3种自走式花生捡拾收获机作业质量对比及发展建议

李 奇，史冬梅，许志华，李俊杰，李恒锴

(1.河南省南阳市农业机械技术中心，河南 南阳 473000； 2.河南省南阳市内乡县农机推广站，河南 内乡 474350；3.河南阅文文化发展有限公司，河南 郑州 450000)

0 引言

南阳市是河南省农业大市，年种植粮油作物面积达130万hm2以上，传统种植主要以小麦、水稻和玉米等粮食作物为主，花生、油菜和黄豆等油料作物面积占比不高。近年来，随着市场价格上扬的拉动和农业产业结构调整的不断推进，河南省大力实施“四优四化”战略(“四优”指重点发展优质小麦、优质花生、优质草畜、优质林果；“四化”指大力调整农业结构，统筹推进布局区域化、经营规模化、生产标准化、发展产业化)，农民种植优质粮油作物的积极性高涨，花生种植面积不断扩大。南阳市花生种植面积连续4年超过30万hm2，优质粮油生产基地位置更加突出，花生也成为助推和支撑农业增效、农民致富和乡村振兴的重要优势农产品[1]。

花生传统生产过程中，机械化水平较低，尤其在收获环节，机械化收获作业更薄弱，降低了花生产业的整体经济效益[2]。为改变这种现状，近几年来，南阳市农机部门围绕推广花生生产全程机械化技术，重点在提升机械化收获薄弱环节水平方面做了引进、试验、示范和推广等工作，效果明显。在花生机械收获环节，结合豫南地域气候特点、农艺种植习惯、土壤性状、机具适应性和收获期花生含水率等因素综合考虑，大力推广花生先挖掘晾晒、后捡拾摘果的分段作业收获模式，广受种植户的欢迎[3]。自走式花生捡拾收获机也进入市场发展“井喷期”，近5年来，保有量从无到有快速增加，截止到2020年底，保有量达2 100余台，南阳市花生机械化收获水平达到68%，创历史新高，打破多年制约花生产业发展的“瓶颈”，巩固了花生集粮、油、牧、饲于一体的优良作物优势，壮大了花生产业，保障了“三农”生产持续增效。

为加快服务豫南黄淮海平原区农业产业结构调整和推进农机薄弱环节机械化进程，促进花生生产全程机械化尤其是挖掘与捡拾作业机械化水平，2020年，以豫南区域市场占有率较高的3种主要型号的花生捡拾收获机为对象，进行生产试验、性能检测，以了解花生捡拾机具的作业性能、存在的问题，提出机具作业优化建议，为大面积推广应用奠定基础。

1 试验情况

1.1 试验条件与内容

在南阳市内乡县湍东镇红堰河村三友花生种植专业合作社的40 hm2(600亩)花生种植基地进行试验。土壤为黏质沙壤土，前茬作物为小麦，花生品种为罗汉果(宛8908)，垄作种植，垄间距85 cm，花生产量4 800 kg/hm2(320 kg/亩)，花生挖掘收获时荚果含水率15%左右。

试验机具为河南豪丰农业准备有限公司、郑州中联收获机械有限公司和河南农有王农业装备科技股份有限公司生产的3种型号的自走式花生捡拾收获机。对这3种花生捡拾收获机进行性能检测、生产查定和试验示范，以了解机具性能，探索机具作业优化方向。

测试仪器及设备包括秒表、相机、天平、电子秤、皮尺、直尺、谷物水分测定仪、计算器、记录表格和样品采集袋等。

1.2 试验样机型号及技术参数

试验样机型号及技术参数如表1所示。

表1 试验样机型号及技术参数

1.3 试验安排

2020年6月，冬小麦收获后花生适播期进行规范化机械起垄播种作业；花生生长期进行有效肥水供给和生长情况观测，综合进行病虫草害防治；9月，进行花生捡拾联合收获机性能试验检测，收集相关数据；10月，对采集的样品和数据完成整理、汇总和分析工作。

2 检测指标及结果

2.1 检测依据

试验检测按照NY/T 502—2002《花生收获机作业质量》、DG/T 077—2019《农业机械推广鉴定大纲》标准进行[4-5]。

2.2 检测项目

检测项目主要包括纯作业小时生产率、地面落果率、摘果损失率、破碎率、含杂率和总损失率等指标。

2.3 检测指标计算方法

2.3.1 作业速度

作业速度根据式(1)计算：

(1)

式中V——机器前进速度，km/h

L——测区长度，m

T——通过测区的时间，s

2.3.2 纯作业小时生产率

纯作业小时生产率根据式(2)计算：

E=0.1×V×B

(2)

式中E——纯作业小时生产率，hm2/h

V——机器前进速度，km/h

B——作业幅宽，m

2.3.3 地面落果率

地面落果率根据式(3)计算：

(3)

式中SL——落果率， %

WL——地面荚果质量，g

WX——测区内荚果总质量，g

2.3.4 摘果损失率

摘果损失率根据式(4)计算：

(4)

式中SZ——摘果损失率， %

WZ——测区内蔓上未被摘下的荚果质量，g

WJ——测区内秧蔓中夹带的荚果质量，g

2.3.5 总损失率

总损失率根据式(5)计算：

S=SZ+SL

(5)

式中S——总损失率， %

2.3.6 破碎率

破碎率根据式(6)计算：

(6)

式中SP——破碎率， %

WP——测区内破碎或裂损的荚果质量，g

2.3.7 含杂率

在荚果排出口接取测区内的所有排出物，挑出所含杂质(土、小石子、叶、蔓、果柄、杂草等杂物，不计荚果自带土)并称质量。含杂率按式(7)计算：

(7)

式中Z——含杂率， %

WA——荚果排出口接取的所有杂质质量，g

WD——荚果排出口接取物总质量，g

2.4 检测结果

3种型号的自走式花生捡拾收获机测试前均进行了预作业，机手操作按日常机械操作规程要求进行，每台机器作业2个行程。在每个行程作业时，按先后次序均设预备区、测区和缓冲区3个区段连续作业，其中预备区长20 m，测区长20 m，缓冲区长10 m。检测结果如表2～5所示。

表2 花生捡拾收获机作业效率

表3 花生捡拾收获机损失率

表4 花生捡拾收获机破损率、含杂率

表5 花生捡拾收获机作业指标汇总

3 结果分析

3.1 生产性能

(1)豪丰4HJZZ-2600型花生捡拾收获机。该机收获作业含杂率6.84%，符合标准规定的范围(含杂率≤8.0%)；破损率1.80%，符合标准规定的范围(破损率≤5.0%)；总损失率3.72%，符合标准规定的范围(总损失率≤5.0%)。

(2)中联4HZJ-2500型花生捡拾收获机。该机收获作业含杂率8.18%，略高于标准规定的含杂率范围；破损率0.41%，符合标准规定的范围；总损失率1.58%，符合标准规定的范围。

(3)农有王4HJL-2.0型花生捡拾收获机。该机含杂率9.2%，超出标准规定的含杂率范围；破损率0.33%，符合标准规定的范围；总损失率2.43%，符合标准规定的范围。

3.2 存在的问题

经过近几年的发展，花生捡拾收获机各项性能均有较大提升，但从测试数据看，集果箱花生果含杂率仍有超标准的现象[6]。具体原因有4个方面。

(1)机具调试存在问题。机具进地作业时没有充分调整到位，未达到最佳作业工况。

(2)花生挖掘时果土分离不彻底。试验田为黏质沙壤土，前期花生挖掘机作业时，果、土抖动分离不净，致使后期花生捡拾收获机作业时夹带土块多[7-8]。

(3)花生挖掘后铺放位置影响作业效果。花生捡拾收获机作业时，因部分花生挖掘后铺放在垄沟较低位置，捡拾时割台低位作业导致有带土现象。

(4)机具可靠性影响作业效果。花生捡拾收获机的可靠性影响作业效率、含杂率等指标[9]。

4 机具作业优化建议

4.1 加强对驾驶员的操作技能培训

加强对驾驶员的操作技能培训，使其牢记安全操作常识与要领，熟练掌握机械操作、维修和调整保养技能，做到工作前与工作中能结合田间作物性状适时调整维护机具，保障机具达到最佳作业状况并持续作业[10]。

4.2 在花生适收期及时收获

在花生成熟时，准确把握节令、时间、土壤和花生植株含水量等关键节点，适时挖掘、晾晒并进行捡拾摘果作业，以降低收获后的含杂率、破碎率和损失率。花生挖掘作业时要特别注意土壤和花生秧蔓的含水率，尤其是土壤过干时，宜适度补水后再挖掘作业，利于果土抖动分离彻底，又不造成花生脱果损失，达到最佳收获作业效果。花生挖掘后，在田间进行摘果作业前，晾晒应适度，秧蔓含水率10%～20%时捡拾摘果作业为佳，含水率过低，花生果的损失率、破碎率增加；含水率过高，收获后的大量花生果晾晒困难，导致霉烂变质损失。

4.3 推进农机农艺融合

花生种植时充分考虑品种、种植模式和后期的机械田间管理、机械收获的适应性，避免因为农机的行走轮距、作业幅宽与农艺种植的行距、垄距不适应而造成损失，以保障花生既丰产也丰收，增加种植效益[11]。

4.4 提升花生捡拾收获机质量

农机生产企业要进一步提升花生捡拾收获机的设计、生产和装配水平，使机械的作业效率、收获效果、安全性、驾操舒适性和降尘能力继续提高。严把自制零部件和外协专用件的质量关，外协通用件如齿轮、轴承等要选优用好，保障机具在关键农时季节作业时的可靠性，延长首次故障前作业时间。生产企业和经销商要加强“三包”服务能力建设，使维修技能、零配件供应、排除故障到位速度和服务态度满足用户需要。通过机具内在质量的扎实提升和服务能力的全方位保障，促进花生收获机械化作业水平提高，发挥农机在花生生产中的支撑与保障作用。

5 结束语

对南阳市常用的3种自走式花生捡拾收获机进行了田间作业试验检测，检测结果表明，随着花生捡拾收获机的逐渐普及应用，其各项作业性能不断提升，但集果箱花生果含杂率仍有超标准的现象。要取得好的作业效果，不仅要做到农机农艺高度融合，还要准确把握花生适收期及时收获，更要持续优化机具性能和加强对驾操人员的技能培训，从而提高花生种植综合效益最大化，为乡村振兴提供有力支撑。