青毛豆脫莢機(jī)的豆莢損失和豆莢損傷比較研究

摘要：豆莢的采摘收獲是青毛豆生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，急需提高其機(jī)械化程度。對比不同脫莢方式的青毛豆脫莢機(jī)的豆莢損失和豆莢損傷情況，探討青毛豆的最佳脫莢方法，以期為促進(jìn)青毛豆產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞：青毛豆;收獲;脫莢機(jī);性能;比較

中圖分類號：S225.92 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1674-1161（2020）01-0023-03

青毛豆是即食性特色經(jīng)濟(jì)作物，豆莢的采摘收獲是青毛豆種植生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高機(jī)械化收獲能力對于擴(kuò)大青毛豆種植規(guī)模及提升其綜合經(jīng)濟(jì)效益有著極其重要的意義。然而，青毛豆的豆莢成熟特性異于大豆，無法直接用現(xiàn)有的大豆收獲機(jī)進(jìn)行采摘收獲作業(yè)，目前我國青毛豆機(jī)械化采摘收獲技術(shù)及裝備尚處于探索和試制階段，與國外相比存在較大的差距。人工采摘青毛豆豆莢勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低且勞動力不足，用工矛盾和費(fèi)用支出大，嚴(yán)重影響農(nóng)民種植青毛豆的積極性;而現(xiàn)有青毛豆脫莢機(jī)普遍存在豆莢采摘不干凈、豆莢機(jī)械性損傷嚴(yán)重等問題，迫切需要開發(fā)高效的青毛豆脫莢機(jī)。為此，本課題研究青毛豆機(jī)械脫莢的豆莢損失和豆莢損傷情況，探討青毛豆的最佳脫莢方法，以期為開發(fā)高效的青毛豆脫莢機(jī)、促進(jìn)青毛豆產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供支持。

1 青毛豆機(jī)械脫莢方式及特點

青毛豆脫莢機(jī)是一種將鮮豆莢和莖稈脫離的機(jī)械。脫莢機(jī)構(gòu)作為青毛豆脫莢機(jī)的重要工作部件，直接影響整機(jī)的性能和脫莢質(zhì)量。現(xiàn)有脫莢機(jī)構(gòu)主要包括梳齒式脫莢機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī)構(gòu)。梳齒式脫莢機(jī)構(gòu)工作時，由旋轉(zhuǎn)滾筒上的彈齒把豆莢從莖稈上脫下，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低，其缺點是豆莢采摘不凈、漏莢率較高、潔凈率低、破損率高。旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī)構(gòu)工作時，植株在兩組脫莢輥之間通過，兩組脫莢輥向內(nèi)旋轉(zhuǎn)將豆莢從莖稈上脫下，其優(yōu)點是在一定程度上解決了脫莢不凈和堵塞等問題，并極大降低了脫莢時的破損率，其缺點是植株需要單株喂入，影響脫莢效率的提高。

2 豆莢損失和豆莢損傷的概念及分類

青毛豆脫莢過程中，主要存在豆莢采摘不干凈造成損失和豆莢機(jī)械性損傷嚴(yán)重的問題。

2.1 豆莢損失

豆莢損失是指成熟鮮豆莢未從莖稈上脫下、殘留在莖稈及分枝莖稈上而造成的損失。未成熟鮮豆莢或癟豆莢不計入豆莢損失。

2.2 豆莢損傷

豆莢損傷包括豆莢外傷和豆莢內(nèi)傷。豆莢外傷是指用肉眼能夠直接觀察到的豆莢外觀機(jī)械損壞，豆莢內(nèi)傷是指種皮完好而內(nèi)部子葉、胚芽等因受機(jī)械傷害導(dǎo)致的損傷。在脫莢過程中，鮮食青毛豆的豆莢內(nèi)傷往往被忽略，只考察豆莢外傷，將豆莢外傷作為衡量青毛豆脫莢機(jī)作業(yè)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。

豆莢外傷形式多樣、復(fù)雜，可歸納為擠壓損傷、撕裂損傷、折裂損傷、縫合線損傷、向軸損傷5種類型（如圖1 所示）。

3 機(jī)械脫莢的豆莢損失和豆莢損傷測定

3.1 材料與方法

3.1.1 供試材料 青毛豆品種為遼寧省主栽品種沈鮮3號，其農(nóng)藝性狀見表1。

3.1.2 試驗方法 分別采用梳齒式脫莢機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī)構(gòu)對青毛豆進(jìn)行脫莢。兩種型式的青毛豆脫莢機(jī)均采用鏈?zhǔn)綂A持輸送喂入方式。豆莢損失和豆莢外傷均用肉眼直接觀察后進(jìn)行記錄、分析與統(tǒng)計。

3.2 結(jié)果與分析

3.2.1 不同脫莢方式的豆莢損失比較 采用兩種脫莢機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫莢的豆莢損失率情況見表2。

由表2可知：由于青毛豆植株農(nóng)藝性狀的個體差異性，不同脫莢機(jī)的殘留豆莢率有所差異。梳齒式脫莢機(jī)構(gòu)的殘留豆莢率為8.00%～14.00%，平均值為11.00%;旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī)構(gòu)的殘留豆莢率為4.00%～12.00%，平均值為7.60%。

3.2.2 不同脫莢方式的豆莢損傷比較 采用兩種脫莢機(jī)構(gòu)及人工脫莢的豆莢損傷率情況見表3。

由表3可知：由于采用的脫莢機(jī)構(gòu)型式不同，其脫莢原理不同，導(dǎo)致豆莢損傷程度也不同。梳齒式脫莢機(jī)構(gòu)的擠壓損傷率、撕裂損傷率、折裂損傷率、縫合線損傷率、向軸損傷率分別為11.62%，6.78%，4.16%，2.82%，2.80%，其中擠壓損傷最大、撕裂損傷次之、向軸損傷最小，損傷合計為28.18%;旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī)構(gòu)的擠壓損傷率、撕裂損傷率、折裂損傷率、縫合線損傷率、向軸損傷率分別為4.80%，2.06%，1.28%，14.00%，2.40%，其中縫合線損傷最大、擠壓損傷次之、折裂損傷最小，損傷合計為24.54%。人工脫莢由于每個人的技術(shù)水平存在差異，豆莢的各項損失率不同，損傷合計為10.96%，遠(yuǎn)小于機(jī)械脫莢的損傷率。可見，脫莢機(jī)具的性能還有待提高。

3.3 結(jié)論

通過試驗結(jié)果可以看出：青毛豆脫莢機(jī)所采用的脫莢機(jī)構(gòu)型式不同，其脫莢原理不同，導(dǎo)致豆莢損失率和豆莢損傷率有所不同。梳齒式脫莢機(jī)的豆莢損失率高于旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī);梳齒式脫莢機(jī)的擠壓損傷最大，旋轉(zhuǎn)式脫莢機(jī)的縫合線損傷最大;人工脫莢的損傷遠(yuǎn)小于機(jī)械脫莢，脫莢機(jī)具的性能還有待提高。

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Abstract： Pod harvesting is the key link of green soybean production， so it is urgent to improve its mechanization degree. Comparing the pod loss and pod damage of stripping machines with different stripping methods， this paper discusses the best stripping method of green soybean， in order to provide support for promoting the industrialization of green soybean.

Key words： green soybean; harvest; stripping machine; performance; comparation