藜蒿机械收割浅析

武汉市农业机械化科学研究所 万 勇 庞雄斌

1 藜蒿种植基本情况

武汉地区藜蒿生产以秋季露地栽培和冬季大棚覆盖栽培为主，采用茎秆扦插无性繁殖。扦插定植一般在7月中旬～8月中旬，选择生长粗壮充实、无病虫害的半木质化茎秆，剪成8～10cm长的插条，边排边培土或直接斜插入土壤中，深度为2／3为宜，扦插完毕后立即灌一次透水，并盖遮阳网，3～4天再灌水一次，以后经常保持厢面湿润，从而促进新根和侧芽萌发。在“楚天藜蒿第一村”蔡甸区金鸡村进行藜蒿生产调查时发现，其扦插密度达到4×5cm2左右。

采收：当藜蒿长到20～30cm左右时，顶端心叶尚未展开，茎秆脆嫩时便可采收。收割时，割刀紧贴地面将地上茎秆割下。秋季栽培一般30天左右收割一次，冬季栽培50天左右收割一次，上市期一直到第二年的3月份，一般采收4～5茬，也有采收6茬以上。

藜蒿生产有秋季露地栽培和冬季大棚覆盖栽培，并且大棚栽培藜蒿面积也比较大，到冬季一般在11月份气温降至10℃之前及时扣棚。所以在研究藜蒿机械化收割时，既要考虑露地栽培的情况，也要兼顾在大棚进行机械作业的情况，宜采用小型、便携收割机具。

实施藜蒿机械化收获存在以下难点：

（1）厢面湿度大，沟内常有比较多的淤泥、水，因此机械尤其是中型以上机械难以进入田间、棚内进行机械化收获作业。

（2）藜蒿其茎秆脆嫩时容易折断，收获时折断较多，直接影响藜蒿的商品性，进而影响农民收益。

（3）藜蒿收获时要求比较干净，切割后铺放整齐方便归拢，小型机具较难满足要求。

（4）收获后要留茬，不得过于破坏茬桩，以免影响藜蒿下一茬的生长和产量。

实现藜蒿机械化收割初步对策：

（1）采用小型化切割机具，配备轻便灵活的动力。

（2）刀具采用往复式运动，高速切割，避免藜蒿茎秆折断。

（3）切割后自然铺放、人工收拢。

2 藜蒿收割机的设计与试验

项目组采用圆盘回转式切割器和往复式切割器先后进行藜蒿收割试验。

——回转式切割方式

结合武汉市蔡甸区的藜蒿种植情况，项目组先期选择背负式圆盘切割机进行藜蒿的收割试验。

背负式收割机现在有2种动力配备方式：一种是汽油机，一种是蓄电池供电方式。因电动机良好的启动性能和环保功能，所以项目组选择采用电动切割机进行藜蒿的切割试验。

主要性能指标：电机功率300W／12V；工作效率为0．5～1．1亩／h；整机净重 9kg，另外配备一个12V33 Ah、重量12kg的蓄电池。

电动圆盘收割机试验结论：

（1）采用回转式切割方式可以对藜蒿进行收割，但效果不理想。

（2）受限于圆盘直径，切割幅宽有限；回程是空行程，效率不高。

（3）采用蓄电池直流供电，连续工作时间不长，应用于实际生产尚有许多不便。

——手推滑动往复式切割方式

将汽油机以及往复式切割器安装在机架上，采用小型汽油机带动切割器做往复式切割运动，用手推动机具在厢沟里行走，往复式切割器在厢面上方对藜蒿进行切割；切割器的割幅宽在750mm，汽油机功率在680W。

采用往复式切割与回转式收割相比，割幅宽明显提高，收割效率大大提升。

往复式切割试验结论：

（1）小型汽油机配备功率680W（或以上）进行相应幅宽750mm的藜蒿收割是足够的。

（2）手推滑动在田间操作时阻力较大，工作并不轻松，并且因为滑动部位固定，沟内起伏不定，造成切割时留茬高度不理想，不能很好的满足藜蒿收割的要求。

——手推轮式往复切割方式

变滑行为轮式沟内行走方式，然后进行试验。

试验结论：

整机操作方便，行走比较顺畅，切割效果较手推滑动要好；但还是存在割茬高度随沟的不平而起伏，总体效果不太理想。

3 一种小型自走式藜蒿收割机

经过3种行走、切割方式的实地试验，形成了最终工作方案：

（1）采用往复切割方式进行藜蒿的收割，割幅宽度在750mm左右。

（2）配备680W（或以上）功率的小型汽油机作为动力。

（3）行走方式为动力驱动、轮式厢沟行走。

（4）切割后自然铺放、人工收拢。

新研制的小型自走式藜蒿收割机采用汽油发动机作为动力，其动力输出通过变速、传动机构分解为两部分：一是用于机具行走；二是用于机械切割。发动机速度6 500r／min，行走轮外径D为300mm。

（1）机具行进速度：机具前进速度应与操作者田间步行速度匹配：2．0～2．2km／h；以步行2．2km／h计算，则行走轮转速为：2200／（60×3．14×0．3）＝38．92r／min；总传动比应为：6 500／38．92＝167。

（2）行走部分传动比：因为用于行走减速传动的蜗轮蜗杆传动，其蜗杆的输入转速不得高于2 000r／min，故发动机的转速必须将至2 000r／min以下，第一级传动比应在1∶4左右；则第二级传动比在1∶40左右。

（3）选择标准蜗轮蜗杆箱：速博雷尔RVS063－50（传动比1∶40）作为行走减速传动机构，其定制的输出轴为动力切割装置的动力输入，满足整机动力分配要求。

（4）一级减速机构确定：为减小机构规格尺寸，减轻整机重量，一级减速齿轮选择Z1＝14，Z2＝58，传动比i＝4．14（58／14），变位齿轮传动设计。

（5）整机参数归纳：发动机转速6 500r／min；总传动比为165．6；机具行进速度：2．2km／h；工作幅宽：0．75m；生产效率：2 200×0．75／667＝2．47亩／h。

目前该机具已研制成功，并在示范地进行收割实验，效果良好。具体技术指标：整机重量25kg；配套动力680W汽油机；生产效率2～2．5亩／h。

4 武汉藜蒿收割机械化技术规范

“楚天藜蒿第一村”——蔡甸区金鸡村家家户户种藜蒿，每家每户扦插时，厢面幅宽尺度不一，棚内每厢幅宽跨度有的近3m，也有跨度在1．5m左右的；大田厢宽1．2～1．6m不等，机械化收获时要求种植模式必须进行统一和规范。随着藜蒿产业的大力发展，机械化技术的推广使用，制定藜蒿机械化种植技术规范势在必行。

目前相关单位在进行机械化扦插机具的设计时，已将扦插的幅宽标准设定为1．4m；小型收割机具工作幅宽为0．75m；要求厢宽1．4m，厢沟宽0．20～0．25m，沟深0．12～0．15m；收割时一个来回即可完成。

［1］陈霓等．双动刀往复式切割器驱动装置设计［J］．农机化研究，2007（6）．

［2］陈晓峰等．低割茬茎秆收割机的研制［J］．农机化研究，2006（3）．

［3］廖宜涛．基于有限元法的锯齿式芦竹切割器切割机理研究［D］．华中农业大学，2007．

［4］杨天兴．齿形链式牧草收割机的研究与设计［D］．甘肃农业大学，2005．

［5］龚世伟等．蔡甸藜蒿栽培技术［J］．长江蔬菜（学术版），2010．

［6］庞雄斌等．藜蒿收获机械化技术初探［J］．湖北农机化，2012（1）．