2023年12月12日发(作者：)

圆园21年第3期文章编号院1007-7782渊2021冤03-0025-04新疆农机化窑开发研究窑白萝卜收获机械化研究现状及发展趋势张富贵袁范维※渊贵州大学机械工程学院袁贵阳550025冤摘要院白萝卜作为日常食用的根茎类蔬菜袁其食用和药用上的价值受到人们广泛的认可遥我国白萝卜种植面积和产量都居于世界前列袁而其收获机械化程度处于落后的现状遥白萝卜的收获主要依靠人工袁人力资源消耗大袁成本高袁效率低袁严重影响了现代智能农业机械化的发展遥文中通过对国内外萝卜收获机械的发展现状进行了阐述袁介绍了国内各高校对萝卜的物理力学特性以及关键部件研究情况袁同时还介绍了国外公司的先进机型和研究成果遥指出了制约我国白萝卜收获机发展的一些问题袁并提出了根据我国各地种植模式和农艺来发展白萝卜收获机的思路遥关键词院白萝卜曰收获机械曰机械化PresentResearchSituationandDevelopmentTrendofMechanizationofWhiteTurnipHarvester※ZHANGFugui,FANWei(CollegeofMechanicalEngineering,GuiYang,550025,China)Abstract:Asadailyediblerootvegetable,nt-ingareaandoutputofwhiteturnipinChinaareamongthehighestintheworld,vestofwhiteturnipmainlydependsonhumanlabour,itresaultinhighcostandlowefficiencyandseriouslyafnthedevelopmentandstatusquoofdomesticandfor-eignturnipharvester,Thephysicalandmechanicalpropertiesofturnipandthekeycomponentsofdomesticuniversitieswerein-troduced,andthentheadvancedmodeoblemsthatrestrictthedevelopmentofwhiteturnipharvesterinChinawerepointedout,andthetrendofdevelopingwhiteturniphar-vesterwereputforwardds:Whiteturnip;Harvestmechinery;Mechanizationdoi:10.13620/1007-7782.2021.03.008中图分类号:S225.72文献标识码院A[2]遥我国目前萝卜种植面积约133.2万hm2袁萝卜收获面积和总产量均居世界第一[3]遥白萝卜最耗工费时的是收获环节袁也是机械化程度最低的一个环节遥白萝卜的收获包括挖掘尧除土尧切缨等袁目前主要依靠人工来完成袁有些地方利用马铃薯尧中药材收获机来兼收白萝卜袁但由于缺少对白萝卜物理力学特性及萝卜和土壤之间交互作用的研究袁收获效果不佳袁白萝卜损伤率和漏收率都很高遥国外种植的萝卜以小型萝卜为主袁进口收获机大都是大型的联合收获机袁不适用于南方的小地块作业袁且各个地区的萝卜种植模式也不同袁收获机的适应性差袁无法满足实际的收获需求袁因此急需研制适合不同种植区的白萝卜收获机遥0引言萝卜是常见的蔬菜袁有很高的食用价值袁其直根和种子还可入药袁在消食尧除燥尧解毒尧利尿等方面都有独特的功效遥萝卜中维生素C含量较高袁富含多种酶袁对人体健康有重要的作用曰萝卜中含有众多矿物质袁不仅特别有利于儿童的生长发育袁还能够降低胆固醇袁控制高血压尧冠心病等疾病的发作率[1]遥根据中国农业统计年鉴数据显示袁2012年萝卜播种面积为81.2万hm2袁2017年达到127.1万hm2袁占蔬菜总播种面积的近5.6%袁产量约4500万t袁占蔬菜总产量的近5.6%袁位居各种蔬菜种植面积的前3位修回日期院2021-01-20基金项目院贵州省科技厅重大专项渊黔科合重大专项字[2019]3014-3冤通讯作者院范维1国内外白萝卜收获机械研究现状1.1国外白萝卜收获机研究现状以苏联和美国为代表的胡萝卜收获机袁大多以大型拖拉机为动力源袁具有大型化尧联合式的特点袁符合欧美援25援窑开发研究窑新疆农机化圆园21年第3期国家地广人稀的情况遥美国福特公司于1961年研制的新型阿尔契胡萝卜联合收获机袁已经具有初步的松土尧拔取尧切樱尧收集功能袁但是容易出现漏拔和损伤胡萝卜等问题袁后来欧洲一些学者和厂商在保留该机原理的基础上改进生产出罗马尼亚CLR-1尧东德EM-11等机型[4]袁这些机型与阿尔契收获机相比具有更加稳定可靠的性能袁可解决漏拔等问题遥但是这种大型收获机对于种植模式要求很高袁不适合国内种植模式和萝卜品种多样化的具体情况遥阿萨力渊ASA-LIFT冤在根茎类蔬菜收获机方面具有多年研究经验袁该公司的胡萝卜收获机主要有牵引式T系列和自走式SP系列两种袁有双行收获和多行收获两种机型渊图1尧图2冤袁配备智能系统和操作面板袁具有良好的操作性和可靠性袁田间适用性较强遥近年来随着计算机和微电子技术的广泛推广袁在农业机械化上也得到了应用袁美国尧日本尧比利时等农业发达国家已将微电子技术尧自动导航技术应用到农业收获环节袁实现了机械的精准控制和无人驾驶自动收获等智能化作业袁减少了人工操作袁节约了收获成本遥但是国外种植的萝卜主要是小根茎萝卜和胡萝卜袁仍然无法收获像白萝卜尧青萝卜这样大根茎的农作物遥T-100型胡萝卜收获机T-150型胡萝卜收获机图1单行夹拨式胡萝卜收获机SP-250型胡萝卜收获机SP-300型胡萝卜收获机图2自走夹拨式胡萝卜收获机图3久保田CH-201C型胡萝卜联合收获机援26援日本在白萝卜收获机方面具有小型化尧轻便化的特点袁日本久保田CH-201C型胡萝卜联合收获机渊图3冤能-次性完成萝卜的挖掘尧夹持尧输送尧切秧尧收集等工序袁机械作业性能稳定袁作业速度快[5]遥小型化和轻便化的设计思路才能满足国不同种植区白萝卜收获的需求遥1.2国内白萝卜收获机研究现状国内的根茎类农作物收获主要是挖掘和拔取这两种方式袁拔取式是白萝卜的主要收获方式[6]遥虽然国内收获面积和总产量世界排名第一袁但国内在联合式和自走式萝卜收获机方面仍然处于空白遥国内的学者主要对萝卜品质和白萝卜干制品影响因素进行研究[7-10]袁对白萝卜物理力学特性和收获机的关键部件研究较少遥昆明理工大学对白萝卜的常规力学性质渊弹性模量尧应力冤进行研了究袁通过分析加载部位尧方向尧速度及含水率对于白萝卜的力学性质的影响袁得出了含水率对于弹性模量尧应力影响显著的结论[11]遥青岛农业大学对白萝卜和青萝卜的几何特性进行研究袁并在实验台上进行压缩试验袁得出两种萝卜根部不同部位抗压力的情况[12-13]袁为设计根类收获机提供了支撑数据[14-17]遥由于萝卜的生长坏境条件不同袁萝卜根部大小差异性较大袁导致了采用拔取式收获萝卜时所需要的拔取力也不同袁对于萝卜的物理力学特性还需进行一定的研究遥南通农机化技术推广服务站对白萝卜收获机的松土铲进行了优化设计袁如图4遥对松土铲参数进行了改进袁达到能够适合不同种植模式的收获要求[18]遥河北农业大学设计出专用的白萝卜挖掘铲袁如图5遥工作时袁通过挖掘铲破坏白萝卜与土壤的接触力袁使白萝卜与土壤分离袁再由人工捡拾装袋遥该挖掘装置采用后悬挂牵引的方式挖掘白萝卜袁大大提高了白萝卜的收获效率袁该装置具有结构简易尧成本低的特点[19]遥图4白萝卜收获机图5白萝卜挖掘铲国内对于胡萝卜收获机的研究较多袁已经设计研发出了自走式联合收获机和牵引式收获机遥对于松土铲和切割装置等关键部件也有了深入的研究袁利用仿生学研制出高效减阻铲土来解决松土阻力大和漏拔的问题[20]袁针对胡萝卜联合收获过程中对顶切割装置作业后胡萝圆园21年第3期新疆农机化窑开发研究窑卜损伤率高尧切净率低等问题袁设计了一种单圆盘对顶切割装置[21]袁如图6遥虽然白萝卜和胡萝卜的收获方式类似袁但白萝卜和胡萝卜的根部几何特性相差很大袁而且萝卜根部裸露在地面上的高度不一致袁通过对胡萝卜收获机改进无法满足白萝卜的收获需要遥南通农机推广中心研发了一款以拖拉机为动力源的萝卜收获机袁可以进行萝卜收获[22-23]袁但是没有对萝卜的物理力学特性进行研究袁也没有收获机关键部件参数袁缺乏理论支持遥国内公司制造了一些多功能萝卜收获机袁大多由马铃薯等根类收获机改造而来袁因此无法适应复杂的田间环境袁也无法满足各不同种植模式要求遥8切割区7654123对顶拉齐区喂入方向图6单圆盘对顶切割装置1.圆盘割刀齿轮轴2.圆盘割刀3.对齐左基板4.对齐皮带5.对齐右基板6.对齐皮带辅轮7.直割刀8.对齐皮带主轮2存在的问题2.1种植模式多样化由于国内白萝卜种植地区的地形和气候各不相同袁导致种植模式各不相同袁萝卜种植的农艺特性直接影响其收获方式[24]遥我国不同地区白萝卜种植品种尧种植模式各异袁由于缺乏标准化尧规范化引导袁农机与农艺融合程度较低袁致使农机研发推广难度增加[25]遥各地白萝卜种植规模不同袁对于收获机的要求也不相同袁在播种环节大都采用人工手播的方式袁没有实现精确播种袁这给机械化收获造成了很大困难遥2.2缺少稳定可靠的机械目前国内还没有性能稳定可靠的白萝卜收获机械袁收获机依旧依靠国外进口遥对引进的机械改进可以解决一些问题袁但是无法在全国推广遥目前白萝卜收获机仍然处于实验阶段袁装备匮乏尧机械化收获水平低尧收获费时费工及成本高等问题已成为制约白萝卜全程机械化生产和产业发展的瓶颈[26]遥3解决对策渊1冤发展和研制适合当地农艺的机型袁种植模式标准化遥不同地形的农机要求不同袁在北方平原地区适合发展大中型的联合收获机袁而西南地区多山地丘陵袁适合小型化尧轻便化尧分段式的收获方式遥渊2冤借助科研院和高校的研究力量袁研制收获机的关键部件遥通过试验验证袁确保机械的实用性和稳定性袁克服白萝卜收获机挖掘铲阻力大袁切樱和运输等问题遥当地公司和合作社应对农民进行农机操作和技术培训袁增加白萝卜生产每个环节的规范性袁提高生产效率遥渊3冤建立农机合作社袁由散户种植白萝卜逐渐发展成大户共同生产袁降低农机购买成本尧增加农民收入袁加快机械化进程遥加快培养尧扶持种植大户尧农机合作社尧龙头企业等新型经营主体袁发挥其在规模化尧标准化和品牌化生产方面的示范引领作用[27]遥渊4冤虽然白萝卜机械化收获处于起步阶段袁但是总体上在向农机智能化尧自动化和自动驾驶方向发展[28-29]遥白萝卜收获机要能适应复杂多样的田间环境袁其关键部件设计要合理袁降低白萝卜损伤率和漏拔率遥为使农民尽快掌握机具操作方法袁应简化机具的操作流程袁实现智能化和全自动化遥4结论目前国内对白萝卜收获机械的研究还处于起步阶段袁白萝卜具有很大的消费市场袁收获机械也具有良好的发展前景遥目前对先进技术尧新机型的研发力度还不够袁需要政府加强重视尧引导企业走向全程机械化的发展道路袁企业应积极与高校合作袁研制适合当地生产需要的机型遥白萝卜收获机械化智能化应该借鉴国外先进理念袁也需要政府的大力扶持遥参考文献院[1]熊蔬菜秋芳袁2016袁张雪渊5清冤院袁36-38.骆海波等.萝卜组织培养的研究与应用[J].长江[2]中中华国人统民计共出版和国国社袁2018.家统计局.中国统计年鉴渊2018冤[M].北京院[3]中中华国人统民计共出版和国国社袁2020.家统计局.中国统计年鉴渊2020冤[M].北京院[4]刘东强院山.挖掘东农业大学式萝卜联袁2019.合收获机关键部件的设计与研究[D].山[5]李青岛国梁农业大学.双行胡袁萝卜2016.联合收获机的设计与试验研究[D].山东院[6]崔械化志超生产袁杨现雅婷状及发袁刘先展建才袁议管[J].春中松国袁高蔬菜庆生袁2020袁陈永渊生8冤院.我1-8.国萝卜机[7]李模坤型袁[J].李云南明袁高师萌范袁大学学孙伟.多报变渊自量然下科学白萝卜版冤袁热2020风干袁燥40特渊1性及冤院24-29.数学渊下转第31页冤援27援圆园21年第3期新疆农机化窑开发研究窑新机制的融合尧加强技术标准的融合尧推动农业生产经营模式的融合等袁构建果园绿肥效应的指标体系及预测模型等遥参考文献院[1]国家统计局.中国统计年鉴[J].北京院中国统计出版社袁2019.[2]李忠义袁何铁光袁唐红琴袁韦彩会袁董文斌.中国绿肥研究知识图渊7冤院157-164.[8]王得伟袁王伟袁廖结安袁等.北方绿肥翻压工艺流程及相关机械现状与对策[J].草业科学袁2020袁37渊10冤院2152-2164.[9]游兆延袁张冲袁高学梅袁等.紫云英绿肥盛花期埋切翻压组合作业机设计与试验[J].农业机械学报袁2020袁51渊3冤院78-86.[10]张文良袁杜俊袁张居敏袁等.犁旋式秸秆还田联合作业机设计与试验[J].甘肃农业大学学报袁2020袁55渊2冤院190-200+208.[11]王金峰袁陈博闻袁姜岩袁等.水稻秸秆全量深埋还田机设计与试验[J].农业机械学报袁2020袁51渊1冤院84-93.[12]王瑞丽袁柴佳佳袁许方剑袁等.秸秆直注深埋还田机设计与试验[13]卢勇涛袁王吉亮袁曹肆林袁等.双侧输出式秸秆粉碎还田机设计[14]Brozovic,Bojana,Jug,Danijel,Durdevic,Boris,nceofWinterCoverCropsIncorporationonWeedInfestationinPopcornMaize(ZeamaysevertaSturt).OrganicProduction.2018.[J].中国农机化学报袁2019袁40渊2冤院13-18.[J].沈阳农业大学学报袁2019袁50渊5冤院634-640.谱要基于CiteSpace的可视化分析[J].中国农机化学报袁2019袁40[3]王志强袁张敬国袁刘凤之袁王孝娣袁史祥宾袁王海波.果园行间碎草机的研制与试验[J].中国农机化学报袁2017袁38渊9冤院36-39.[4]吴惠昌袁游兆延袁高学梅袁彭宝良袁姬广硕袁顾满袁仇春婷.我国绿24-29.肥生产机械发展探讨及对策建议[J].中国农机化学报袁2017袁38渊11冤院[6]刘聪袁侯升林袁张春锋袁王伟袁王栓波袁明若阳袁刘忠宽袁冯伟.旋转割草机对果园绿肥的田间粉碎效果[J].河北农业科学袁2018袁22渊5冤院27-30.[5]孙华军.绿肥科学种植技术探讨[J].农技服务袁2016袁33渊2冤院106.[15]李忠义袁何铁光袁唐红琴袁等.中国绿肥研究知识图谱要基于渊7冤院ace的可视化分析[J].中国农机化学报袁2019袁40[7]杨庆璐袁陈桂斌袁谢立娟袁等.伸缩指杆式玉米秸秆旋耕掩埋机设计与试验[J].农业机械学报袁2020袁51渊12冤:35-43.[16]曹卫东袁包兴国袁徐昌旭袁等.中国绿肥科研60年回顾与未来展望[J].植物营养与肥料学报袁2017袁23渊6冤院1450-1461.渊上接第27页冤[8]余洋洋袁唐道邦袁温靖袁吴继军袁余元善袁安可婧袁邹颖.热泵温度对白萝卜干燥速率及品质的影响[J].食品与机械袁2020袁36渊2冤院211-214.[18]陆建袁缪明袁缪小兵等.白萝卜收获机挖掘铲研究与试验[J].中国农机化学报袁2016袁37渊10冤院57-60.[19]周国龙袁张晋国袁王洪伟等.白萝卜收获机挖掘铲参数的设计[J].农机化研究袁2016袁38渊9冤院94-98.[20]王金武袁李响袁高鹏翔袁等.胡萝卜联合收获机高效减阻松土铲设计与试验[J].农业机械学报袁2020袁51渊6冤院93-103.[21]王金武袁关睿袁高鹏翔等.胡萝卜联合收获机单圆盘对顶切割装置设计与试验[J].农业机械学报袁2020袁51渊9冤院73-81.[22]南通农机推广中心研发一款白萝卜收获机[J].蔬菜袁2016渊2冤院[23]一款白萝卜收获机研制成功[J].农业装备与车辆工程袁2016袁54[24]王方艳.我国萝卜产业发展问题及对策[J].中国农机化学报袁[25]崔志超袁杨雅婷袁刘先才袁管春松袁高庆生袁陈永生.我国萝卜机械化生产现状及发展建议[J].中国蔬菜袁2020渊8冤院1-8.渊19冤院162-164.[26]闫萍.农业机械产业发展现状及建议[J].现代农业科技袁2020[27]赵立虹袁薛梅.山东省蔬菜机械发展现状及应对策略探析[J].农业装备与车辆工程袁2020袁58渊9冤院138-140.[28]张智刚袁王进袁朱金光等.我国农业机械自动驾驶系统研究进展[J].农业工程技术袁2018袁38渊18冤院23-27.[29]张佩袁孙曙光袁张钟毓袁王成文.胡萝卜机械化生产的现状及建议[J].农业装备技术袁2020袁46渊3冤院7-8.2016袁37渊11冤院188-191.渊2冤院63.57.[9]王鑫袁车刚袁万霖袁刁显琪袁李海龙袁王敬轩.不同干燥方式对白萝卜干制品品质的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报袁2017袁29渊2冤院58-63.[10]王鑫.远红外真空干燥对白萝卜品质的研究[D].黑龙江院黑龙江八一农垦大学袁2016.[11]吕俊龙袁杨薇袁郭徽.白萝卜常规力学特性试验[J].食品与机械袁2015袁31渊4冤院152-154.[12]王方艳袁高升.萝卜物理及压缩特性的试验研究[J].农机化研究袁2018袁40渊12冤院184-188.[13]王方艳袁高升.典型萝卜力学特性的对比试验研究[J].农机化研究袁2019袁41渊4冤院166-169.[14]李红波袁薛晋霞袁王炳轩袁张燕青袁武新慧袁李晓斌袁崔清亮袁杨作梅.谷子茎秆叶鞘叶片及其结合部位的拉伸力学性能[J].农业工程学报袁2020袁36渊18冤院11-17.[15]樊昱.基于离散元法的马铃薯挖掘机理研究及仿生铲设计[D].辽宁院沈阳农业大学袁2020.[16]辛青青袁吕钊钦袁刘理民袁程祥勋袁张万枝.成熟期马铃薯秧的单位直径最大剪切力试验研究[J].农机化研究袁2020袁42渊5冤院176-180+195.[17]辛杰.大蒜物理力学特性试验研究与收获机关键装置设计[D].山东院山东农业大学袁2018.援31援