花生機械化收獲模式及機具研究

賈珍珍

摘要：針對我國花生收獲環節機械化水平較低的現狀，在介紹花生機械化收獲模式的基礎上，分析影響機械化收獲質量的主要因素，總結花生收獲機具的設計和研究概況，提出構建高效、低耗的花生收獲體系的建議。

關鍵詞：收獲模式;花生;收獲機;品種

中圖分類號：S225.7+3 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1674-1161（2020）06-0023-03

我國的花生常年種植面積在4.7×106 hm2左右，產量超1 700萬t，約占全球花生總產量的40%。然而，我國2019年的花生種植綜合機械化率僅為63%（機耕、機播、機收機械化水平分別在78%，55%，50%左右），遠低于發達國家水平。尤其是收獲環節的機械化水平較低，制約了花生全程機械化的發展。為此，在介紹花生機械化收獲模式的基礎上，詳細分析影響機械化收獲質量的主要因素，總結花生收獲機具的研發概況，以期為提高花生機械化收獲水平提供理論參考。

1 花生機械化收獲模式

我國的花生種植主要分布在河南、山東、安徽、河北、遼寧、湖北、江蘇、吉林等省，氣候條件、土壤類型、種植模式、花生品種及其植株性狀、耕地規模等差異顯著，適宜的花生機械化收獲模式也千差萬別。花生收獲主要有分段式收獲、兩段式收獲和聯合收獲三種，其特點及應用范圍見表1。

遼寧、吉林、黑龍江等耕地規模較大、花生一年一季或二年三季種植地區，適于采用兩段收獲方式;一年兩季或三季種植、地塊較小的南方，宜選用聯合收獲方式;種植面積不大、地塊較小的丘陵山區，宜選用分段收獲方式。

2 影響花生機械化收獲質量的因素

2.1 花生品種

目前，我國種植的花生品種適收期短、分枝多，機械收獲時易出現落果和莢果破碎的問題。黃慧等的研究表明，在花生機械收獲過程中，花生植株的高度和分枝數量、適收期、莖稈堅韌度、莢果生長位置等，都會影響收獲作業質量。因此，應該積極培育適收期長、果柄堅硬、結果集中、植株低矮且分枝少的花生品種。

2.2 土壤特性

花生種植區域廣泛，地理地貌復雜，土壤特性（如硬度、含水率等）差異大。研究表明，土壤濕度影響其疏松度，而疏松土壤可減少收獲時的機械應力，降低莢果的掉落和破損幾率。相關試驗研究表明，土質為沙壤，且含水率8%～15%的土壤，有利于降低機收過程中的損失。

2.3 種植模式

當前，花生的生產模式有壟作、平作、覆膜、不覆膜、套作等，規范化種植程度較低。復雜多變的作業環境使機械化收獲存在撿拾落果多、莢果破損率高、功耗比率大等問題。平作宜采用人工或機械分段收獲，而壟作尤其是覆膜壟作便于聯合收獲機作業。

2.4 機具適用性

相對于手工收獲來說，機械收獲的損失率大于人工收獲。收獲機具的機型、性能和機手經驗等因素，都會影響花生機械收獲的質量。陳有慶等的研究表明，采用4HLB―2型鏟拔組合半喂入花生聯合收獲機作業時，良好的分扶禾、挖拔、清土、摘果、清選等機構設計和作業參數選擇，能顯著降低機收過程中的損失。還有研究表明，沙土地塊上工作良好的收獲機械，轉移到黏土地塊容易出現阻塞、損失率高等現象。

3 花生收獲機具的研發與應用

3.1 分段收獲機具

根據國內的花生種植和發展趨勢，研究和推廣的重點仍以分段收獲的中小機型為主。花生起收機和花生撿拾收獲機是兩段式花生收獲的核心機械，此外，還包括花生條鋪處理機、花生田間運輸車、花生干燥運輸車和花生秸稈撿拾打捆機等。

3.1.1 花生起收機 花生起收機按照工作原理可分為鏈桿式和夾持式。鏈桿式花生起收機結構簡單，工作可靠，適應性良好，可在絕大多數地況條件下完成作業，但起收直立型花生（我國主要品種）時較難實現規整有序的放鋪。

孔萍萍設計了一種小型鏟輥式花生起收裝置，得出收獲期花生植株質心位置在靠近根系與主莖的交點處的結論。李佳隆研究一種適用于鏈桿式起收機的放鋪裝置，大大提高了鏈桿式花生收獲機的作業質量。王得偉對鏟鏈式花生起收機翻轉放鋪裝置進行設計及研究。郭偉宏針對新疆地區花生種植的模式，考慮到現有機具適應性差的問題，研制一種可有序鋪放的花生起收機，可一次完成挖掘輸送、振動去土和有序鋪放等作業，其工作原理見圖1。田間試驗結果表明，在升運鏈輪轉速100 r/min、對輥間距150 mm、行走速度1 km/h的條件下，總損失率為2.4%，帶土率為13.6%，有序鋪放率為80.4%。

3.1.2 花生撿拾收獲機 花生撿拾輸送裝置的設計借鑒自油菜、牧草等收獲機械，多采用彈齒滑道滾筒式撿拾裝置和鏈耙式輸送裝置。例如，陳中玉以兩段收獲的撿拾收獲機摘果裝置為對象，通過分析花生摘果裝置結構及花生摘果特性，設計了一種彎齒螺桿滾筒軸流式摘果裝置。許濤等對彈齒滑道式撿拾機構進行設計和仿真優化，利用土槽試驗獲得植株撿拾率98.9%、掉過損失率2.5%的結論。王申瑩等設計一種大型全喂入花生收獲機撿拾輸送裝置，可完成果秧的撿拾、推送歸攏、交接輸送及部分去土等作業，且解決了收獲過程中易卡堵、易纏繞跳齒、鏈耙扭曲等問題。王伯凱等設計了一種適用于軸流式花生全喂入收獲機的彈齒撿拾機構，較常規撿拾機構損失小、落果率低。

3.2 花生聯合收獲機具

聯合收獲是集成度最高的收獲方式，適合于直立型花生品種的收獲，工作效率高，收獲質量好。為此，諸多科研人員對花生聯合收獲機進行研究設計，并不斷改進和完善。張守海等在設計4HBLZ-2智能型半喂入花生聯合收獲機時，首次應用液壓驅動履帶自走式底盤、液壓控制技術、北斗導航系統、產量檢測技術、仿形技術、工況監測與反饋控制技術、綜合調度平臺技術。為解決適用于四川、貴州等丘陵地區的花生收獲機嚴重不足的問題，劉浩基于丘陵地區的地勢條件設計一種具有挖掘、藤蔓升運、花生摘果等功能的小型化花生收獲機。于昭洋針對切流式花生全喂入聯合收獲機，設計一種風篩組合、無阻滯、大小雜并除的清選機構。袁鵬飛等設計了一種4HLZ-130型智能自走式花生聯合收獲機摘果機構。

4 結語

近年來，適用于不同產區的花生收獲機械不斷完善。但我國地理環境復雜多樣，花生收獲機械的區域發展不平衡，平原地區的種類明顯多于西部地區。從總體來看，缺少適應性強、可靠性高、技術成熟的花生收獲機具。在此情況下，應根據主栽的直立型花生的特點，研究設計性能可靠、適用性強的花生收獲機械，并不斷改進和完善，為提高花生生產綜合機械化水平提供機具支持。同時，借鑒美國農機與農藝密切融合的經驗，建立有利于機械收獲的栽培制度和種植模式，構建高產、高效、低耗的花生收獲體系。

參考文獻

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