史正芳 王兰安
花生是我国主要经济作物之一,常年种植面积在8000万亩左右。花生收获主要以挖掘式单环节作业为主,智能高效联合机械收获比例依然较低。花生收获机械化水平低已成为制约花生生产发展和产业成长的主要瓶颈。
我国花生种植分布广泛,主产区在山东、河南、河北、广东、安徽、江苏、江西、湖北、辽宁等地区。不同地区的气候条件和土壤条件差异很大,耕作制度也不相同,种植的品种亦各具特点。花生种植方式主要分为直播和套种两种方式。直播根据花生播种时间不同,分为春播、夏播、秋播、冬播,种植模式有垄作、平作、间作。垄作有一垄一行、一垄二行,平作各地的行距也不尽相同,还有与红薯、玉米、籽麻等作物的间作。
当前花生收获机械化有两种方式:一是分段收获。先将花生植株从地里挖掘清土后铺放晾晒一段时间,再捡拾并摘果。挖掘过程所用的机械称为花生挖掘机铺放机,捡拾摘果过程所用的机械称为花生捡拾收获机。二是联合收获。能一次完成扶秧、挖掘、拔秧、输送、复收、清土、摘果、清选、收集等作业,完成这一过程所用的机械称为花生联合收获机,又分为半喂入和全喂入两种方式花生联合收获机。
1.挖掘铺放型。适用于分段收获的花生挖掘收获,配套动力为四轮拖拉机或手扶拖拉机。主要有两种机型:一是链条夹持输送式花生挖掘收获机。挖掘花生植株的同时,传动链条夹持秧蔓边振动边向后传输,完成植株与泥土分离和输送铺放工作,该机型主要适用于垄作花生的挖掘收获,特点是铺放整齐,收获效率高。二是链条栅格输送式花生挖掘收获机。挖掘后的植株通过链条栅格平铺向后传动,完成植株与泥土分离和输送铺放工作,该机型适用范围广,挖掘效率高。
2.捡拾收获型。由捡拾机构对挖掘后晾晒的花生捡拾后输送到摘果机构进行摘果,摘下的荚果经清选后输送到集果箱,秧蔓可经切碎输送到集草箱或直接抛向地面。主要有两种型式的花生捡拾收获机,一种是捡拾输送机构前置机型。目前主要机型为自走轮式,结构与自走式全喂入谷物收割机相似,捡拾输送机构置于机器的正前方,捡拾机构有偏心弹齿式或伸缩指齿式,喂入输送机构为螺旋伸缩齿式,摘果机构为纵向轴流刀齿式滚筒,荚果输送方式为风送式,切碎的秧蔓由风机向上吹送到集草箱。另一种是捡拾输送机构侧置机型:主要有自走轮式和牵引式两种机型。该型式的捡拾、输送、喂入机构为一体,位于机器一侧,由带齿爪的输送带完成铺放花生的捡拾、输送、喂入作业,摘果机构为滚杠式,摘下的荚果经清选后由链条刮板式或提斗式输送机构送到集果箱,秧蔓不经切碎直接进入集秧箱。捡拾收获机的特点是捡拾收获效率较高,收获后的花生含水率较低。
3.联合收获型。目前国内市场上成熟的花生联合收获机为自走半喂入式,包括轮式和履带式,可一次完成扶秧、挖掘、拔秧、输送、复收、清土、摘果、清选、收集等作业。该机型作物输送机构采用侧置式,其挖掘和输送机构与链条夹持式花生挖掘机相似,都是采用犁铲式挖掘机构和链条式。夹持机构完成花生植株的挖掘、输送、清土作业;摘果机构为差相对辊式,摘下的荚果经振动筛和风扇清选后由荚果输送机构送到集果箱。该机型的收获的花生破碎和含杂率较低,作业效率较高。比较先进的三垄六行全喂入花生联合收获机已经在市场上出现,尚未批量生产。
1.花生挖掘机的翻棵功能缺失,清土效果不理想。市场上的花生挖掘收获机速度快,损失率低,一直以来非常受用户欢迎,但是因为目前国内的花生挖掘机普遍清土效果不好,且不具有翻棵功能,不能有效保证铺放的植株荚果向上,致使晾晒后干湿不均匀,无法有效满足分段收获时捡拾摘果机械的作业条件。
2.花生捡拾收获机与花生挖掘机不配套使用。由于国内的花生挖掘收获后晾晒不均匀,同一时间挖掘的花生含水率差别较大,而土壤种植的花生挖掘铺放后带土率高,导致捡拾收获机的收获的荚果破碎率和含杂率较高,影响了机收花生的品质并且作业时粉尘浓度大,严重污染环境。
3.花生联合收获机适用性较差。当前的机型的性能指标,受土壤类型、土壤墒情、种植方式、作业品种等因素影响较大,还对断系落果无法机收、人工操控机器操作难度高、操作不准确导致收获效果较差。
1.具有良好的翻棵功能花生挖掘机将有发展前景。确保挖掘铺放后花生植株荚果向上,解决铺放后花生晾晒干湿不均匀的问题,并改进现有花生挖掘机秧土分离机构,提高秧土分离效果。
2.破碎率低的捡拾收获机将有发展前景,并与花生挖掘机配套使用。提高摘果和清选工作部件揉软性能,减少花生收获的破碎率。捡拾收获机与花生挖掘机配套使用两端(分段)收获方式,是美国等花生主产大国普遍使用的花生机械收获方式。
3.具有烘干功能的花生联合收获是发展方向。花生联合收获后的花生含水率高,花生晾晒又受场地和天气的限制,导致了用户选用花生联合收获机的意愿不强。现有的花生联合收获机在提高适用性能同时,要加快研发具有烘干功能的机具,满足用户的需要。