煙草收獲技術與裝備研究現狀及發展

中圖分類號：S225.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-5553（2025）10-0075-08

摘要：煙草屬于勞動密集型行業，尤其是采收環節勞動強度高、作業效率低、費時費工，煙草收獲分層多次采摘的特點導致機械化程度落后于其他作業環節，嚴重制約煙草行業的發展，因此，研制煙草收獲機械對解放勞動力和提升生產效率具有重要意義。綜述煙草收獲技術與裝備的研究現狀。首先，對不同采收方式的煙草收獲裝備進行整理分類，闡述其工作原理及整機性能。其次，分析煙草采收核心部件的結構形式與應用場景。針對煙草生產需求，指出現有煙草收獲技術存在機械損傷過高、采凈率偏低、工作效率低等問題，根據我國煙草種植特點分析煙草收獲機械化發展的制約因素。最后，從采收方式、宜機化農藝措施、標準化煙田建設、底盤設計等方面進行展望，以期為煙葉收獲技術研究與裝備創新研發提供理論依據與技術支持。

Abstract：Tobacco belongs toalaborintensiveindustry，especiallyinthe harvesting process wherelabor intensityishigh， operational eficiency islow，andtimeand laborconsumptionarehigh.Tobacco harvestinghasthecharacteristicsof layeredand multipleharvesting，which leads toalower level of mechanization compared toother operational processes， seriouslyrestricting thedevelopmentof the tobacco industry.Therefore，thedevelopmentoftobacco harvesting machinery isofgreat significance for liberating laborandimproving productioneficiency.Thisstudyreviews thecurrentresearch statusof tobaco harvesting technologyand equipment.Firstly，the tobacco harvesting equipment with diferent harvesting methods was sorted and clasified，and’teir working principles and overallperformance were explained.Secondly，the structural form and application scenarios of the core components of tobacco harvesting were analyzed.In response to the demand fortobaccoproduction，itispointedoutthatthereareproblemswithhighmechanical damage，lownetharvest rate，andlow work eficiency intobacco harvesting technology.Basedonthecharacteristicsof tobaccocultivation in China，the limiting factors for the development of tobacco harvesting mechanizationareanalyzed.Finally，prospects were madefrom theaspectsof harvestingmethods，suitable mechanizedagricultural measures，standardizedtobacco field construction，chasis design，etc.，inorder to provide theoretical basisand technical support fortobacco harvesting technology research and equipment innovation research and development.

Keywords：tobacco；harvesting technology；harvesting equipment；mechanical damage；restrictive factors

0 引言

我國是煙草生產與消費大國[1]，常年種植規模超1000khm² ，全年總產量超過 2000kt ，煙草稅收達到1.28×10¹² 元[2，為全國的經濟建設做出重要貢獻。煙草種植范圍極為廣泛，大致劃分為西南、東南、長江中上游、黃淮、北方五大煙區，主要分布于丘陵山區，地理環境復雜、氣候多變加大了機械化收獲的難度。國外煙草收獲經歷了手工采摘、半自動機械輔助收獲、全自動機械化收獲3個階段，為煙區機械化經營模式奠定了良好的基礎。1954年，美國北卡羅來納州立大學最早開始研制煙草收獲機，直到1961年第一臺煙草收獲機研制成功，于20世紀70年代全自動煙草收獲機才逐漸走向成熟[3，其中以加拿大、美國和意大利為代表的歐美發達國家煙草收獲技術發展較快，并且率先大規模投入使用。受制于國內氣候環境、農藝模式、煙草品種差異等影響，國外成熟的煙草收獲機在我國難以推廣。

國內煙草專用機械整體機械化程度較低，嚴重滯后于小麥、水稻、玉米等大田作物。收獲是煙草生產中用工最多的環節，采收期正值高溫多雨的夏季，采收工作異常艱辛，研發煙草收獲裝備迫在眉睫。基于我國煙草種植模式與烤煙分級要求，國內煙草收獲多采用人工采收，相比于早已通過農場化種植方式實現烤煙全程機械化的歐美等發達國家，我國煙草機械化采收裝備的研究仍處于起步階段。受煙農老齡化、勞動力轉移影響，烤煙種植面積每年正以 4.64% 速度下降4，例如2013年全國煙草種植面積為 1 410khm² ，到2020年已經下降至 887khm² ，逐漸危及煙草行業的發展，因此，加強煙草采收技術與收獲裝備的研究力度對穩定煙草產業的發展具有重要意義。

本文首先對國內外不同類型的煙草收獲裝備的作業方式及作業效果進行詳細介紹，重點就主流采收部件的工作原理和結構設計進行剖析，然后指出現階段存在機械損傷過高、收獲效率偏低的現實問題，分析制約我國煙草機械化收獲發展的客觀因素，最后立足于我國煙草采收要求，提出解決適宜國內煙草機械化收獲的發展方向以及針對性建議，以期為我國煙草收獲裝備的研發提供理論依據，加快煙草機械化收獲進程。

1國內外煙草收獲機械研究現狀

1.1 國外煙草收獲機研究進展

1）半自動化煙草收獲機。日本某農機公司發明的一款單人輔助采收車，結構非常簡單且實用，依靠雙腳提供行進動力，能夠在壟溝中輕松通行，人工采摘煙葉后放入煙筐，一定程度上降低了勞動強度，但工作效率沒有明顯提高。William等5發明了集種植、移栽、植保、采收于一體的田間管理機，采用龍門式結構橫跨兩行，煙葉采收需要駕駛員和采煙工人同時完成，采后煙葉經環形輸送機構提升至上層操作臺進行編煙，一次性完成采摘、收集、編煙等工序6，極大地降低了勞動強度，但仍然沒能徹底解放雙手且生產效率沒有顯著提升，此類機型屬于半機械化煙草收獲機。

2）整株收獲全自動煙草收獲機。白肋煙是整株一次性全熟的晾曬煙品種，相對分層成熟的烤煙更容易實現機械化收獲。Bader等發明的白肋煙牽引式收割機工作原理：煙株在導向裝置的引導下進入收獲通道，煙株被夾持的瞬間，其根莖被抓取鏈下方的圓盤鋸切斷，抓取鏈上均勻分布夾角為45的鋸齒，通過嚙合作用使煙株始終保持直立狀態，在煙株提升的過程中在其根莖處開槽，便于懸掛晾曬。抓取鏈與地面呈 25^° 夾角，便于將煙株提升至一定的高度，煙株離開夾持鏈后在刮板式輸送器的撥動下進入人工作業平臺，最后由人工將煙株倒掛在固定懸掛架上，完成整個收獲過程。雖然未完全實現全自動采收，但與人工收獲方式相比可節約 63% 的用工。

整株式收獲相對分層收獲無論是工作效率還是采收質量都具有明顯優勢，因此整株全自動煙草收獲機率先在白肋煙整株采收中得到廣泛應用。法國RMTD自走式白肋煙收獲機采用三點懸掛8，拖拉機功率為 29～ 37kW 。首先，煙株被兩條帶刺滾子鏈夾持固定，隨后由圓盤刀從根莖處切斷，直接將煙株通過帶刺滾子鏈傳送至隨行的運輸車上，大幅度提高了收獲效率，但晾曬環節仍由人工完成。其改進型M20整株全自動煙草收獲機，采用靜液壓四輪驅動，整機尺寸（長 x 寬 x 高）為3.60m×1.07m×3.58m ，凈重 12.2t. ，作業速度為9.5km/h ，轉場速度為 25km/h 。改型收獲機一次可放置5副晾煙支架，每副支架上有8個煙夾，單副煙架可懸掛448株。采摘輸送方式與RMTD完全一致，增加了自動編煙功能。首先在提升過程中將煙株旋轉倒置，隨后在水平夾持機構的推力作用下依次布滿煙夾，通過橫移切換煙夾，直至煙架編煙完成，最后利用液壓起升機構更換煙架實現持續作業，真正意義上實現了全自動收獲，僅需一人即可完成采、收、編等工序，效率極高。

3）全自動分段煙草收獲機。意大利RA341型單行自走式煙草收獲機9，由靜液壓系統提供動力，作業行距 115cm ，空載重4.4t，轉場最高速度達 20km/h 。螺旋采摘刀由裁剪后的橡膠片安裝在螺旋形夾板上固定，利用高速轉動沖擊莖稈上的煙葉，完成煙葉采摘。采后葉片掉落到輥筒橫向輸送裝置，經兩條輸送帶夾持提升，最后由風機吹落至儲存箱。煙箱橫跨煙行充分利用煙行空間，降低整機重心高度增強機器的穩定性。該收獲機主要用于采收中下部葉，其縱向提升裝置使得整機結構尺寸較小，適宜小地塊作業，對于國內煙田具有一定應用潛力。

SPAPPERIRA632自走式雙行煙草收獲機[°能夠根據煙葉成熟度，自動調整采收平臺高度實現自下而上分層采收，浮動式采收臺通過角度擺動適應煙株方位實現自動對中，前端安裝弧形彈性引導條以適應不同直徑的煙株，引導其進入采收通道，極大地減少了栽植不均造成的莖稈損傷。整機底盤采用三輪液壓驅動，液壓馬達直接驅動車輪，使整機結構簡潔緊湊，空間性較好。收集裝置采用雙皮帶夾持實現大角度提升，借鑒了垂直提升系統節約空間的優點，使得整機結構更加緊湊，機器上方整個空間全部用于裝煙，相比其他機型載煙量巨大，煙筐通過安裝在底部的輸送帶向前卸載，便于觀察，操作更加便利。該采收機增加了自適應浮動平臺能夠顯著降低莖稈損傷，通過更換上部葉采摘裝置實現整株煙分部位收獲，是實現煙草收獲機械化作業里程碑式產品。

2TH一Ⅱ雙行采收機的發動機功率為 84.5kW ，行走機構采用靜液壓三輪驅動，整機外形尺寸（長 x 寬 x 高）為 6.80m×2.90m×3.30m ，空載重 5.9t. 轉彎半徑為 3.2m ，適合作業行距為 112～122cm ，作業速率為 0～10km/h ，可調。其電液比例同步控制系統，使收獲機作業速度與煙葉采摘裝置速率高度匹配，確保精準高效收獲，平均作業速度約為 3.5km/h ，可收獲鮮煙葉 1.5t/h 。收集系統由橫向輸送與縱向提升兩部分組成，提升部分為克服煙葉自身重力，通過雙皮帶夾持的方式將煙葉提升至一定高度，借助風機的風力進入煙筐。1TH屬于小型單行自走式煙草收獲機，采用靜液壓四輪驅動，動力為 46kW ，整機外形尺寸（長 x 寬 x 高）為 5.20m×2.10m×3.10m ，轉彎半徑為 3m ，采摘后的煙葉經輥筒輸送靠近垂直提升系統喂料口，通過對輥運動實現夾持提升，由輥筒導出后通過風力輸送進入煙筐以上，兩種機型主要通過波浪形螺旋橡膠刀分層采摘中下部煙葉。

綜上，國外對煙草收獲機械研究較早，機型種類較多，根據作業機械化程度的不同，可以分為半自動煙草收獲機和全自動煙草收獲機，適合國外種植的煙草收獲。而對于我國煙草復雜的采收要求，目前主要應用的機型仍較少，通過借鑒國外成熟的采收技術與裝備，對于研發適宜國內煙區種植模式的收獲裝備具有很大的促進作用。我國許多科研單位和企業對煙草收獲設備進行了相關研究和設計，但大部分處于樣機開發階段，距離市場化應用有較大差距，因此，煙草行業對于本土化的煙草收獲裝備需求迫切。

1.2國內煙草收獲機研究進展

1）半自動煙草收獲機。4CRZ一424型半自動煙葉采收植保機11采用雙拱橋三輪結構設計，可跨三行煙壟行駛，可同時乘坐4人完成4行煙葉采收。通過燕尾式輪距調節機構，實現兩側車輪間距調整，以適應不同農藝模式，極大地改善了煙草收獲機的田間適應性。據統計人工采摘頻次為25次/ 'min ，使用煙葉采收植保機進行采收作業時，作業速度為 0.6～0.8km/h ，作業效率減少 5.4∧/hm² ，減工幅度達 42% 。范沿沿等[12在其基礎上進行了優化，可適應最大煙田坡度 12^° ，采用7.5kW 發動機，轉場作業速度為 0～20km/h ，煙株通過極限高度 1800mm ，采收作業效率達 0.29hm²/h.

2）全自動煙草采收機。4YZ一1型全自動煙草采收機13外形尺寸（長 x 寬 x 高）為 2.0m×1.58m× 2.1m ，凈重1.3t，采用全液壓驅動系統，可適應 1.1m 及以上行距煙田。采用履帶式行走系統，利用差速運動可實現原地掉頭，轉彎半徑小于 1.58m 。劉自暢等[14]設計的星輪采摘裝置通過按壓葉基部實現莖葉剝離（圖1），收獲煙葉完整。提升部件利用對輥作用實現煙葉垂直提升，該方式能夠節約大量空間，易于實現機具小型化。收集煙筐內置于機器頂部，避免了對未采摘煙葉因剮蹭造成破損，該機型根據煙草成熟規律可實現自下而上分層收獲。

3）自走式煙草收獲機。4YZ一2型自走式煙草收獲機是引進后進行本土化再創新的一款產品。該機具大幅降低了生產制造成本，但售價依舊遠遠超出國內煙農的承受能力，采收裝置等核心部件沿用國外技術，適用平原大田塊煙區，由于國內起壟、移栽、生產管理環節與國外不同，采收質量并未顯著提升，作業效率受到煙田環境影響并未得到充分發揮，其田間作業效率可達到0.2～0.4hm²/h ，是目前國內最先進的煙草收獲裝備。

綜上所述，目前國內眾多科研院所、企業逐漸加大煙草收獲機械的研發力度并研制出多款煙草收獲裝備，但多數仍處于研發階段，其田間適應性和收獲質量有待進一步提升。

2 煙葉采摘技術

Rosenkoetter[15]針對一次性全熟的白肋煙，發明了鏈孔式采摘刀（圖2），采葉裝置的傳動機構是兩條對稱安裝呈三角形布置的鏈條，設有與煙株莖稈大小一致的網格孔以相同間距安裝在鏈條上，當植株從頭部進入網格孔后，煙葉將會從頂部向下采摘進而完成收獲過程。采摘裝置在上升和下降的行程中均可剝離莖稈上的葉片，大部分葉片在下降行程中被剝離，剩余部分葉片在上升行程中實現莖葉分離。采摘部分與鏈條呈一定角度，保證剝離部件呈水平狀態。鏈條沿機器前進方向順時針轉動，鏈條水平方向的分速度要與機器前進的速度方向相反，采摘過程中使得植株保持相對靜止。該機器對速度控制精度要求較高，在復雜的煙田環境中始終保持相匹配的速度。

圖2鏈孔式采摘

1.機架2.聯軸器3.橫梁4.主動軸5.主動鏈輪6.從動鏈輪 7.從動軸8.鏈條9.支撐架10.采摘指

Griffin等[16針對一次性全熟收獲品種設計了一款切割式收獲機，盤形鋸齒采摘刀的設計主要解決一次性全熟品種的收獲問題，多組鋸齒形圓盤刀縱向等間距排列，由刀軸統一帶動，分布在煙株兩側且圓盤刀交錯分布，相鄰兩刀片之間的距離為煙株節距均值，兩刀軸轉動方向相反，通過高速轉動切割莖稈實現煙葉采收，由于煙株節距大小不一，煙葉破損嚴重且帶有煙稈，需要二次加工，但作業效率極高，可收獲 1800～2500 株/h。我國煙區采用人工采收作業，近幾年對采收機械研發進行了探索。雖然成熟的采收機械應用較少，但是仍有學者做了大量相關的基礎研究，張秀麗等[1對中煙100下部葉的莖葉連接強度進行探究，發現當力的作用點位于距莖葉結合處 50～60mm 時，葉基斷裂部位最容易呈現馬蹄形斷口，最佳施力方向為斜向施力，下部葉成熟期界面平均連接強度比未成熟期低 29% 。仝振偉等[18通過電子萬能試驗機測量了主脈拉伸的最大載荷、拉伸強度和彈性模量等力學指標，得到中部成熟煙葉為莖葉，結合力為131.0N，加載速度超過 500mm/min 時，主脈一次性斷裂，對應斷口平齊，探究了莖葉結合強度以及莖葉分離條件等力學特性，為采摘機構的設計提供了理論依據。Splinter19發明了多刀桿切割煙葉的剝離裝置（圖3），適用于中上部煙葉以及一次性全熟煙草品種采收，意大利RA742、RA732自走式煙草收獲機整株一次性收獲以及目前主流機型分段式收獲機的上部葉采摘均采用了該裝置，剝離器成對使用以一定的傾角分布在植株兩側，每套采摘裝置主要有四組刀桿，每組刀桿上等間距垂直安裝12片鋸齒形不銹鋼刀片，剝離器的工作原理是雙曲柄四桿機構中連桿做平動切割完成采摘，四組刀桿沿圓盤圓周方向均勻安裝，極大地增強煙葉采摘作業的連續性。兩套采摘裝置的曲柄圓盤始終保持同速反向轉動，保證兩套刀桿上的刀片在嚙合、分離的過程中相對縱向間距不變，避免剪斷煙稈。采摘動作發生在雙曲柄運動的升程階段，第一階段同位置兩組刀片上升時逐漸靠近，在煙株周邊形成多個封閉環，自下而上將煙葉從莖稈上剝離下來，在升程第二階段刀片上升的同時逐漸向外脫離，同時帶動煙葉向兩側輸送，因此該型機器收集裝置省去了橫向輸送裝置，直接通過刮板式輸送帶將煙葉提升至煙筐，四組采摘刀桿循環作業效率極高，得到廣泛應用，是目前主流的采摘裝置。

圖3多刀桿剝離器

Fig.3Tobacco harvestercutterbardefoliator

Wilson2設計出首款能夠實現分層采摘的螺旋橡膠采摘刀，解決了中下部煙葉無法采收的難題，通過改變采摘刀的傾角決定采葉高度，效率較高，但是成對使用時重疊部分過大，煙葉容易打爛且煙稈損傷嚴重，煙農無法接受。Harvey等21設計了一種組合式螺旋采摘刀，其前端等間距分布彈性橡膠指自前向后逐漸變長，負責采摘行距方向煙葉，后端是螺旋形橡膠片與其下方的輥筒做對輥運動使葉片脫離植株，實際采摘效果較差。Pinkham等22優化了螺旋形采收刀（圖4），使其獲得廣泛應用，采摘刀材質選用硬度約為40的高純度橡膠，利用其韌性降低機械損傷，通過高速旋轉沖擊葉片實現莖葉分離，采摘刀由兩片螺旋形鋼板夾持固定，施加扭轉力使其呈現螺旋形，采摘刀片成對安裝，當一側采收刀的凸起采摘煙葉時，正好處于另一側的凹口處時，能夠顯著降低對煙株莖稈的傷害。采收刀扇形邊緣由前到后半徑逐漸增大然后突然減小，兩側的波峰和波谷交錯分布，既避免了刮傷煙稈，又便于采摘沿莖稈圓周方向輻射分布的葉片。通過清除裝置清除破損殘留煙葉，清除裝置是由多個撓性圓盤配合采收刀下方的橫向輸送機工作，撓性圓盤的圓周速度與輸送機的方向和速度保持一致，通過夾持方式去除莖稈上剩余的煙葉。

圖4螺旋橡膠采摘刀

1.螺栓2.夾持鋼板3.采摘刀4.萬向聯軸器5.剝離輥

國內學者對主流采摘刀具進行了優化改進，得到了特定品種的最佳工作參數。李陽等23對現有采摘機構螺旋橡膠采摘刀進行優化，通過高速旋轉的采摘刀拍打煙葉實現煙葉采摘，通過試驗確定了采摘機構工作參數的最佳組合：喂入速度為 0.9m/s ，采摘刀轉速為 175r/min ，采摘刀導向角為 8^° 。何慧凡[24設計了自走式煙葉智能仿生采摘系統，仿生采摘手能夠完成伸出、抓取、采摘、松開以及撤回等一系列動作，模擬人工采摘煙葉全過程，利用雙目視覺技術鎖定煙株莖稈位置，在不同條件下煙株莖稈平均識別準確率為72.67% ，根據煙葉分層成熟的特性自動調整采摘高度，雖然該設計煙葉破損率低，能夠依據煙葉的成熟度進行選擇性收獲，但是作業效率極低，難以推廣應用。

圖5輥筒撿拾部件

3 煙葉收集技術

煙葉采摘后的收集是將采摘后掉落的煙葉通過機械部件傳輸至煙框，包括撿拾部件和提升輸送部件，撿拾部件將采摘后的煙葉撿拾輸送至提升輸送部件，提升輸送部件保證輸送過程中有提升動作，且不能對煙葉造成二次損傷。

3.1 撿拾部件

撿拾部件是煙葉收集工作的第一步，多采用滾筒式輸送機[25（圖5），由液壓馬達驅動主動輥筒通過鏈條帶動從動輥筒做同向轉動實現物料傳遞功能。

為防止煙葉掉落田間，撿拾部件以對稱的方式布置在植株左右兩側，其間隙通過安裝毛刷填補，既能保持高效通行，還能降低轉動輥筒對莖稈的損傷。采收下部葉時離地間隙較小，輥筒輸送機靠近植株的內側要低于外側，給縱向輸送的傳送帶預留足夠的空間，同時便于煙葉收集。然后掉落在縱向布置的傳送帶上將煙葉向收獲機尾部轉移。

3.2提升輸送部件

提升輸送部件主要有刮板式和雙皮帶夾持式。刮板式26提升輸送部件是煙草收獲中采用最早也是最常見的物料輸送方式，根據物料不同選用輸送帶及刮板的材質也有所差異，煙草上采用橡膠皮帶膠結等間距的刮板，該提升部件的優點是輸送過程中對煙葉幾乎無損傷，缺點是占據空間巨大，往往采用該結構的機型碩大，轉彎半徑過大不適用小塊煙田作業。

雙皮帶夾持輸送是另一種常見的煙草提升輸送部件，分為大傾角輸送和垂直輸送。相比于刮板式輸送，其提升角度更大，分為一級傳輸單帶輸送和二級雙帶夾持提升，提升階段的雙輸送帶反向同步轉動，形成對輥運動完成夾持提升，水平輸送帶與下夾持輸送帶方向一致實現煙葉喂入，銜接階段要有合理的緩沖角度，難度較高且容易遺落田間，另一缺點是對夾持力度的控制要求較高，力度過大容易損傷煙葉，力度不夠煙葉在提升過程中掉落，傳輸不及時容易造成阻塞。阻塞是收集過程部件需要解決的重要難題，輸送部件一旦發生阻塞會導致煙葉二次損傷，嚴重時造成停機，影響工作效率。Mitchell[27設計了一種防堵塞機構，夾持輸送機構上部為帶式輸送機，下部為鏈式輸送機，帶式輸送機下端固定輥替換為活動托輥，該托輥可相對鏈式輸送機來回浮動從而解決了輸送過程中瞬間涌入大量煙葉堵塞傳送部件導致煙葉從輸送機構掉落的問題，環形鏈式輸送機實現碎屑與煙葉的分離工作，其缺點是增加了煙葉破損率。Mitchell等28采用皮帶夾持的輸送方式實現了煙葉垂直提升（圖6），該提升裝置極大地優化了采收機的整機結構，節約了大量輸送空間，使機型更加緊湊，隨后研發出結構小巧的單行煙草收獲機，例如RA341、1TH4型單行收獲機均采用了垂直提升部件。

圖6垂直提升部件

Fig.6Vertical lifting system

1.減速箱2.伺服電機3.機架4.支撐板5.張緊軸承 6.內帶從動輥7.外帶減速箱8.內帶從動輥9.從動齒輪 10.主動齒輪11.內側輸送帶12.內帶主動輥13.外帶主動輥

4我國煙草收獲機械化制約因素與存在問題

國外的收獲機械通常適用于規模化種植的農場，尚不能適用于我國以山地丘陵為主的煙區，即使在平原煙區，由于土壤條件和烤煙生長發育不同，也難以應用。

4.1煙葉物料特性及其生長發育規律

鮮煙葉含水率基本處于 84%～87%^（29] ，國際上認定的優質煙葉長度為 55～70cm ，煙葉寬度大于 24cm^[30] 碩大的葉片僅有一根主脈和少量支脈支撐，加之為追求產量造成國內化肥使用量嚴重超標，脆性特征顯著增加導致葉脈極易折斷，柔韌性顯著低于國外煙葉，因此煙葉在機械采收過程中經常出現不同程度的破損。煙草是一種自下而上逐層成熟的草本植物，煙葉成熟后葉尖部自然彎曲下垂，葉脈與莖稈呈現一定的傾角，煙葉成熟度越高莖葉夾角越大，隨著海拔的增加莖葉夾角有增大的趨勢，適熟煙葉的莖葉夾角一般在 40^°～ 50^°[31] ，互生葉序的生長規律和交錯分布的特點使得葉片充斥了整個空間，嚴重壓縮了采收裝置的操作空間，執行采摘動作靠近煙株的過程中容易撞斷葉脈導致葉片破損，煙株前后方位的葉片容易出現漏采，采凈率和機械損傷率居高不下。

4.2 缺乏專用機具

機械化起壟、移栽是實現煙草機械化收獲的重要基礎，人工起壟難以保證煙壟的直線度，并且無法保證一致性，人工移栽加劇了行株距的差異，行距寬窄不一致使機具通行困難，人為因素大幅度提升了采收作業難度。目前國內標準的煙田種植模式有標準株行距和寬窄行兩種，標準行距為 120cm ，寬行行距為 130cm 、窄行行距為 80cm ，株距均為 50cm^[32，33] ，但部分煙農為增加經濟效益充分利用有限的土地資源，選擇株行距 45cm×110cm 的密植模式[34]，成熟后的煙株將煙田全面覆蓋，缺乏機器行進空間，更是完全忽略了田間農用機械道路規劃，機械化最基本的通行條件無法滿足。煙草種植規模相對于其他經濟作物規模較小，煙草收獲技術門檻高，大多數農機企業無法滿足設計要求，致使煙草收獲技術在國內停滯不前。

4.3 作業環境惡劣

國外土地資源豐富，煙草種植在廣袤的平原并且對煙田進行了合理的規劃，為煙葉全程機械化奠定了良好的基礎。國內煙草種植區域地貌多為丘陵、山地，由于人均耕地較少，田塊細碎化、不規整、規模小等狀況一時無法改變，引進的大型煙草收獲機多采用輪式行走系統，機器碩大輪胎負載巨大，雨天容易陷進爛泥從而拋錨，即使可以正常行駛，田間掉頭也異常困難，致使大型煙草收獲機械無法推廣應用，難以發揮其應有的工作效率。

4.4 國內外生產主體差異

我國農業大而不強是現階段的典型特征，國內外從事煙草生產主體不同，國外是經濟實力雄厚的農場主，具有運轉成熟的農業合作社以及完善的第三方服務體系，通過高效機械化作業方式可以管理上千畝煙田，獲取規模經濟效益。國內多以家庭單位為主體，達到 6.67hm² 以上的種植大戶稀缺， 2hm² 以下規模的居多，精耕細作的特征更加明顯，通過出賣勞動力換取經濟效益，有限的資源很難承擔高昂的農機成本，從而阻礙了煙草機械化的發展。

4.5煙草收獲裝備開發所處困境

煙草主要分布在偏遠的丘陵山區，種植區域煙田面積狹小、地勢坡度較大。煙草屬于高大植株作物且需要跨行分段式收獲，采收季節高溫多雨作業環境十分惡劣。要求研發出輪距窄、機架高、穩定性好、越障能力強的高地隙動力底盤，以適應現有農藝。國內煙農戶均種植面積小、煙草收獲季節較短、機具使用率低，加之購買和使用成本高昂，煙農難以承受，推廣困難。種植規模相對于大田作物體量較小，沒有良好的市場前景，因此具備研發實力的大型農機企業不愿投入研究，小型農機企業不具備相應的研發力量，僅有少量的高校科研院所進行探索。綜上，煙草收獲裝備研發難度大、投入高、收益低，致使煙草收獲裝備研發進展緩慢甚至停滯不前。

5 發展建議

5.1針對葉基部研發相應采摘部件

煙葉成熟后陸續產生脫落酸和乙烯，前者會抑制煙葉生長，后者會刺激葉片脫落，從而促進莖葉結合部離層的形成，煙葉更容易從葉基部脫落而非斷裂且莖稈不殘留主脈，葉基部葉片面積占比少，葉面損傷概率最低，因此，葉基部是煙葉采摘的最佳部位。

5.2宜機化品種選育

在品種選育方面缺乏學科交流，忽略了株型、節距、莖葉夾角等性狀對機械化收獲的影響，在追求優質高產抗病等主要目標的前提下，兼顧集中落黃、抗倒伏、耐密性、長勢均勻一致性，自下而上分層集中落黃不僅降低了機械化收獲難度而且會減少同座烤房多部位混烤的局面，對烤后煙葉質量提升具有重要意義。株型矮化是丘陵山地煙區實現機械化收獲的必然選擇，降低跨行作業機具重心高度，提升機具的田間通過性和穩定性。增大煙株莖葉夾角有利于擴大采摘部件的操作空間，減少煙葉碰傷。根系發達、莖稈粗壯能夠提升煙株的穩定性，降低采摘裝置的對行難度。節距均勻使得采葉數量更加精準，避免采青現象。

5.3打造宜機化煙田

實現機械化作業必須為采收機械化創造基礎作業條件，加快土地流轉和集約化生產規模的擴大，改善零星分布、田塊細碎化格局，建立標準化煙田，合理規劃機具田間通道，減少掉頭次數，充分發揮農機作業效率。耕整地、起壟、移栽等關鍵環節實行機械化作業，合理優化價值較低的下部葉，預留操作空間，降低收獲難度。大型輪式采煙機運輸困難，轉彎半徑大不易掉頭，不能適用于國內煙田，履帶式行走系統能夠實現原地掉頭，轉彎半徑小，與地面接觸面積更大，通過性更好，研發小型履帶式跨行采收裝備將是未來發展方向。

5.4液壓傳動更適宜高地隙動力底盤

國外煙草收獲機無一例外全部采用靜液壓驅動技術，雙液壓馬達獨立驅動，通過調節液壓油量輕松實現無級變速，簡化了復雜的傳動機構，減輕了整機重量，給收獲機各工作部件預留充足的位置空間，適宜跨行作業的高地隙動力底盤。液壓油路受到溢流閥等元件保護，能夠及時卸載壓力實現過載保護，減少機械故障率，增加連續作業時間。液壓元器件通過電磁閥等元件更容易實現精細化和智能化控制，煙草收獲實現行走速度與采摘速度的精確匹配，能夠顯著提高煙葉采摘效率，降低破損率。電傳動與液壓傳動具有相同的優勢，此外，不會對煙田產生油液污染，速度調控更加精準，噪聲更小，成本更低，是狹小空間內動力傳遞較為理想的方式，在農機具中得到了廣泛的應用，但續航能力限制了其發展。

5.5應用先進技術發展智能農機

借鑒無人機植保自主作業的成功模式，將無人駕駛技術應用到煙草采收機，為適應復雜多樣的煙田環境，利用深度卷積神經網絡對圖像處理完成檢測任務，配套視覺感知傳感器，搭建障礙物感知系統實現障礙物的自主識別以及實時避障，結合衛星遙感技術進行路徑規劃，最終實現煙草收獲機的自主化作業。移除駕駛艙使機型結構更加緊湊，環境適應力更強，機器的負載能力也將得到大幅提升。圖像識別技術還可以通過判斷煙葉的成熟度進行選擇性收獲，避免采摘未成熟煙葉，將煙農損失降到最低。

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