青菜頭收獲機械化發展現狀與展望*

潘超杰 ， 王 輝 ， 金香鳳 ， 唐友莉 ， 黃 林

（重慶三峽學院機械工程學院，重慶 404130）

青菜頭又名莖瘤芥、莖用芥菜，經過專門腌制加工便成為人們日常食用的榨菜，是榨菜生產主要原材料。其種植區域分布在重慶、浙江、福建、江蘇、安徽等地，其中重慶和浙江為青菜頭主要產地，兩個地區占青菜頭總產量超過80%。重慶涪陵地區因其特殊的氣候適宜青菜頭生長，青菜頭種植面積最廣，涪陵榨菜更是全國有名，上榜中國農業品牌目錄。隨著社會經濟的發展，農村勞動力逐步向城市遷移，從事農業生產人員數量驟減，青菜頭收獲勞動力日益短缺，人工成本不斷上漲，人工田間收獲勞動強度大，傳統的人工收獲方式已很難滿足當下生產條件，對榨菜產業的可持續性發展形成制約，因此相關科研單位十分重視青菜頭的機械化收獲。毋庸置疑，對青菜頭的機械化收獲進行研究具有重要的現實意義[1]。

1 青菜頭收獲要求

青菜頭收獲環節是整個青菜頭生產及深加工過程中不可分割的一部分，對產品質量產生重要影響。由于它收獲方式特殊，收獲時間較短，對農藝提出了較高的要求。青菜頭中用來制作榨菜的部位是莖瘤芥去掉葉和根剩余的部分，即莖瘤芥的莖瘤部分，其砍收標準為以下步驟：第一，貼著底部砍下青菜頭，不留老根；第二，用刀剃（砍）凈菜葉，使其坨型光滑；第三，砍掉青菜頭頂部小葉，保證兩頭齊平；第四，裝運車輛貨箱要干凈、衛生，并及時裝運，時間原則上不能超過24 h，保證品質，便于儲藏加工。

2 國內青菜頭收獲機械化發展現狀

國內青菜頭的生產加工已經基本實現機械化作業，種植菜地土壤也采用微耕機進行耕作，在運輸環節出現了運用農用軌道車搬運的運輸方式，相較之下，在采摘收獲環節上機械化程度較低，仍處于人工作業階段。青菜頭作為我國的特色農作物，受限于種植環境條件，在國外少有對其機械化收獲展開的研究和報告，其發展狀況主要以國內為主[2]。近年來，國內對青菜頭機械化收獲的研究也在不斷進行，相關學者、高校、科研機構及農業企業等都致力于在此領域內獲得進展，研發出了許多青菜頭機收的新裝備和新機具。如西南大學龔境一等[3]依據西南地區特殊的丘陵山地地形設計了一種小型自走式青菜頭收獲機，更好地適應作業地形；重慶市農業科學院馮偉等[4]設計了一種榨菜收獲機，并通過試驗著重優化收獲機割臺參數性能和設計；農業農村部南京農業機械化研究所金月等[5]設計研發了一種手扶自走式青菜頭聯合收獲機，能夠實現同時去除青菜頭根和葉，并實現自走。現有青菜頭收獲機主要由根莖切割分離裝置、對攏夾持裝置、菜葉切除裝置和提升運送裝置這幾部分組成。收獲機作業時通過切割裝置將青菜頭的菜葉和菜根部位去除，經過對攏夾持，將青菜頭的莖瘤部分輸送至提升運送裝置，繼續向后通過提升運送裝置送入集料裝置，最終完成收獲過程。

綜合當前研制出的青菜頭收獲機械，在功能性上能夠基本滿足機械化收獲采摘要求，能夠緩解傳統人工收獲作業強度，具有一定的成效。但在適用性上還存在不足，受限于農作物種類和環境地域條件的差異性，在實地進行操作時難以開展有效作業，收獲效率不高。

3 青菜頭收獲機械化存在的問題

3.1 農機和農藝匹配程度低

青菜頭采用機械化收獲相較于人工收獲把控難度更高，對農藝提出了更為嚴格的要求。不同地區種植的青菜頭存在個體差異，表面尺寸形狀不規則，機械收獲達不到統一的標準，在操作作業過程中常出現漏收、損傷青菜頭的情況。一些青菜頭尺寸較大，頂部纓葉寬厚，收獲機械在收割過程中對攏夾持困難，在喂入除葉輸送過程中會造成機器的故障和堵塞，影響效率。青菜頭主要種植區地形多為丘陵山地，地表崎嶇不平，地塊小且分散，不利于收獲機械在田間穿行作業及掉頭，機械應對地形能力和適應性欠缺，機收效果不理想[6]。

3.2 較難實現精準收獲，收獲品質堪憂

使用青菜頭收獲機械開展機械化作業要求降低機收損傷率、提高收獲率并不斷完善工序，即在收獲作業過程中要盡可能減少青菜頭的損傷。青菜頭種植區土地平整度不佳，地表高低起伏，青菜頭莖瘤底部根莖結合處與地表較貼合，此外種植區土地耕作面積大，少有完整地塊，土質疏散且凹縫深坑較多，加之人工動土及受雨水影響，致使下部主根部位與莖瘤存在彎曲并陷入坑縫之中，位置相對復雜。而現有青菜頭收獲機械在收割過程中前部切根裝置不能完全與根部對準，只能按照其設定結構位置運行作業。若是切根裝置位置過高則會損壞上部莖瘤，若是位置過低，則會使切根裝置陷入土中，出現拱土現象，對切割刀造成巨大的磨損。典型的例如西南地區，土壤黏性大，切割刀易陷入土中表面被濕土覆蓋，在影響作業的同時也會縮短機具使用壽命。另外，一些青菜頭傾倒在地表上或生長位置不齊，收獲機械較難對菜葉進行一次性夾持切割分離，含雜率高。因此，現有青菜頭收獲機械無法對青菜頭實現精準收獲，收獲的青菜頭品質難以保障。

3.3 青菜頭收獲裝備和技術不完善

青菜頭種植范圍受地域影響，產地多為丘陵山地，地形條件復雜，對收獲機械的適用性提出了較高的要求。國內外此前對于青菜頭收獲機械方面的研究較少，雖已有研發的機械，但受制于技術條件的淺薄，自主研發機械的難度增大，研發的機械更多只停留在試用階段，未能大規模量產投入市場。由于技術的不成熟，青菜頭收獲裝備以及新技術的推廣非常局限，農戶對于收獲機械的認知和使用也存在不足，接受程度較低，傳統人工收獲方式仍占據主要位置。此外，相關部門對項目研究的各項支持也較少，青菜頭收獲裝備和技術發展較緩慢。

4 提高青菜頭收獲機械化水平的對策

4.1 著力推進農機與農藝高度相融

推動農機與農藝相結合是實現青菜頭機械化收獲全面發展的重要基礎保障。青菜頭機收的成效與青菜頭種植品種、方式及收獲機械本身密切相關。在青菜頭收獲機械研制過程中，應針對各地不同實際情況，參照青菜頭的個體尺寸、播種行距、播種株距及株數等因素對收獲機械參數結構等進行調整，以提高在不同作業區的適應性和作業能力。響應農業現代化號召，加快落實開展農田宜機化改造，對青菜頭種植區旱地、水田進行合理規劃，推進種植模式、作物品種宜機化，拓展農機應用場景，為農機創造優良的作業環境，充分發揮其功能。同時實現資源優勢整合，完善種植地配套設施建設，控制作業生產相關成本，實現種植、生產、收獲、運輸等產業鏈有序銜接。對于收獲機械本身，要清楚認知其設計和功能指向，對研制機械各項性能作業指標（包括收獲率、損傷率、漏收率、完整率等）進行實地測驗，對照青菜頭農藝要求做好科學客觀評價工作，不斷克服缺點、完善不足、優化結構，堅持攻克諸如青菜頭收獲機實現無損切根、無損夾持輸送、莖葉分離等痛點技術，真正使農機與農藝高度融合[7]。

4.2 提高農業機械化創新力度

科技創新能力是影響農業機械化水平的重要因素。當前我國農業機械化地區發展失衡的現象依然存在，阻礙農機技術進步。為了推動農業現代化和農業機械化的健康可持續發展，需要不斷提高農業機械化科技創新力度，帶領農業轉型升級邁向新的高度，增強農業競爭力。青菜頭種植區多為丘陵山地，而丘陵山地地區正是制約我國農業機械化發展的短板所在，農業機械化水平較低，大中型農業機械不適用，小型農業機械陳舊落后，基礎設施匱乏。面對丘陵山地復雜的地形條件，對此地形區相關農業機械的研究條件受阻，研究的成果難以轉化，發展一度滯后。2021年農業農村部、工業和信息化部聯合召開的農機裝備補短板工作推進會議強調要瞄準農業生產需求，加快補齊農機裝備短板，為農業農村現代化提供有力支撐。其中也指出現階段適應南方丘陵山區的小型農業機械相對缺乏，農業機械化程度低，存在大量技術空白。因此，從農機創新層面出發，政府部門應該重視丘陵山區小型青菜頭收獲機械的發展，把它作為推動農業機械化發展的重要依據和部分來對待。加大和鼓勵科研人員研發適用于地區實際的青菜頭收獲機械，增強國內自主研發農業機械的能力和水平。通過增加科研經費的投入，吸收引入高技能水平和綜合素質能力的人才從事科創研發工作，攻堅克難，促進研究成果轉化，加快推動我國青菜頭收獲機械的研發應用。

4.3 加強農業機械化服務體系建設

當前青菜頭收獲以人工作業為主，機械化收獲程度不高，很大一個因素是農機服務體系建設不完善和農機推廣力度不足，影響農民對農機使用意愿的積極性并阻礙農業生產效率的提高。因此急需在青菜頭等作物產區建設一批區域性農機社會化服務中心，引導農機服務主體布局優化，擴大覆蓋范圍，加強對農機的管理力度，完善農機信息登記，相關部門組織定期下鄉對問題農機進行故障維修排除，對陳舊老化農機進行更新整備。政府部門做好農機購置補貼工作，充分發揮政策支持引導作用，減輕農戶購買負擔。農機推廣人員需要依據當地實際向農戶正確推廣青菜頭收獲機的使用情況，增強農機設備使用質量，為農戶們創造更多便捷條件[8]。

5 結語

農業機械化是實現農業現代化的重要保障，是新時代農業發展的客觀規律和要求[9]。當前我國青菜頭收獲機械化處于發展初步階段，技術尚未成熟，雖有一定成果，但問題還很多，研制的機械還達不到大規模量產使用階段。傳統人工收獲作業模式耗時耗力，生產效率低下，阻礙了青菜頭產業的發展。因此，在將來發展過程中，研究人員將對技術難點進行集中攻克、不斷創新，研發適用于丘陵山區的青菜頭收獲機。同時，面對互聯網信息高速席卷的浪潮，未來農機發展也必將與智能化、自動化技術相聯系，逐步形成全方位、多領域的現代農機發展體系，致力于為農業生產提供便利條件。

農業機械化始終要緊扣農業農村經濟結構轉型升級這一要點，致力于提高農業生產效益、增加農民收入，服務農業現代化需求[10]。通過促進青菜頭農機與農藝深度相融，不斷提高自主創新水平和加快本國實用新型農機的研發力度，同時大力發展農機社會服務體系，加快農機基礎配套設施建設，為推動青菜頭收獲機械化及農業現代化注入新動能。