈分別實現甘藍球體夾持作業和根部精準切割作業，同時全機各關鍵機構由液壓動力系統控制。經田間試驗結果表明，該機基本實現甘藍機械化收獲要求，但是收獲損傷率較高，收獲效率較低［34］。該機的收獲作業效率僅為0.2hm2/h，甘藍拔取率為96.2%，根莖切割合格率為88.9%，甘藍收獲損傷率為5.1%。

2018年，農業農村部南京農業機械化研究所設計研發了一款4GCB-2自走式甘藍收獲機，該機由液壓裝置提供動力，作業模式采用兩行收獲，作業時，割刀與地面接觸，在甘藍未被拔取時將根莖切斷，隨后波浪式輸送帶將切割完的甘藍運送到收集箱內，完成一次甘藍的收獲。試驗分析結果表明，該機對大小相近，形狀規則的甘藍收獲效果良好，對于一些大小極端或者形狀不規則的甘藍，收獲效果較差［35］。

2019年，農業農村部南京農業機械化研究所果蔬茶團隊成功研創了4GCSD-1200型自走式甘藍收獲機，該機主要由自走式雙動力履帶行走底盤、甘藍高效低損收獲割臺、智能管控系統等組成，一次性作業可實現雙行甘藍的拔取、輸送、切根、剝葉、集箱等功能，整機采用雙動力雙泵全液驅動系統，配有油/電兩個動力源，選用7路負載敏感比例控制閥，滿足多個執行機構在不同負載下同時工作，合理分配動力，有效降低整機功率；割臺模塊化快速接口設計，可根據作業需求快速更換割臺；不同作業場景下，可實現履帶實時變間距調節、自動引導對行、作業參數自適應調節等功能。

3 存在問題及發展方向

3.1 存在問題

根據國內外甘藍收獲機械研究現狀可知，目前有關甘藍高效低損收獲基礎理論方面國內外研究較少，多數集中在裝備研發方面，且國外甘藍機械化收獲技術相對成熟，部分甘藍收獲機型已實現產業化。國內甘藍收獲機械在進行研發及推廣時仍存在一些問題，阻礙其發展與推廣進程［36］。

1） 農藝粗疏，種植模式不統一。國內各地甘藍主栽品種不同，不同種類甘藍受到不同種植模式及環境的影響，成熟后的物理特性也不相同，這也成了甘藍收獲機械研究的難題之一。統一的農藝標準是實現機械化收獲的前提，而我國甘藍在移栽定植、水肥管理、田間澆灌等環節機械化程度不高，種植模式與各地栽培農藝不統一，這就要求甘藍收獲裝備在田間進行收獲作業時要有很強的適應能力，此外，菜農思想上普遍認為蔬菜生產就是“面朝黃土背朝天”的大規模人工作業，與機械化收獲相比，更愿意接受手工作業。

2） 機械結構復雜，智能化程度較低。甘藍收獲裝備一般都由拔取機構，輸送機構，切割機構組成，較多地選用機械傳動方式使機具整體結構變得復雜。田間作業時，農民機手的操作不當、難以預料的作業環境、收獲甘藍幾何特征的差異都會降低收獲質量并提高故障發生的可能。在農村日常保養與維修也很難實現，一旦發生故障，農民就會手足無措。國內近幾年隨著蔬菜生產和農機設備更新換代的政策導向以及電子控制技術、液壓傳動的興起，未來的甘藍收獲機械應在其加持下朝著結構精簡化、控制智能化、收獲高效化的方向發展。

3） 收獲技術不成熟，易堵塞，漏收率及損傷率較高。國內對于甘藍低損收獲機理的研究目前仍處于起步階段，且甘藍收獲機械作業環境錯綜復雜。泥土，甘藍外包葉，木質化嚴重的甘藍根部，很容易在輸送環節及切割環節發生堵塞，所以在優化設計甘藍關鍵機構時一定要避免出現這些問題，提高其防堵塞與清除雜物的能力。收獲機械的機采損傷率是驗證一臺收獲機作業性能是否達標的重要指標，收獲過程發生損傷在所難免，但要盡可能地降低損傷率使其在可接受范圍之內。

4） 經濟效益低，制造成本高。與小麥，玉米等大規模種植農作物不同，我國甘藍種植規模仍以“單家獨戶”為主，種植區域廣且分散。一些甘藍收獲機械的關鍵部件需要單獨研發定制，制造成本較高，很多小型農機企業以企業效益為主不愿生產。同時購買設備的投資回收期較長，部分地區對新型農機產品優惠力度不足，一般農民負擔不起。現階段甘藍機械收獲損傷率較高，達不到人工收獲質量標準，農民不認可，收獲質量想要達到市場標準仍有很多問題要解決。

5） 農業機械推廣重視程度不足。菜農作為甘藍收獲機械技術推廣方面的主體，其對農業機械化的認識決定著機械化收獲機具的推廣程度。但是，大多數菜農學歷較低，知識水平有限，且常年的人工作業模式使其形成了固定的思維，不愿意成為“第一個吃螃蟹的人”，對于甘藍機械化采收存在一定的抵觸心理且持懷疑態度，導致甘藍機械實際示范并推廣的過程中出現圍觀的人多，但購買的人數少的尷尬現象［3740］。

3.2 發展方向

盡管我國在甘藍機采原理及裝備的研究處于起步階段，但隨著近些年各高校以及科研院所對國外成型設備及技術的吸收與創新，已經可以解決當地小規模種植甘藍地區的收獲問題，但要想真正實現甘藍全程機械化收獲，開發出適合大規模作業并進行商業化的成熟機型，應注意以下幾個方面。

1） 統籌兼顧，注重農機與農藝相結合。高度機械化的前提是高標準的農藝，農機與農藝相輔相成才能夠提高作業質量。嚴格推行宜機化標準并實現相配套的種植模式，逐步推行同區域同品種、不同區域同品種，不同區域不同品種甘藍種植農藝之間的融合，制定統一壟作或平作標準，使壟面、溝深、機耕道規范化，同時規定株間距及行間距尺寸，為甘藍全程機械化奠定農藝基礎。

2） 加強甘藍高效低損運輸機理研究。由于甘藍柔軟易受損傷的特點使得甘藍機械化收獲在實際生產作業過程中采收質量忽高忽低，而甘藍損傷的本質是甘藍自身機械物理力學特性及其與機構相互作用下發生的力學變化。目前國內在甘藍植株低損輸送技術領域的研究相對薄弱，尤其是在于收獲作業密切相關的甘藍植株生物力學性能、機采力學特性等研究方面較少，因此，各高校及科研院所應以提高甘藍收獲完整率和優化收獲關鍵機構為目標，重點研究扶葉、仿形、柔性收獲技術，探知甘藍損傷臨界條件，明確甘藍收獲損傷產生機制，加強對甘藍高效低損運輸機理方面的研究對未來甘藍收獲作業實現全程機械化有著重要意義。

3） 制定優惠政策，降低制造成本。科研機構和農機制造企業應當盡快對農村蔬菜產業生產結構與經濟效益和農民經濟來源與消費能力進行調研，并基于調研結果在保證收獲作業性能穩定的前提下，通過更換機具材料，優化工作部件機械結構，降低機具操作難度等方法，最大限度地降低成本，制造結構簡單、緊湊、可靠性好的收獲機具來滿足甘藍實際收獲需求。同時政府為促進蔬菜產業實現機械化，應制定相關優惠政策，加大小型收獲機械購買補貼，保障農民權益并以此來提高農民對機械化作業的認識及購買農機的積極性。

4） 提高甘藍收獲機械的通用性。目前各高校及科研院所研制的甘藍收獲機都是針對當地主栽品種及種植模式設計的，在當地田間試驗效果良好，但當收獲其他品種或種植模式有差異時，就會出現“水土不服”的情況，收獲效果較差。若要實現甘藍收獲機械化，研發這種不具有通用性的收獲機具在增加成本的同時還會限制甘藍收獲機械的推廣。因此應當調研不同品種甘藍的共性，通過改變甘藍收獲割臺與機具連接方式或調整收獲機具關鍵部件空間位置參數來實現可以針對不同品種，不同形狀，不同栽培模式的甘藍進行收獲作業，開發通用性較強的收獲機具。

5） 提高甘藍收獲機械的智能化程度。目前國內科研機構研發的甘藍收獲機械結構較為單一，智能化程度低，只能進行簡單的一次性收獲。隨著近幾年蔬菜生產政策及精準農業的興起，未來可以將智能控制與北斗導航定位技術運用到甘藍收獲過程中，研究開發甘藍成熟度檢測器、將之與機械視覺技術結合起來加裝在甘藍收獲機具上，使其在收獲過程中可以對甘藍品質進行篩選，提高甘藍收獲合格率，并通過微電子技術將收獲機具機械結構與液壓控制、電氣控制或氣動控制結合起來，實現對收獲關鍵部件的精準操控，以此來提高收獲機械的功能性與可操控性，降低甘藍收獲損傷率，使甘藍收獲質量與人工收獲質量相同或更好。

6） 建設高素質農機推廣隊伍，提高農機成果推廣深度及廣度。農業機械推廣隊伍的建設對甘藍收獲機械研發成果異常重要。菜農大多受教育程度不高，傳統觀念根深蒂固，認識不到農業機械化的優越性。因此，培養高素質的農機推廣人員十分重要，推廣人員需了解當地基本農業狀況、甘藍的生產周期、收獲關鍵期、種植戶目前可使用的農業機械及其配套設備。通過在當地示范基地進行收獲機具成果演示，給菜農最直觀的示范，以此改變菜農的觀念，保障收獲作業機械化的有效實施［4143］。

4 結語

盡管我國甘藍種植面積與產量逐年增加，我國甘藍機械化收獲水平卻進步緩慢，同時現階段從事農業生產主要勞動力年齡過高，青年勞動力不愿從事相關農業生產作業，造成“無人可用、無機可用”的窘迫局面。面對現階段甘藍收獲形式單一、勞動力緊缺、機械收獲質量無法與人工相比等問題，未來我國科研機構應重點研究甘藍在機具收獲過程中的運動行為，明確甘藍機采損傷臨界條件，在收獲關鍵機構優化配置的基礎上，探明機構內、外在因素對收獲性能的影響，同時進一步加強甘藍收獲機具通用性、可靠性、實用性，逐漸實現智能化，對實現甘藍全程機械化，穩固我國蔬菜大國地位具有重要意義。

參 考 文 獻

［1］ 黎奎良. 工廠化上海青收割裝置設計及參數優化研究［D］. 重慶： 西南大學， 2020.

Li Kuiliang. Study on the design and parameter optimization of the harvesting device for industrialized Shanghaiqing ［D］. Chongqing： Southwest University， 2020.

［2］ 李輝尚， 孔繁濤， 沈辰， 等. “十三五”時期我國蔬菜產業發展策略研究［J］. 經濟縱橫， 2016（11）： 114-120.

［3］ 盧隨卷， 王維峰. 玉米—甘藍高產制種技術［J］. 種業導刊， 2019（2）： 29-30.

［4］ 張靜， 韓長杰， 郭輝， 等. 結球葉菜收獲機械關鍵技術與裝備研究現狀［J］. 新疆農機化， 2019（2）： 29-34.

Zhang Jing， Han Changjie， Guo Hui， et al. Research status of key technology and equipment of corm leaf vegetable harvester ［J］. Xinjiang Agricultural Mechanization， 2019（2）： 29-34.

［5］ 管春松， 高慶生， 劉先才， 等. 我國甘藍機械化生產現狀及發展建議［J］. 中國蔬菜， 2019（10）： 1-8.

［6］ 楊光， 肖宏儒， 宋志禹， 等. 葉類蔬菜收獲環節機械化還需跨過幾道坎［J］. 蔬菜， 2018（6）： 1-8.

［7］ 丁祥青， 馬莉. 采摘機器人機械手結構設計與分析［J］. 機床與液壓， 2017， 45（23）： 40-42.

Ding Xiangqing， Ma Li. Structural design and analysis of mechanical arm for picking robot ［J］. Machine Tool amp; Hydraulics， 2017， 45（23）： 40-42.

［8］ 廖禺， 陳立才， 潘松， 等. 葉類蔬菜機械化收獲技術裝備現狀與發展［J］. 江西農業學報， 2019， 31（11）： 77-81.

Liao Yu， Chen Licai， Pan Song， et al. Status and development of mechanized harvesting technology and equipment for leaf vegetables ［J］. Acta Agriculturae Jiangxi， 2019， 31（11）： 77-81.

［9］ 王俊， 杜冬冬， 胡金冰， 等. 蔬菜機械化收獲技術及其發展［J］. 農業機械學報， 2014， 45（2）： 81-87.

Wang Jun， Du Dongdong， Hu Jinbing， et al. Vegetable mechanized harvesting technology and its development ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery， 2014， 45（2）： 81-87.

［10］ 張健飛， 肖宏儒， 曹光喬， 等. 甘藍收獲機割臺設計與試驗［J］. 中國農機化學報， 2020， 41（11）： 39-44.

Zhang Jianfei， Xiao Hongru， Cao Guangqiao， et al. Design and experiment of cutting table of cabbage harvest machine ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2020， 41（11）： 39-44.

［11］ 張宏博， 姜海萍. 紫甘藍栽培的方法［J］. 養殖技術顧問， 2014（2）： 81.

［12］ 李天華， 孟志偉， 鄭成路， 等. 甘藍收獲機研究現狀與發展［J］. 中國農機化學報， 2019， 40（2）： 40-46.

Li Tianhua， Meng Zhiwei， Zheng Chenglu， et al. Research status and development of cabbage harvester ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2019， 40（2）： 40-46.

［13］ 李小強， 王芬娥， 郭維俊， 等. 甘藍根莖切割力影響因素分析［J］. 農業工程學報， 2013， 29（10）： 42-48.

Li Xiaoqiang， Wang Fene， Guo Weijun， et al. Influencing factor analysis of cabbage root cutting force based on orthogonal test ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2013， 29（10）： 42-48.

［14］ 房欣， 周成. 壓頂式甘藍收獲機設計與試驗［J］. 現代化農業， 2019， 481（8）： 70-71.

［15］ 肖宏儒， 金月， 曹光喬. 蔬菜生產機械化裝備技術研究［M］. 北京： 中國農業科學技術出版社， 2019.

［16］ 黃丹楓. 葉菜類蔬菜生產機械化發展對策研究［J］.長江蔬菜， 2012（2）： 1-6.

Huang Danfeng. Development countermeasures for mechanization of leaf vegetable production ［J］. Journal of Changjiang Vegetables， 2012（2）： 1-6.

［17］ 郭偉， 陳樹人， 李繼偉. 一種小型葉菜收獲機械的研制［J］. 農業裝備技術， 2011， 37（2）： 13-15.

［18］ 聞俊. 輕便型綠葉菜收獲機的初步研發與設計［J］. 農機質量與監督， 2011（11）： 21， 27.

［19］ Hachiya M， Amano T， Yamagate M， et al. Development and utilization of a new mechanized cabbage harvesting system for large fields ［J］. Japan Agricultural Research Quarterly： JARQ， 2004， 38（2）： 97-103.

［20］ Morris C E， Wen A M， Xu X H. Ice nucleation-active bacteria on Chinese cabbage in northern China： Population dynamics and characteristics and their possible role in storage decay ［J］. Phytopathology， 1992， 82（7）： 739-746.

［21］ Chattopadhyay P S， Pandey K P. Effect of knife and operational parameters on energy requirement in flail forage harvesting ［J］. Journal of Agricultural Engineering Research， 1999， 73（1）： 3-12.

［22］ Mori G， Paterno" F， Santoro C. Design and development of multidevice user interfaces through multiple logical descriptions ［J］. IEEE Transactions on Software Engineering. 2004， 30（8）： 507-520.

［23］ Ghiani G， Paterno F， Spano L D. Cicero designer： An environment for end-user development of multi-device museum guides ［C］. End-user Development， International Symposium， ls-eud， Siegen， Germany， March. DBLP， 2009.

［24］ 姚森， 張健飛， 肖宏儒， 等. 甘藍機械化收獲技術研究現狀與發展趨勢［J］. 中國農機化學報， 2019， 40（4）： 36-42.

Yao Sen， Zhang Jianfei， Xiao Hongru， et al. Research status and development trend of cabbage mechanized harvesting technology ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization. 2019， 40（4）： 36-42.

［25］ 章永年， 施印炎， 汪小旵， 等. 莖葉類蔬菜有序收獲機柔性夾持輸送機構設計［J］. 中國農機化學報， 2016， 37（9）： 48-51.

Zhang Yongnian， Shi Yinyan， Wang Xiaochan， et al. Design of flexible clamping and conveying mechanism for orderly harvesting machine of stem and leafy vegetables ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2016， 37（9）： 48-51.

［26］ 周成， 陳海濤. 結球甘藍特性及收獲機械化現狀分析［J］. 東北農業大學學報， 2012， 43（8）： 135-138.

Zhou Cheng， Chen Haitao. Analysis on cabbage characteristic and situation of mechanized harvesting technology ［J］. Journal of Northeastern Agricultural University， 2012， 43（8）： 135-138.

［27］ Hsu Y S， Chang S F. Field tests of a prototype cabbage harvester ［J］. Memoirs of the College of Agriculture， National Taiwan University， 1998， 28（2）： 10-18.

［28］ 王志強. 4YB-Ⅰ型甘藍收獲機的總體設計［D］. 蘭州： 甘肅農業大學， 2011.

Wang Zhiqiang. Overall design of 4YB-I type cabbage harvester ［D］. Lanzhou： Gansu Agricultural University， 2011.

［29］ 許世超. 牽引式甘藍收獲機關鍵機構設計與試驗研究［D］. 昆明： 昆明理工大學，2017.

Xu Shichao. Designing and experimental study on key mechanism of trailed cabbage harvester ［D］. Kunming： Kunming University of Science and Technology， 2017.

［30］ 周成. 甘藍收獲關鍵技術及裝備研究［D］. 哈爾濱： 東北農業大學， 2013.

Zhou Cheng. Study on the cabbage key harvesting technology and harvester ［D］. Harbin： Northeast Agricultural University， 2013.

［31］ 杜冬冬. 履帶自走式甘藍收獲機研究及稱重系統開發［D］. 杭州： 浙江大學， 2017.

Du Dongdong. Research on crawler self-propelled cabbage harvesting equipment and development of its weighing system ［D］. Hangzhou： Zhejiang University， 2017.

［32］ 肖宏儒， 姚森， 金月， 等. 結球甘藍生產全程機械化研究現狀與對策［J］. 現代農業裝備， 2019， 40（2）： 9-16.

Xiao Hongru， Yao Sen， Jin Yue， et al. Current status and countermeasures of mechanization research in cabbage production ［J］. Modern Agricultural Equipment， 2019， 40（2）： 9-16.

［33］ 常宏崗. 天然氣制氫技術及經濟性分析［J］. 石油與天然氣化工， 2021， 50（4）： 53-57.

Chang Honggang. Technical and economic analysis of hydrogen production from natural gas ［J］. Chemical Engineering of Oil amp; Gas， 2021， 50（4）： 53-57.

［34］ 方勇軍. 山區小型農業機械推廣的可持續性探析［J］. 中國農業信息， 2016（17）： 57.

［35］ 岑德傳. 新型農業機械推廣對農業發展所產生的影響探討［J］. 農家參謀， 2021（19）： 83-84.

［36］ 趙鳳山. 新型農業機械推廣對農業發展所產生的影響探討［J］. 時代農機， 2018， 45（4）： 53-54.

［37］ 張古權. 小型農業機械在山區農業生產中的開發應用［J］. 農業與技術， 2016， 36（13）： 50-51.

［38］ 李桂香. 大型農業機械的推廣難點與解決方法論述［J］. 現代農機， 2021（3）： 50-51.

［39］ 向樺楓. 加強農業機械推廣促進山區脫貧致富［J］. 中國農機監理， 2021（10）： 34-36.

［40］ 陳君. 農業機械技術推廣中存在的問題及解決對策分析［J］. 中國設備工程， 2022（5）： 270-271.