山药收获

山药收获（共4篇）

山药收获 篇1

山药不仅具有很高的药用价值和食用价值, 而且还具有很高的经济价值。因此, 山药生产的机械化越来越引起全国各地的重视。

随着山药种植产业的逐步发展, 种植面积和种植规模也在不断扩大, 但长期以来, 一直采用传统的人工收获方式。由于山药的茎入土深达60~150 cm, 收获比较费力, 不仅在挖取时容易铲断块茎, 影响其品质和销售, 而且劳动强度大, 生产效率低, 为此山药收获亟待实现机械化。

山药的种类主要有麻山药、九斤黄、紫山药等品种, 在此针对麻山药机械化收获技术进行研究探讨。

1 技术原理及措施

1K—17型山药开沟收获机的结构原理:14.7 k W小四轮拖拉机为配套动力, 设计行走减速器, 拖拉机发动机的皮带轮直接与减速器相连, 再有减速器与拖拉机的驱动轮相连, 以达到对拖拉机进行降速的目的, 开沟收获机挂接在小四轮拖拉机上进行开沟作业。

1.1 链式开沟刀的设计

设计单侧U型开沟刀, 减小开沟刀的安装空间, 可以针对麻山药进行开窄沟作业, 开沟宽度控制在25 cm以内, 方便在麻山药行间进行开沟, 一次开沟收获两行山药;在刀型的出土方向上设计成V型, 提高了机具的出土能力, 开出的沟型干净整齐, 为下一步人工收获山药节省了时间, 进一步提高了机具的作业效率。

1.2 抛土输送器的设计

针对麻山药的收获特点, 在机械化开沟过程中必须要求开沟出土向一侧送土, 因此设计了单侧螺旋送土器, 将土壤输送到麻山药的一侧, 给人工辅助作业提供了较大的空间, 从而适应了麻山药收获的行距要求。

1.3 设计行走减速器

麻山药的种植行距较窄, 这一种植特点决定了大型机械不能很好地适应麻山药的机械化开沟收获作业, 只能选择小型机械, 因此这里选择了14.7 k W的小四轮拖拉机为配套动力;而入土较深 (60~80 cm) 的特点, 在开沟作业时又要消耗相当大的功率, 因此选用的小功率拖拉机必须要有很低的行走速度, 这里设计行走减速器以达到对拖拉机进行降速, 便于机械开沟机作业, 解决了小四轮拖拉机动力不足的难题。

在开沟作业时, 柴油发动机与行走减速器联接再驱动拖拉机行走轮行走作业;当不需要作业时, 柴油发动机直接与拖拉机行走轮联接, 从而达到快速行走的目的, 节省了机具在田间地头行走的时间, 提高了机具的工作效率。

2 机具试验作业情况

2.1 机具试验条件

种植和收获农艺要求:麻山药的种植株距为20 cm, 行距为40 cm, 收获时需要在两行之间开一个25 cm左右宽, 60~80 cm深的沟。

种植土壤条件:麻山药的种植土壤为沙土, 收获时地况比较平坦。

通过分析山药收获机的技术参数, 该机的作业适应性基本能够适应麻山药的开沟收获作业。机具的技术参数见表1。

2.2 试验情况

在进行麻山药的实地作业试验时, 对研制的山药开沟收获机的作业性能和作业效果进行了监测和数据分析。

机具作业性能数据统计见表2, 破损率测试数据见表3。

从作业效果和试验统计数据看, 该机作业效果良好, 性能稳定, 在作业效率和破损率的技术要求上均达到了设计要求。

3 结论

由于这里只针对麻山药进行了机械化收获技术的研究, 因此在山药机械化收获方面的技术研究具有一定的局限性。但是, 该机的研制很好地解决了麻山药机械化收获技术难题, 为研究山药机械化收获技术进行了有益探讨。同时, 该机采用小功率拖拉机为配套动力, 投入成本低, 适宜在广大农村地区推广使用。

摘要：山药不仅具有很高的药用价值和食用价值, 而且还具有很高的经济价值。针对麻山药的种植特点, 开发研制1K—17型山药开沟收获机, 设计行走减速器, 采用链式开沟方式对麻山药进行收获试验, 并且对山药机械化收获技术进行研究和探讨。

关键词：山药,收获技术,机械化

山药收获 篇2

山药物理性状特殊,一般直径在30 mm左右, 长度在600~900 mm,适宜在排水良好、土层深厚的沙壤土种植。传统的种收方式主要依靠人工。种植时,需开沟深松900 mm,作成畦宽600 mm、畦距500 mm的种植畦。一般每个壮劳力每天只能深松10 m,深松0.07 hm2(1亩)土地需要60个人工。收获时,需用人工将种植畦内泥土全部挖出。一般一个壮劳力每天只能收获20 m。不但劳动强度大,作业效率低,而且在挖取时容易铲断、铲伤山药,影响其品质和商品价值。因而,研制开发山药种植收获环节的机械化装备——山药种植收获机械,已成为山药产业发展的迫切需求。

通过对国内现有的山药种植收获机械设备的调研发现,目前该类机械大都采用三轴型设计, 其中两根轴用于深松土壤(种植时使用),另一根轴用于挖掘开沟(收获时使用)。行走机构大致分为轮式行走机构、履带式行走机构两种。轮式行走机在田间作业遇田埂、排水沟等障碍时, 通过性能不高,田间换行时容易压碎山药,一般只作为深松机械,不能一机多用。履带式行走机改良了轮式行走机的田间通过性能。它的结构形式有两种:一种用手扶拖拉机变速箱作传动部件,采用多组皮带传动变速,适用范围窄,调整操作不便;另一种采用液压驱动履带行走机构, 通过液压传动实现行走机构的无级调速,操作性、适应性大幅度提高。挖掘装置可分为链式挖掘装置和螺旋叶片轴式挖掘装置两种。链式挖掘装置采用回转链式传动,传动链工作环境恶劣, 使用寿命不长;螺旋叶片轴式挖掘装置,改良了链式挖掘装置的性能,但在螺旋轴参数设计、耐磨性方面还有待提高。

1 设计开发

2013年,江苏省农业机械管理局立项支持开发山药种植与收获新型设备。技术目标是:种植环节采用专用的深松机械将山药种植畦深松至符合山药种植农艺要求的深度;收获环节采用专用的深松机换装挖掘装置在山药行间开深槽,再由人工辅助将山药取出,完成收获作业。该技术可改变目前山药生产机械缺失的现状,提升山药种植机械化水平,有效推动山药产业的发展,带动地方经济发展。

1.1 设计方案

研制生产一种三轴式山药深松收获机,以90 k W发动机为动力,采用液压驱动履带行走机构,无级调速,螺旋叶片轴式深松、挖掘装置, 在不同含水率、不同密度土壤及排水沟众多的田块作业时,具有良好的适应性。

1.2 整机设计(如图 1、图 2所示)

整机设有起动电瓶、柴油机和液压油散热冷却器。柴油机驱动齿轮泵带动行走驱动马达, 行走驱动马达驱动行走链条,行走链条前方设有过桥减速轮,齿轮泵带动升降油缸,进而带动链轮减速箱总成、收获单绞龙。升降油缸下方连接有减速箱,链轮减速箱总成固定于滑动定位支架上,链轮减速箱总成连接种植双绞龙,种植双绞龙下端后方设有双向拨泥绞龙。柴油机控制减速箱,油缸升降控制收获单绞龙、种植双绞龙打孔的深度,双向拨泥绞龙将泥土送至两侧远处,防止泥土重新落入槽沟。

1.3 传动系设计

1.3.1 机械传动路线

柴油发动机动力传动路线分三条(如图3所示):

(1)柴油发动机通过联轴器一(链轮连接) 双排链条传动将动力传递到减速机135(1/10) 上,经六角轴和链轮一链条传动(链轮二、链轮三)带动收获绞龙或种植龙工作。收获绞龙主要是向下挖掘开沟、挖出山药,种植绞龙主要用于土地深松、开沟,方便山药种植。收获单绞龙和种植双绞龙不能同时工作。

1.滑动定位支架 2.链轮减速箱总成 3.收获单绞龙 4.种植双绞龙 5.液压油散热冷却器 6.柴油机 7.齿轮泵 8.行走链条 9.行走驱动马达 10.升降油缸

11.减速箱 12.双向拨泥绞龙 13.过桥减速轮 14.起动 电瓶。

(2)柴油发动机通过皮带传动将动力传递到减速机120(1/10)上,再经过两组链轮(速比均为1:2)链条传动,带动双向拨泥绞龙工作,将收获单绞龙工作时挖出的泥土向沟槽两边输送,避免泥土掉入绞龙开出的沟槽中,影响人工清理捡拾山药。双向拨泥绞龙与收获绞龙同时工作时, 应将双向拨泥绞龙的一套传动机构从机具上卸载下来。

(3)柴油发动机通过皮带传动将动力传递到内啮合齿轮泵上,通过液压传动实现机具无极调速、前进、后退、变向和种植,收获绞龙的上下运动。

1.柴油发动机 2.皮带轮一(d=250mm) 3.联轴器一 4.减速机135(1/10) 5.六角轴 6.链轮一(Z=25) 7.链 轮二(Z=25) 8.收获绞龙 9.链轮三(Z=25) 10.种植绞 龙 11.皮带轮二(d=250mm) 12.联轴器二 13.减速机120 (1/10) 14.链轮四(Z=24) 15.链轮五(Z=12) 16.链 轮六(Z=24) 17.双向拨泥绞龙 18.链轮七(Z=12) 19.内啮合齿轮泵

1.3.2 作业流程

深松作业时,发动机动力传动路线分两条。一路通过链式联轴器将动力水平传递至主蜗轮蜗杆减速箱,经蜗轮蜗杆减速箱降速变向后,由六角形传动轴垂直向上传递至链轮传动箱。链轮传动箱体通过四个圆管和井字型机架四根圆形立柱联接,可在圆形立柱上上下移动来完成链轮传动箱体和螺旋深松工作部件的上升和下降。链轮传动箱内有一链轮设计为六角型内孔,和六角型传动轴联接,在传动箱体上下运动时能将动力可靠地传递至链轮传动箱中间链轮,带动深松工作部件作业。链轮传动箱有三根三角形布置的动力输出轴,井字型机架上两根平行的圆形立柱动力输出轴为深松工作部件驱动轴,另一轴为挖掘工作部件驱动轴。深松工作部件由两个经过优化设计加工的螺旋叶片轴式深松轴,通过法兰联轴器和链轮传动箱动力输出轴联接,可方便地变换作业方式。另一路经过链轮链条将发动机动力传递至液压泵,液压泵将液压油传递至总控制阀。通过总控制阀带动升降油缸实现工作部件上升、下降或浮动,以及机具无级调速、前进、后退、变向。

山药机挖掘开槽作业时,将深松工作部件拆除,安装挖掘作业部件。挖掘作业部件由挖掘钻、月牙形挡土板和横向拨泥绞龙组成,挖掘钻通过联轴器和链轮箱前部动力输出轴联接,月牙形挡土板固定在链轮箱体上。作业时,月牙形挡土板将挖掘钻叶片上的泥土输送至上方,由横向拨泥绞龙向两边输送,完成山药行间开槽取土作业;再由人工辅助将山药取出,完成挖掘作业。发动机通过皮带传动将动力传递至辅蜗轮蜗杆箱,经辅蜗轮蜗杆箱、中间传动轴、链轮机构减速变向后传递至横向拨泥绞龙。在挖掘作业时, 拔泥绞龙将挖掘轴开槽取出的土横向拨出,防止泥土掉入开挖的深槽,影响人工辅助采收山药。

2 结论

山药收获 篇3

山药根深细长、直而脆, 人工收获过程中易折断、效率低。目前, 国内山药收获机械处于设计开发阶段, 停留在山药边开沟加人工收获阶段[1]。大部分山药收获机械还只是采用开沟机开沟, 还没能实现山药的自动出土, 并与土壤分离自动摆放在土壤表面或存储装置中。为此, 笔者开发设计一种能够实现山药自动出土且能与土壤分离的收获机, 并获得了国家专利。这种山药收获机不仅能用于山药、牛蒡等长根茎植物的挖掘收获, 还能用于开挖沟渠的作业, 大大减轻了农民劳动强度, 提高山药的收获效率, 从而促进山药种植产业化生产的发展。但在设计过程中由于土壤切削的复杂性, 切削阻力不仅与土壤的含水率、孔隙比、粘结性和刀具的摩擦系数有关, 还要受切削深度、切削角度的影响。本文在土壤切削理论的基础上, 研究土壤切削的破坏形式, 依据土壤切削实验数据, 提供了一种山药收获机链刀和螺旋刀切削工作时阻力的计算方法, 为该装备的具体设计和优化提供了重要依据。

1 山药收获机的工作原理

1. 1 机构组成

山药收获机械属于农业机械领域, 它巧妙地模仿考古挖掘的方式, 采用去除山药根茎两侧土壤、取其中央的方式, 对山药收获机的各部分机构进行设计[2 - 4], 包括连接的动力机构、液压减速系统、挖深掘进机构、连接传动机构、输送机构, 如图1 所示。

1.输送机构2.连接传动机构3.挖深掘进机构4.后置悬挂机构5.液压减速系统6.提升油缸7.输送油缸

1. 2 工作原理

以农用机械为动力源, 通过液压变速系统将动力传递到主轴, 使主轴旋转, 且液压变速系统能实现主轴的变速; 主轴再为两条主传动链条传递动力, 主链条带动U型刀移动, 把土挖出地面, 并将动力传递给主链条输出轴; 在前进过程中, 螺旋推进盘在主链条的带动下转动工作, 将土推向两侧; 提升油缸可调整挖深掘进机构的挖掘深度; 主链条输出轴继续将动力通过一级传动链条传给一级传动链条输出轴; 一级传动链条输出轴再将动力传给二级传动链条输出轴; 二级传动链条输出轴带动输送链条移动; 螺旋刀片在主轴旋转带动下, 将含有山药的土埂从底部割断, 使含有山药的土埂倾倒在输送链条上, 振动轮可使输送链条上的土壤与山药分离; 再通过输送链条将挖掘出来的山药运送到地面上; 输送油缸可调整导向支撑板与地面的夹角。

2 理论分析

2. 1 基本参数的确定

根据山药的种植特点和垄沟结构尺寸[5 - 6], 最大开沟深度将会达到1 800mm, 中间土埂宽度在120 ~160mm。参照国内外的链式开沟机的相关参数确定山药收获机的基本参数如下:

开沟深度H /mm: 1 500

单排链开沟幅宽b1/ mm: 111

中间土埂的宽度b0/mm:140

前进速度/m·h-1:300

为下支撑臂长度、支撑臂腹板之间距离、链刀、螺旋导等重要部件尺寸的确定提供依据。

2. 2 切土效率

山药收获机的总开沟宽度B包括两侧链刀开沟幅宽b1和螺旋刀片切割土埂宽度b0, 故B = 2b1+ b0= 362 mm。由此可推出山药收获机的切土效率为: E= BHVe= 162. 9 m3/ h。其中, E为切土效率。

2. 3 链刀绝对运动速度和向量倾角

链刀切削土壤时, 要承受动力载荷和土壤的磨损, 使其工作速度受到一定的限制[7 - 10]。对于矿物质土壤切削工作时, 刀具切削速度Vr= 1 ~ 2m / s; 对于泥炭土工作时, Vr= 3 ~ 4m / s。山药种植土壤属于土质疏松的沙质土壤, 本设计取Vr= 3m / s。

链刀的速度矢量图如图2 所示。

由图2 可知, 链刀的绝对运动速度Va计算公式为

式中Vr—链刀相对开沟机的速度;

α —开沟装置与水平面之间的夹角, 一般取48°~65°, 此角大小影响链刀切削土壤时的摩擦力, 本文取α=55°。

由此可算得链刀绝对速度Va= 3. 048m / s。由可求得链刀绝对速度的向量倾角 β= 53. 722°

2. 4 切土厚度和碎土质量

切土厚度的大小直接影响刀片在土壤破碎和土壤变形时的功耗。开始厚度增大时, 土壤破碎和土壤变形的功耗会减小, 其比功 ( 即单位立方作业量的功耗) 会降低; 但当厚度增大到一定时, 切削阻力显著增大, 此时比功提高。

由运动学和几何学知识, 根据切土厚度示意图 ( 见图3) 可知存在如下关系式, 即

刀片节距LP计算公式为

式中n —相邻刀片间的链节数;

p —链条节距。

另外, 根据切土厚度δ=S1·sinβ, 推出δ=npVe/ Vr·sinβ。

依据比功最小原则, 结合相关实验数据可知: 切削厚度在2. 5 ~3. 5cm时, 比功最小。取n = 4 , p = 31.75 mm, 代入相关数据算得 δ = 2. 832 56mm。因此, 设计时可采用每隔4 节链节装1 把链刀的方式。

3 山药收获机切削阻力的分析

由于土质的不均匀性和不确定性, 对切削阻力的理论研究方面的趋向是根据挡土墙理论建立土的切削理论。这方面已有不少研究资料, 但由于不太成熟和计算工作的繁杂而未被广泛使用。在实用对切削阻力的计算上, 主要采用实验数据, 借鉴经验公式来处理[11 - 13]。

山药收获机在收获山药过程中, 链刀随着链条连续运动进行切削, 螺旋刀片不仅随一级链条输出轴旋转切削, 还随机器向前不断推进。在前进过程中, 刀片不断切土、碎土、翻土, 必然受到一定阻力作用。根据土力学知识知, 切削阻力主要包括土体沿滑移面移动时摩擦阻力、土沿刀片上升对刀片产生的摩擦阻力以及切削刃侧面剪断土体的阻力[14 -15]。

3. 1 链刀的切土阻力

链刀在切土过程中所受到的切削阻力采用经验公式为

式中F —作用在刀片上的切削阻力 ( N) ;

b —切削刃的宽度 ( m) ;

h—切削层的厚度 (m) ;

Kb—切削比阻力, 可按表1 选取。

Kb主要取决于土的静结构强度 ( 土的内聚力C和内摩擦角 φ ) , 同时也与切削刃的几何形状有关。实验指出: 通常情况下, 切削角的最佳值为20° ~30°, 在保证有足够后角的条件下, 切削角太小容易使切削刃变薄、强度不足; 但切削角过大会使Kb增大。实验表明: 切削角每增加10°, Kb将增加10% ~12% : 大约切削角在60°左右时, Kb达到最大值; 切削角大于60°后, Kb增加不明显。

山药种植土壤是疏松的种植土, Kb取0. 03MPa, 切削刃宽度b取110mm, h取3mm, 可算得单个链刀的切削阻力为

山药收获机在工作过程中, 同时切削土壤的链刀数为

取z =15。考虑到刀片工作过程中要受到各种冲击的影响, 在设计时加入动载系数K0。一般情况下, 动载系数取1. 3 ~1. 5, 则山药开沟收获机的链刀总切削阻力为

3. 2 螺旋刀片的切削阻力

山药挖掘过程中, 中间土埂通过螺旋刀片旋转隔断, 使中间土埂崩溃, 从而使山药向后倾倒, 通过输送机构运送到土壤表层。螺旋刀片在旋转切割土壤过程中, 也必定会受到切削阻力作用。螺旋刀片的切削土壤的过程与旋耕机的工作机理相同[15 -17], 本文按照旋耕机的切削力计算公式进行计算。

螺旋刀片的切土节距可用下式计算

式中Ve—机组的前进速度 ( m/s) ;

n—螺旋刀片的转速, 通常n=190~280r/min;

Z—螺旋刀片的数目;

R—螺旋刀片的回转半径;

λ—旋耕速比 (λ=Rω/Ve, ω为螺旋刀的回转角速度) 。

切土节距的大小直接影响碎土质量和沟底平整度。由上式可知, 降低机组的前进速度、提高刀轴转速和增加每切割小区内的螺旋刀数都能减少切土节距, 提高碎土质量。但机组前进速度过慢, 生产率低; 刀轴转速过快, 功率消耗大; 螺旋刀片的数量的增加, 会导致刀间的空隙度小, 容易堵塞, 影响切削质量。因此, 切土节距也不能过小。在中等粘度的水稻土上, 土壤含水量20% ~30%, 切土节距应小于10cm。

山药收获机在工作时, 螺旋刀片在深1. 5m以下切割土埂, 所以选切土节距为应较小。在这里, 取螺旋刀片数为6, 可由上式算得螺旋刀片的切土节距S2= 3.69mm, 远小于10cm, 符合切土要求。再根据式切削阻力经验公式, 可算得单个螺旋刀片的切削阻力为Ff2=106× 0. 1 × 0. 003 69 × 0. 09 = 33. 21N, 则螺旋刀的总的切削阻力为F2= Z·Ff2= 6 × 33. 21 = 199. 26N。

4 结论

1) 山药收获机模仿考古挖掘的方式, 采用去除山药根茎两侧土壤、取其中央的办法, 对山药收获机的各部分机构进行设计, 能够实现山药的自动出土, 并能与土壤振动分离。

2) 根据山药种植的相关农艺要求, 确定山药收获机的挖掘深度为1 500mm, 作业效率为300m/h。

3) 根据山药种植土壤的类型, 确定链刀的相对切削速度为Vr= 3m / s, 建立链刀的速度矢量图。

4) 根据运动学和几何学知识, 建立链刀切土厚度示意图。根据比功最小原则, 确定隔4 节链节装一把链刀, 切土厚度 δ =2. 8mm。

5) 根据土力学知识, 依据切削阻力经验公式, 确定链刀的总切削阻力F1= 1 158. 3N, 螺旋刀片切削阻力F2= 199. 26N, 这将为链刀和螺旋刀切削过程的数值模拟提供重要依据。

摘要：为解决山药、牛蒡等长根茎果实收获难、效率低的难题, 设计了一种新型山药收获机, 巧妙地模拟考古挖掘的方式, 提出了采用去除山药根茎两侧土壤、取其中央的挖掘方法来进行总体机构的设计;根据山药的种植特点和垄沟结构尺寸, 确定山药收获机的基本参数;通过运动学和动力学分析, 依据土壤切削阻力理论, 提出了切削阻力和功率消耗的确定方法, 并根据相关农艺要求给出了链刀的切削阻力F1=1 158.3 N, 螺旋刀片的切削阻力F2=199.26 N, 为收获机具体设计阶段强度校核和安全性、可行性分析提供了重要依据。

山药收获 篇4

山药营养丰富, 不但可以作为药材, 而且还可作为主粮和蔬菜, 具有很高的药用价值和食用价值, 栽培经济效益很高。随着需求量的增加, 山药种植面积和种植规模也在不断扩大。

长期以来, 山药的收获一直采用传统人工方式, 由于山药的茎入土深达60~150 cm, 人工收获的劳动强度比较大、比较费力, 容易铲断块茎而影响其品质和销售, 生产效率低, 山药收获的高成本成了影响其产业发展的瓶颈, 亟待实现山药收获机械化。

梧桐山药是孝义市的特色优势农产品之一, 属于长山药, 栽培历史悠久, 产品肉质洁白、入口甜绵、质地特殊、富含多种营养元素, 素有“地下人参”的美称。据国家农产品检测中心检测, 每1 kg梧桐山药的维生素含量为173 mg, 蛋白质为33.5 g, 氨基酸为17.45 g, 以及磷48 g, 钾5 850 mg, 镁256 mg, 钙169 mg, 硒0.028 mg, 均高于普通产品的均值, 2012年荣获中华人民共和国地理标志产品保护。

近年来, 随着经济社会的发展和人们生活水平的提高, 山药的市场需求量逐年加大, 成为当地农民增收致富的重要农产品。为了加快山药种植业的发展, 孝义市农机中心于2013年9月实地考察, 决定引进山东潍坊海林机械有限公司生产的4USY-1型山药挖掘收获机, 并对其进行田间性能测试和性能分析, 为该市引进推广适宜机型提供科学依据。

1 构造与原理

该机由山东潍坊海林机械有限公司与山东农业大学联合研制生产, 集国内外多种根茎类作物收获机械的优点与特点, 适合多种土质和种植模式, 可一次性完成开沟、掘进、举升、起土等项作业, 基本作业行数为1行, 行距为110 cm左右。其构造包括机架、动力装置、掘进装置和输送装置。掘进装置有2个链动组, 每个链动组有1根链条、1个主动链轮和1个从动轮。链条套装在主动链轮和从动轮上;主动链轮安装在机架的主轴上, 主轴连接动力装置并由动力装置驱动旋转;在链条上安装掘铲;输送装置安装在掘进装置尾部的机架上, 并与动力装置连接, 可配合安装在拖拉机的尾部, 利用拖拉机发动机进行动力供应, 不但经济节约而且收获效果显著, 极大地降低了劳动强度, 使生产效率得到大幅度提升。

2 主要技术参数

外形尺寸 (长×宽×高) :2170m m×1600 mm×1900m m。

质量为465 kg。

配套动力为40.4~58.8 k W。

悬挂方式为后置三点悬挂。

种植行数为1行。

挖掘宽度为340 mm。

挖掘深度为1 000 mm。

工作速度为300~400 m/h。

纯工作生产率0.0335~0.536 hm2/h。

配套主机为时风554型拖拉机, 动力为40.4 k W。

3 试验项目

试验地点设在孝义市梧桐镇南梧桐村, 机收试验面积0.33 hm2。

孝义市山药为宽窄行种植, 山药的种植株距为25cm, 窄行行距为40 cm, 宽行行距为80~100 cm;适合收获机工作的标准行距为110cm, 株距为20cm, 单行种植。试验分别设立宽窄行种植收获和标准行距种植收获2种模式, 试验田各0.45 hm2, 土壤类型为沙壤土, 土层深厚、疏松肥沃, 上下土质一致。播种前对地块进行了整地、开沟、施肥、浇水。试验记录了播种、生长期和田间管理的相关数据, 并于11月上旬山药成熟后, 进行了收获机试验考核。由于山药收获机尚没有国家标准, 所以参照国标 (GB10395.16-2010) 中马铃薯收获机的标准来进行田间试验。

4 试验过程

收获性能测试见表1。

试验前首先进行了人工杀秧, 其中传统宽窄行种植地块采用人工收获, 20人用时10 d (10月24日—11月3日) ;11月4日, 在等行距标准化种植地块用佐佐木4USY-1型山药收获机进行收获, 并对相关数据进行测试、记录和分析。

5 结果分析与评价

5.1 结果分析

5.1.1 生产效率

机具收获共用时580 min, 作业面积0.33 hm2, 生产效率为0.033 hm2/h。

5.1.2 经济性分析

生产投入产出费用见表2。

5.1.3 作业效果

机械挖掘深度为90~105 cm, 起土到位, 山药基本无破损, 效果好。

5.1.4 破损率

试验田单产约为1 474 kg/0.067 hm2, 田间破损山药质量为51.4 kg, 破损率为3.5%。传统种植区采用人工收获方式, 单产约为1 737 kg/0.067 hm2, 破损山药质量为476.8 kg, 破损率为27.5%.

5.2 考核结论

(1) 作业效率高。该机作业速度300~350 m/h, 作业幅宽1.1 m, 按每天作业10~12 h计算, 每天作业0.33~0.40 hm2, 相当于50~60人的工作效率。

(2) 经济效益高。该机收获0.066 hm2山药耗资仅为520元, 而人工收获则需3 150元, 机械收获的费用仅为人工收获的1/6。

(3) 该机具作业效率高, 动力消耗小, 作业效果好, 破损率低, 适宜在孝义市山药种植区进行收获作业。

6 建议

该机具对山药标准化种植的要求比较高, 而孝义市现有种植模式为宽窄行种植, 二者不配套。如果推广使用该机具, 必须改变当地传统的山药种植模式, 要求行距必须大于110cm。从此次试验结果看, 对产量影响不大, 但此次试验范围小、面积少, 并不足以说明问题, 产量影响程度还需要经过长时间大面积的试验才能下结论。配套主机轮距较大, 收获作业必须隔行进行, 如能缩小轮距, 使其小于110 cm的行距, 这样就不必隔行作业了, 操作就更方便了。

参考文献

[1]梁学强, 张景崎, 翟雯雯, 等.山药收获机械化技术研究[J].农业技术与装备, 2012 (13) :42, 45.

[2]南怀林, 刘建平, 王耀琴.山西长山药高架、深沟高产栽培技术[J].农业科技通讯, 2012 (9) :224-225.

[3]糜南宏.山药、牛蒡种植、收获机械及全国种植面积的分布状况[J].江苏农机化, 2006 (2) :25-26.