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本文導讀目錄：

1、朝陽區(qū)：通過衛(wèi)星學習新技術 農民致富有了好幫手

2、木本糧油菜機械化發(fā)展機遇，前景廣闊

3、木薯塊根收獲技術與機具研究進展

朝陽區(qū)：通過衛(wèi)星學習新技術 農民致富有了好幫手 ♂

朝陽區(qū)：通過衛(wèi)星學習新技術 農民致富有了好幫手
　　坐在自家炕頭上就能學到科學技術、找到致富信息，了解各地用工信息。這對許多農民來講，眼下也許還是個夢想，但朝陽區(qū)永春鎮(zhèn)農民已經享受到了這樣的“待遇”。今年年底，朝陽區(qū)3個鎮(zhèn)23個行政村的農民都將實現與科技信息的“零距離接觸”。
　　2004年，朝陽區(qū)申請“長春市市星火科技遠程培訓基地”建設項目并獲得批準?；爻闪⒑?，已集中培訓農民三萬多人次。為滿足更多農民對科技和信息的渴求，朝陽區(qū)決定在全區(qū)各村鋪設村級網絡，安裝衛(wèi)星接收裝置，將多媒體數字終端機網絡延伸到村、屯甚至農戶家中。這一網絡近日在永春鎮(zhèn)率先開通。網絡可接收長春市農業(yè)信息中心發(fā)射到衛(wèi)星上的影像資料，向農民提供農產品的市場信息、各地就業(yè)信息，還可推廣新型農業(yè)科學技術，指導農業(yè)生產。
　　據了解，朝陽區(qū)投放的多媒體數字終端機是由政府出資購買的。

木本糧油菜機械化發(fā)展機遇，前景廣闊 ♂

木本糧油菜機械化發(fā)展機遇，前景廣闊

木本糧油菜，是指利用木本植物的根、莖、葉、果等產出物，經過加工，使其成為可供人類食用、滿足人類營養(yǎng)需求的植物產出物。包括木本油料、木本糧食、木本蔬菜三大類。

本文以陜西省漢中市南鄭區(qū)為典型案例，把木本糧油菜生產與農機化發(fā)展結合起來研究，希望有助于拋磚引玉，為農機化發(fā)展提供新的驅動器。

一、前景廣闊的木本糧油菜

木本糧油菜食品，是指來自木本植物，符合人類自然、環(huán)保、清潔生產技術要求，生態(tài)、優(yōu)質、健康、營養(yǎng)的食用木本產品。

木本糧油菜食品的特征:

一是在產品范圍上，木本糧油菜食品是以林木環(huán)境為前提，對象是可食林木產品。

二是在產地環(huán)境上，木本糧油菜食品來自山野，產于丘陵、山區(qū)、荒地、荒原、荒漠、荒灘、荒山。

三是在技術規(guī)程上，木本糧油菜食品生產以林木生態(tài)系統(tǒng)的能量和營養(yǎng)循環(huán)為理論，基本不使用化肥和農藥。

四是在產品質量上，木本糧油菜食品達到了國際標準和國外先進標準的質量安全要求。我國木本糧油菜資源豐富，潛力巨大，開發(fā)利用前景廣闊。我國有適合南方生產的有油茶、烏桕、油橄欖、油桐、油棕等數十種；適合北方生產的核桃、山核桃、山杏等數十種；一些熱帶植物如腰果、蝴蝶果、蒜頭果、香榧等在我國南方則生長良好。許多有特殊食療和工業(yè)價值的植物如省沽油、翅果油樹、巴旦杏等，目前還沒有被開發(fā)利用。

木本食品方面，可作蔬菜食用的有 63 科 700 種左右 ，最常見的約有 192種，其中草本植物 110種 ，藤本植物約 l2 種，木本植物約 70種，大多數處于野生狀態(tài)，部分由人工栽培，年平均生產量約20億 kg，菌類中香菇 4 億kg，其中以葉菜為主的山野菜 l億kg，莖類的竹筍干 l億kg。

我國林木糧食資源豐富，據報道共有 500 余種，現已查明的約 120 多種，其中有木本 100 多種，僅板栗、柿、棗等木本糧食在我國栽培面積已達4050萬畝，總產量達17億kg，年出口量達6．3億kg，另有魔芋、蕨菜、葛藤等林中植物的塊莖、塊根也可被加工成魔芋粉、蕨粉、葛粉等供食用。木本飼料是指木本植物的嫩枝葉、花、果實、種子以及其加工的副產品，其既可直接放牧利用，又可采集、刈割、加工以后飼喂畜禽。我國有較高飼用價值的針葉喬木有 6科 30 屬200 余種，闊葉喬木僅楊柳科就有 100 種以上，可供飼用的竹類植物約有 19 屬41種，灌木類僅錦雞兒我國就有 72種，木質藤本飼用資源也很豐富。我國的木本飲料資源極其豐富，目前發(fā)現的可作為飲料原料的森林樹種約有 100 種，除茶葉、咖啡等少數被開發(fā)的以外，絕大多數仍處在自生自滅、有待開發(fā)的狀態(tài) 。

二、開發(fā)利用木本糧油菜的戰(zhàn)略價值

1.提高我國糧食安保水平，拓展農民增加收入的空間

我國糧食安全依然處于緊平衡態(tài)勢，而且向更緊的趨勢發(fā)展；我國糧食產銷結構發(fā)生根本變化，調出區(qū)和調出量同步“雙減”；我國糧食供應鏈多有缺陷，削弱了保障糧食安全的能力；我國糧油進口量明顯增加，近年來屢創(chuàng)新高；跨國糧商全面進入糧油流通領域，已經控制了國內油脂加工和市場的60%以上。

目前跨國糧商依靠資金、技術，以及在國際市場上話語權的優(yōu)勢，正向面粉、輾米加工業(yè)領域進軍，對國內糧食企業(yè)構成激烈競爭和威脅。要確保國家糧食安全，立足國內、確保產能、適度進口、科技支撐的國家糧食安全戰(zhàn)略，即把切實保障國家糧食安全放在首位。要實現這一戰(zhàn)略目標，開發(fā)木本糧油菜產業(yè)，就顯得尤其重要。

2.發(fā)展木本糧油菜產業(yè)，改善民生與振興山區(qū)經濟相輔相成

目前我國仍有2000多萬農村貧困人口，貧困率在1.7%左右，多集中在“老、少、邊、窮”地區(qū)。這些地區(qū)擁有種植木本糧油菜經濟樹的優(yōu)越條件。山地、丘陵和荒地上，因地制宜發(fā)展木本糧油產業(yè)，興起一大批板栗、油茶、核桃、大棗、柿子、油桐等種植基地，及相應的加工企業(yè)和產業(yè)集群。目前，在我國26個省、市、區(qū)均有種植核桃。進入上世紀80年代，核桃栽培面積和產量逐年增加。據統(tǒng)計，2002年全國核桃栽植面積為1348萬畝，核桃堅果產量為34.3萬噸，到2010年底，總面積已達3600萬畝，核桃堅果產量為128萬噸。其中，全國種植面積1萬畝以上的重點縣有300多個，面積在10萬畝的有131個縣。

3.我國發(fā)展木本糧油菜產業(yè)具有重大而深遠的戰(zhàn)略意義

發(fā)展木本糧油產業(yè)是緩解我國糧油菜供需矛盾，維護國家糧油安全的必然選擇；是發(fā)展綠色經濟，促進農民增收的重要途徑；是加快國土綠化，改善生態(tài)環(huán)境的有效方式。通過發(fā)展木本糧油菜特色產業(yè)廣辟食物資源，可直接增產和增加糧食供應，有效改善食物結構，有益居民身體健康。另外，通過發(fā)展木本糧油菜特色產業(yè)，一方面，替代和彌補我國耕地資源的不足，緩解我國土地資源的約束性；另一方面，對于鞏固和擴大集體林權制度改革成果具有重要作用。對廣大農民來講，獲得林木所有權和林地使用權只是第一步，更重要的是能獲得改革的紅利，獲得實惠和收益。

三、發(fā)展木本糧油菜機械化，可以使農機化與農業(yè)實現“雙羸”

以陜西省漢中市南鄭區(qū)為例，該區(qū)從區(qū)位上屬于西北旱作農業(yè)區(qū)。

從產業(yè)結構看，目前丘陵山區(qū)種植面積5萬畝以上的糧作品種有水稻、玉米、小麥、洋芋、紅苕；經濟作物有茶葉、油菜籽、蔬菜。種植面積萬畝左右的有雜豆、經濟作物有藥材、煙葉；木本食品及油料有板粟、大棗、甜柿、油茶籽、油桐、核桃。種植面積5000畝左右的品種有筱麥、大麥、黑豆；經濟作物有各種小品種藥材、食用菌、桑蠶、水果、油橄欖等。

從種植業(yè)生物多樣性角度考慮，若在今后10—15年把木本糧油菜生產作為該區(qū)的主導產業(yè)之一，其后備可供開發(fā)利用的丘陵和山區(qū)荒地約為150—180萬畝。以梁山山脈及其向西延伸段東西長40公里坡地，發(fā)展以核桃為骨干的40萬畝木本油料產業(yè)群；南部淺山丘陵區(qū)由于受光照不足的影響，糧油生產以滿足駐民口糧為主，集中資源發(fā)展20萬畝油茶籽園，與已有茶葉產地形成以油茶籽、茶葉為主的產業(yè)群；油桐是重要的化工工業(yè)原料，經濟價值極高，沿江河渠岸、公路村道邊、住宅周邊、梯地坎邊種植為主，折合10萬畝；油橄欖種植業(yè)已在云南以及緊鄰南鄭的甘肅省隴南地區(qū)大面積種植成功，且我區(qū)也有油橄欖籽收獲的實例，說明了在南鄭區(qū)規(guī)?；N植油橄欖是可行的。依托逐步豐富的木本糧油菜生產基地，做到物盡其用，增加農民收入。

從木本糧油菜機械化需求看，幾乎是空白。以南鄭區(qū)已有的木本糧油機械化實踐為例，機械化的畝均投資需求是4500元。那么，陜西省漢中市南鄭區(qū)木本糧油菜生產機械化需要的農機投入是81億元。

南鄭區(qū)發(fā)展木本糧油菜生產基地，基本上在丘陵山區(qū)，對種植地進行整理和土壤農地化熟化改造，需要的農機裝備投入有：

1.木本糧油菜生產園區(qū)的道路建設機械，以中小型機械為主。主要需求有推土（挖掘）機，進行土石方作業(yè)；路面施工機械，如混凝土加工機械、攤鋪機械等。

2.園區(qū)灌溉和用電工程所需機械。由于其地理環(huán)境的特殊性，應建設相應的灌溉設施。如提水蓄水裝置，滴灌裝置等。有了這些配套工程，木本糧油菜的畝產出可提高50%—200%，對增收作用顯著。根據已有實踐，園區(qū)滴灌裝置投資為300—600元/畝。全區(qū)實現規(guī)劃目標的此項機械需求為5—11億元。

3.園區(qū)土地整理與土地熟化機械，應以小型機械為主。如平整地機械，對園區(qū)內土地中的石塊等不利機械化作業(yè)的雜物進行清理；建設反坡地；開挖栽植坑需求相應的挖坑機；對栽植坑的土壤進行熟化處理。有此機械化支撐，大規(guī)模木本糧油菜基地建設才會變成現實。

4.移植與園林管理機械。如小樹苗移栽機；園林撫育與管理機械，如高效施藥、施肥機，樹枝修剪機，園地除草機、中耕機等。

5.木本糧油菜的收獲與加工機械。如采摘收獲機械、運輸機械、加工機械、冷鏈裝備、烘干機械、速凍脫水機械等。

五、推動木本糧油菜生產機械化的政策建議

根據漢中市南鄭區(qū)已有的實踐經驗，將荒地、荒原、荒漠、荒灘、荒山地開發(fā)成高質量的木本糧油菜生產基地，其畝收入可以從目前的不足50元，提高到4700元/畝以上，產出提高94倍多！但要實現這一振奮人心的目標，目前，還存在著諸多制約因素。

一是受地形地貌的限制。該地區(qū)丘陵山區(qū)6°—25°的耕地面積占有很大比重，另有部分25°以上的高山地，農機作業(yè)難度大。

二是機械化投入嚴重不足，導致其發(fā)展遲緩。

三是社會化服務組織發(fā)展滯后，制約木本糧油菜生產機械化。

四是投資巨大，非本地財力可以支撐。

因此，建議：

1.國家要加大投入性引導，支持其發(fā)展。我們要做的，是探索如何將政府支持保護與發(fā)揮市場配置資源決定性作用之間的互補與銜接，協(xié)調推動農業(yè)機械化發(fā)展。探索除中央財政補貼投入外，地方各省如何根據實際需要出臺相應的扶持發(fā)展措施，加快地方特色農機化發(fā)展；使“大水漫灌”式的促進向“精準滴灌”式轉變，提高國家機補投入“四兩撥千斤”的作用，加速丘陵山區(qū)木本糧油菜農機化發(fā)展。

一是突破認識上的瓶頸。擯棄“丘陵山區(qū)地型地貌復雜，不宜發(fā)展農業(yè)機械化”的過時認知。

二是突破思維定式，創(chuàng)新思維促發(fā)展。把加快丘陵山區(qū)木本糧油菜農機化發(fā)展納入各級政府的議事日程，建立和健全農機化目標管理責任制，切實加強領導，動真的、來硬的、抓好、抓實，不見成效不收兵。

三是要爭取多方投入，為丘陵山區(qū)木本糧油菜農機化發(fā)展提供驅動力。對丘陵山區(qū)要適當放寬機具補貼種類，提高補貼比例，增加補貼資金，為丘陵山區(qū)農機化發(fā)展增長動力，增加后勁。對重點推廣的農業(yè)機械要建立累加補貼機制，對機械化家庭農場、專業(yè)大戶要實行資金或機械獎勵，以調動農民購機用機的積極性。爭取設立丘陵山區(qū)木本糧油菜農機化發(fā)展專項資金，用于農機化新技術新機具的引進和推廣、項目的配套、工作經費的彌補，建立農機化發(fā)展長效機制。

2.木本糧油菜生產機械化，是一項全新的富有挑戰(zhàn)性的新領域。與林業(yè)科技人員緊密合作，促進農機農藝融合；盡快提高木本糧油菜生產機械水平，以降低生產成本，提高行業(yè)效益，使農民嘗到甜頭。

一是堅持統(tǒng)籌規(guī)劃，科學布局，突出區(qū)域特色；堅持市場導向，政府扶持，促進適度規(guī)模發(fā)展，不斷提高集約化經營水平；堅持適地適樹，穩(wěn)步推進，充分利用宜林地、沙荒地，不占耕地尤其是基本農田。

二是把發(fā)展木本糧油菜產業(yè)與新一輪退耕還林還草、長江防護林建設和“天?！惫こ虒嵤┯袡C結合，因地制宜，不斷擴大木本糧油菜種植面積。

三是抓好木本糧油菜樹種良種選育，建立健全種質資源收集保存和良種生產供應體系，積極推進良種基地、定點苗木生產基地建設。通過典型示范，全面推行優(yōu)良品種，積極推廣先進適用造林技術，努力提高單產水平，新建一批高產、穩(wěn)產木本糧油菜生產基地，對現有低產林進行撫育、更新和改造。

四是積極培育跨地區(qū)經營、產供銷一體化的木本糧油菜頭企業(yè)。支持企業(yè)在主產區(qū)建立原料基地和建設倉儲物流設施，發(fā)展“企業(yè)＋專業(yè)合作組織＋基地＋農戶”產業(yè)化經營模式。鼓勵木本糧油菜基地立體種植和綜合開發(fā)，提高林地利用率和木本糧油菜綜合生產能力。支持專業(yè)合作組織和農戶加強木本糧油菜烘干、倉儲等初加工設施設備建設。鼓勵企業(yè)利用新技術、新工藝，開展精深加工和副產品開發(fā)，實現循環(huán)發(fā)展和綜合利用。

3.從發(fā)展路徑上看，首先是全程機械化。全程化主要是針對生產環(huán)節(jié)上來說的，要逐步由主攻木本糧油菜作物關鍵薄弱環(huán)節(jié)機械化向全程機械化發(fā)展，由產中向產前、產后延伸，按照產業(yè)鏈大力發(fā)展農業(yè)機械化。

其次是全面機械化。一是產業(yè)領域擴展，產業(yè)的全面化。在保證糧食作物生產的同時向經濟作物機械化生產發(fā)展，由種植業(yè)向畜牧業(yè)、漁業(yè)、農產品加工等產業(yè)領域擴展，促進丘陵山區(qū)農民收入增加。

二是區(qū)域整體推進，區(qū)域全面化。南方丘陵山區(qū)木本糧油菜機械化需求旺盛，潛力很大，但存在困難，大力推進南方丘陵山區(qū)農作物機械化生產是現實需要和必然選擇。

第三是可持續(xù)發(fā)展。在農業(yè)生產中應用可持續(xù)機械化生產技術與裝備，如保護性耕作技術與機械、農機深松作業(yè)整地技術與機具、高效植保技術與裝備、秸稈還田機械化技術與裝備、產后處理與加工機械化技術與裝備等。

組織規(guī)模與經營規(guī)模持續(xù)擴大，要扶持機械化家庭農場、農機合作社、農機專業(yè)大戶、農機社會化服務組織等新型農業(yè)經營主體，使之成長為木本糧油菜生產主力軍，創(chuàng)新機制與體制，為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的組織基礎。

4.打造高素質農機化人才隊伍

新型職業(yè)農民、農機管理與技術人才隊伍，以及農機生產與維修人才隊伍建設，是現代農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。培育好新型農機化職業(yè)人才隊伍，是丘陵山區(qū)木本糧油菜農機化發(fā)展成敗之關鍵。

因此，我們要分層次開展教育培育（訓），形成四只農機化實業(yè)人才隊伍：

1）新型經營主體經營管理人才隊伍。對合作社理事長、總經理及高層管理人員，要加強“三農”政策理論、農機化法律法規(guī)、農機化技術經濟學、合作制理論與實踐、農機經營與管理、農機運用等業(yè)務知識培育。

2）加強新型經營主體科技人員培育。積極發(fā)揮農業(yè)機械化科研院所、高等院校的作用，加強產學研推用結合，依托行業(yè)科技支撐計劃等重大科研項目，為其集聚和培養(yǎng)農機化中、高級科技人才。

3）農機化新型經營主體中層人才隊伍培育。加大農機實用人才隊伍培訓力度，采取措施，培養(yǎng)新型職業(yè)經理人。開展“政企聯(lián)動”農機維修高技能人才培訓和農機合作社理事長助理培訓。

4）積極實施陽光工程農機培訓，重點加強農機合作社中低層管理人員、農機駕駛操作和維護修理人員等實用人才的培訓，提高管理能力和服務能力，增強致富本領。組織好新購機農民技術培訓，提高農機手掌握使用現代農業(yè)裝備的水平。

以市、縣級農機化學校為主陣地，培育（養(yǎng)）大批中初級農機化實用人才，滿足農機化生產一線對技能型人才之需。這是農機化教育之基；以市級職業(yè)技術學院、農林類大中專學校等為主體，進行農機新型經營者的學歷教育。開展中、高等農機化（機電工程、農業(yè)工程）等學歷教育，招生對象為農機合作社中層管理人員、農機運用中級人員和有志于農機化工作的農村初、高中畢業(yè)生。這是農機化教育之“塔身”；以省級農林類院校為基地，開展高等農機化等學歷教育，招生對象為農機合作社等新型經營主體的理事長、總經理等高層次人才，培養(yǎng)目標為大學本科農機化經營管理CEO，處于“塔頂”。通過這一制度性設計，形成我國農機化新型經營主體人才隊伍的初、中、高級結構合理、適應需求的人才隊伍。使其成為有效地助推丘陵山區(qū)木本糧油菜農業(yè)機械化發(fā)展的人才驅動器，促進其更好更快發(fā)展。

相信在各方努力，國家支持，激發(fā)民間發(fā)展?jié)撃艿幕A上，再造一個新型農業(yè)產業(yè)，實現農民收入倍增目標，是可以實現的。農機化發(fā)展在此新產業(yè)中將大有可為，迎來新的“黃金”發(fā)展期，或將可期。但現在要問的是，我們準備好了嗎？

木薯塊根收獲技術與機具研究進展 ♂

木薯塊根收獲技術與機具研究進展

先進的木薯機械化收獲技術是指在高效和低損的前提下，從土壤挖出或拔出木薯，并對木薯進行清潔、分切和收集的機械化作業(yè)技術。該文重點闡述了木薯收獲關鍵技術研究進展和國內外先進機型的工作原理及技術特點，并從加強基礎理論研究、機具結構參數優(yōu)化、提高機具適用水平以及農機農藝融合等方面展望了我國木薯收獲機未來的研究方向。

木薯是世界第三大作物。木薯生存能力強，可在劣質的土壤上種植，不與糧食爭地。木薯有著巨大的開發(fā)潛力。首先，木薯產量高且鮮薯塊根淀粉含量達24%~32%，有“淀粉之王”、“地下糧倉”的譽稱。當出現糧食短缺問題，或谷物價格高位運行時，木薯可以作為一種應急作物，對糧食安全有著重要意義。

其次，木薯還是一種天然的健康食品，木薯富含抗性淀粉，可改善身體代謝，促進腸道健康。最后，木薯是我國重要的工業(yè)原料，木薯塊根應用非常廣泛，產業(yè)鏈長，綜合效益高，開發(fā)前景好。

我國是木薯消耗大國，且在木薯淀粉和酒精加工領域均有比較先進的技術，但以目前的種植規(guī)模和產量難以滿足日益增大的木薯淀粉加工行業(yè)和燃料乙醇產業(yè)的需求，存在嚴重的供需不平衡現象。原料不足已成為限制木薯行業(yè)發(fā)展的關鍵因素，木薯收獲難題已經成為木薯產業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。

隨著城市化的推進，從事農業(yè)生產的勞動力愈加緊缺，用工難，人工成本增加，木薯收獲季與甘蔗收獲季重疊，更加劇了這種問題。所以，了解國內外木薯收獲技術的研究現狀及發(fā)展方向，分析其中存在問題，推行木薯機械化收獲技術，解決木薯機械化收獲難題，對我國木薯機械化收獲技術的研究和發(fā)展有著重要意義。

1木薯生產概況

據聯(lián)合國糧農組織2016年統(tǒng)計，全世界木薯收獲面積約2.35×107 hm2，總產量約2.77億t。如圖1所示，木薯生產主要集中在非洲、亞洲和南美洲。

非洲產量最大，占全球產量56.8%，其次是亞洲占全球產量32.2%。相對而言，美洲和大洋洲比例較低，分別為10.9%與0.1%。由圖2可知，熱帶發(fā)展中國家是木薯的主要生產國，但這些國家技術水平薄弱，目前沒有適用性強、應用效果好的成熟機型。

2016年，我國木薯收獲面積約2.91×105 hm²，產量已達480萬t。我國木薯生產主要集中在廣東、廣西兩省，收獲面積合計約2.89×105 hm2，產量合計為342.87萬t。傳統(tǒng)木薯生產作業(yè)中需要大量勞動力，其中種植與收獲環(huán)節(jié)分別占整個木薯生產作業(yè)的12％和61%。

目前整個木薯生產過程包括整地、種植、田間管理和收獲4個階段，其中整地機械、種植機械、植保機械和木薯莖稈粉碎機械技術成熟，已基本滿足使用需求，在一定程度上減輕了農民的勞動負擔，降低了木薯生產中的勞動力成本，但木薯塊根收獲機械仍不能滿足使用需求。

隨著土地集約化經營的進行，木薯農機農藝進一步融合，木薯塊根收獲機得到一定的發(fā)展，但仍存在機具適應性、穩(wěn)定性差，收獲成本高，木薯損傷、損失嚴重等問題，木薯收獲關鍵技術仍需進一步突破。

木薯塊根收獲技術是著力解決低損高效收獲深度達30~40 cm的木薯塊根這個難題。在傳統(tǒng)人工收獲作業(yè)中，特別是土壤干硬時，勞動強度大，收獲困難，通常需要在雨后等土地松軟后進行收獲作業(yè)?，F有木薯收獲機大多參考其他薯類收獲機型進行改進，收獲效果不理想，工作效率低，難以滿足下游木薯加工廠家收購需求，木薯塊根收獲難題成為木薯產業(yè)發(fā)展的一個主要制約因素。

圖1 2016年各大洲木薯產量份額

圖2 2016年木薯10大生產國

2木薯塊根收獲關鍵技術與機具現狀

木薯主要生長在黏性土壤和砂性土壤。黏性土壤中木薯生長較深，土壤對木薯的附著力大，收獲困難；砂性土壤中，薯塊分布較淺，但收獲時機具易磨損。

木薯收獲較其他薯類作物收獲困難，主要表現在黏重土壤中的木薯難收獲問題、木薯本身易脆斷問題、表皮易破損及破損后易霉變問題。收獲木薯塊根前需對木薯進行砍桿作業(yè)，在現有種植收獲條件下，地表雜草、木薯莖稈堆積，收獲時易壅堵、纏草，且因作業(yè)土壤黏重，拖拉機牽引困難，嚴重影響收獲效果。因此，如何處理田間雜草與田間殘余木薯莖稈、提高黏重土壤中木薯收獲質量，成為木薯收獲技術有效實施的重點和難點。

2.1木薯塊根收獲關鍵技術

木薯塊根收獲技術以收獲阻力小、土薯分離效果好、木薯損失小、工作效率高和收獲成本低為原則，國內外已展開一系列相關研究，并取得一定的成果。國內外針對木薯塊根機械化收獲技術的研究主要集中在木薯收獲機挖掘鏟研究、土薯分離機構研究和聯(lián)合收獲技術等方面。其中，挖掘鏟研究主要是對挖掘鏟結構參數研究，以探究結構參數交互作用對牽引阻力、松土效果和塊根最大有效應力的影響規(guī)律。

土薯分離機構研究主要是對土薯分離原理和機器結構參數研究，以提高土薯分離效果，減少損失，降低阻力。聯(lián)合收獲主要研究塊根收起技術、清選技術、薯莖分離技術和薯塊收集技術等技術的集成，旨在減小勞動力的使用，提高工作效率。

該文在分析國內外木薯塊根收獲技術概況的基礎上，闡述歸納木薯收獲技術與機具的研究進展及存在問題，分析各典型機具的技術原理、特點，展望木薯塊根收獲技術的發(fā)展趨勢，為我國木薯收獲技術的進一步發(fā)展提供參考。

2.1.1木薯收獲機挖掘鏟

挖掘鏟是木薯塊根收獲機的核心部件之一，其結構設計與安裝情況對收獲質量、整機作業(yè)功耗和機具使用壽命都有顯著影響。挖掘部件的作用是把薯塊和土壤掘起，并傳送到分離部件，對挖掘鏟的設計要求：在盡量少掘取泥土的情況下掘凈薯塊；挖掘深度穩(wěn)定，并能根據需要進行調節(jié)，保證土垡能沿鏟面順利通過，對用于黏重土壤的挖掘鏟應有較強的碎土能力；為了避免工作時出現纏草和壅土，要求挖掘部件具有自潔功能；牽引阻力小，刃口耐磨性好。

挖掘鏟研究一直是木薯收獲機研制的重點和難點。圖3a是關意昭等設計的一種二階曲面鏟，建立了二階曲面鏟的阻力模型，并分析了傾角變化對應力和應變的影響。黃暉等通過對碎薯表象進行分析，并對收獲機挖掘部件進行改進，減少收獲損失，提高入土能力。

圖3b是雛翔翔等模仿東方螻蛄前足趾爪的形狀設計的一種仿生挖掘鏟，并對空心仿生挖掘鏟和實心仿生挖掘鏟進行靜強度有限元分析，這是國內第1次對木薯仿生挖掘鏟進行研究。

圖3c是王濤等設計的一種多階挖掘鏟，挖掘鏟輪廓呈弓形，鏟板增添縱向鏟刃增強對土壤的剪切。與普通平面鏟對比發(fā)現，牽引阻力降低6.93%。李寶靈等對挖掘鏟挖掘木薯的過程進行受力分析，并對鏟面角度進行優(yōu)化，得出在一定的挖掘深度下受力最小的大鏟面和小鏟面的最佳角度。

圖3d是益愛麗等基于仿生學原理，提出的一種模仿狗前爪結構的仿生木薯挖掘鏟，設計為實心仿生挖掘鏟和空心仿生挖掘鏟兩種，并進行靜力學分析，分析結果驗證了設計的合理性。但至今仍未有在黏性土壤中應用效果良好的木薯挖掘鏟，挖掘時斷薯嚴重。

黃暉等通過反復試驗發(fā)現在木薯收獲階段，碎薯的成因主要有3種：一是對位不正導致的側斷；二是入土深度不夠導致的鏟斷；三是機具結構自身缺陷導致的折斷。損傷部位在濕熱環(huán)境下幾天就會變質，木薯采后質量下降，造成經濟損失。目前我國木薯加工企業(yè)收購需求旺盛，通常在木薯收起后直接裝車運到加工企業(yè)進行后續(xù)加工，因此在實際生產中，漏收木薯成為木薯塊根收獲主要損失，木薯漏收率為衡量木薯塊根收獲機作業(yè)效果的一個重要指標。

圖3木薯挖掘鏟

2.1.2土薯分離機構

土薯分離機構主要有升運桿式、夾持鏈輸送式和振動鏈式。不同的土薯分離機構適用情況各不相同，目前振動鏈式機型較為常見。升運桿式結構簡單，作業(yè)阻力小，但在雜草木薯莖稈殘枝較多的地塊存在易掛草雍堵，明薯率較低等缺點。夾持鏈輸送式和振動鏈式在砂性土壤中工作效果較好但在黏重土壤中木薯損失增大，且在砂性土壤中振動鏈磨損嚴重，需要經常更換維修，降低了作業(yè)效率，增加了收獲成本。對木薯分離機構的研究對減少木薯收獲傷薯率具有較大積極意義。

楊望等探討了不同塊根拔起速度和塊根生長狀況對塊根最大拔起力的影響規(guī)律，建立了考慮拔起速度影響的木薯塊根拔起力的力學模型和數學模型，為挖拔式木薯收獲機塊根拔起機構設計提供依據。余瑞明等針對4UMS-1型木薯收獲機進行改進，分析拔起機構各速度和角度對整機運行的影響，使拔起和輸送兩個過程順利銜接以及拔起時減少薯塊損失。

余瑞明等采用拉簧安裝在移動桿凹槽內，移動桿與機架間為移動副連接方式夾緊木薯莖稈，設計了一種夾持輸送機構。楊望等構建了土壤-木薯-抖動分離裝置系統(tǒng)的動力學仿真模型和影響土薯分離性能的回歸數學模型，研究了木薯塊根拔起時土薯抖動的分離機理及各影響因素對土薯分離性能的影響規(guī)律。

陳炎杰等得到木薯機械化收獲中的挖拔零部件的設計參數和木薯全株各種形態(tài)特征之間的關系，得出可靠的木薯塊根的最大起拔力。李玲等設計了一種適用于4UMS-1800型雙行挖掘式木薯收獲機的木薯提升裝置，減輕了人工作業(yè)強度，提高勞動生產效率。

楊望等對木薯收獲機拔起速度進行優(yōu)化，以模糊PI作為塊根拔起速度控制算法，采用多領域的動力學仿真技術，開展模糊PI控制參數的優(yōu)化研究，并進行了田間試驗。

2.1.3木薯聯(lián)合收獲技術

木薯聯(lián)合收獲主要實現砍桿、挖掘、土薯分離、薯莖分離、薯塊收集和莖稈處理等功能，技術集成度高，工作高效，但機器龐大，結構復雜，多采用大功率拖拉機配套牽引。楊怡等設計了一種自走式木薯收獲機，收獲機由履帶底盤帶動，主要由挖掘裝置、夾持輸送裝置、土薯分離裝置和傳動系統(tǒng)等組成，能一次性完成木薯挖掘、夾持輸送、薯莖分離及去土收集等工序。

2.2國內外木薯塊根收獲典型機型

目前，國內外木薯塊根收獲作業(yè)中常用機型根據挖掘原理可分為挖掘式、拔式、挖拔結合式和挖掘—升運鏈抖動分離式等。非洲是木薯主要生產區(qū)，但非洲農業(yè)機械基礎薄弱，多為手工收獲木薯，或使用簡易挖掘工具。木薯生產機械化程度較高的是巴西，其次是泰國，廣泛為木薯種植國借鑒的機型大多出自巴西。

巴西已有木薯聯(lián)合收獲機型投入木薯生產作業(yè)中，一次進地即可完成挖掘、夾持輸送、薯莖分離和去土收集等多工序作業(yè)，極大提高了生產效率，減少人工成本，該類機型一般體積大、質量大，多采用大功率拖拉機配套牽引。

我國木薯種植地塊較散亂，機具多采用三點懸掛式作業(yè)，且作業(yè)環(huán)境復雜。當機具在土壤黏重，雜草多或斷桿覆蓋率高的地塊作業(yè)時，易產生雜草、斷桿纏繞或雍堵、阻力大、挖深不夠和收獲損傷大等問題，國外成熟機型多無法適用于我國種植情況。我國木薯收獲機型大多借鑒其他薯類收獲機型，多為挖掘式和挖掘-升運鏈抖動分離式，存在適應性差、損傷嚴重以及收獲成本高等缺點，難以滿足木薯收獲的要求。

2.2.1挖掘式木薯收獲機

挖掘式木薯收獲機是使用挖掘鏟破壞薯塊與土壤的連接，然后由人工進行撿拾、分切和裝袋等作業(yè)，適合于收獲壟作栽培，薯塊生長密集的場合。該類機型結構簡單制造成本低，強度高，機器適應性好，效率高，油耗低，在我國使用較為廣泛。

目前常見挖掘式木薯收獲機可分為兩種，兩者主要區(qū)別在于對土壤的擾動程度不同。第1類對土壤擾動程度低，代表機型有巴西Planti center公司生產的P-900型雙行木薯塊根收獲機（圖4a）、巴西IKEDA公司生產的SMDP 2 LM型木薯塊根收獲機（圖4b）和TSM 2MII型木薯塊根收獲機（圖4c）。還有中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所研制的4UMS-390Ⅱ型木薯收獲機（圖4d）、4UMS-900型木薯收獲機（圖4e）、4UMS-1800型木薯收獲機圖（圖4f），中國農業(yè)機械化研究院研制的4UM-2型木薯收獲機（圖4g）。另一種機型工作時有一定的側向翻土作用，對土壤擾動較大，明薯率較高，如泰國一種圓盤形挖掘鏟（圖4h）。

其中P-900型雙行木薯塊根收獲機、TSM 2MII型木薯塊根收獲機、4UM-2型木薯收獲機結構相似，設有切土圓盤，可有效切碎土壤和雜草，減小牽引阻力和立柱掛草，適用于黏土和砂土收獲。但該結構受力穩(wěn)定性較差，當兩側受力差異較大時，立柱會嚴重變形甚至扭斷。

P-900型雙行木薯塊根收獲機配套動力為59 kW，能同時收獲幅寬為80~100 cm的雙行木薯，整機質量340 kg，工作效率為3~4 hm2/d。對土壤擾動小，工作后木薯仍留在原地，所以對木薯塊根損傷較小。但該機型挖掘鏟與機架平行，由拖拉機液壓強壓入土，入土性能差。TSM 2MII型木薯塊根收獲機，所需牽引動力59 kW，可同時收獲兩行，整機質量450 kg，理想工作深度為25 cm。4UM-2型木薯收獲機配套動力為66 kW以上拖拉機，能同時收獲幅寬為80~100 cm的雙行木薯，整機質量325 kg，設有升運桿，可提高明薯率。

4UMS-390Ⅱ型木薯收獲機采用三點懸掛與拖拉機連接，配套動力為44~66 kW拖拉機，工作幅寬2 400~2 700 mm，整機質量500 kg，3個挖掘鏟呈“品”字形排列，通過在木薯行間的深松作用，同時使3行土壤松動或將木薯從土里拱出，由人工拔出木薯。

SMDP 2 LM型木薯塊根收獲機、4UMS-900型木薯收獲機和4UMS-1800型木薯收獲機結構相似，采用門框式結構，該結構整機受力穩(wěn)定。SMDP 2 LM型木薯塊根收獲機可同時收獲兩行行間距90~110 cm的木薯，整機質量770 kg，配套動力63 kW，水平切割木薯下土壤，這種方式木薯塊根受力均勻，通過限深輪調節(jié)深度，深度調節(jié)范圍20~40 cm。

4UMS-900型木薯收獲機采用三點懸掛與拖拉機掛接，收獲0.8~1.0 m一行木薯，配套動力66 kW，挖掘深度280~360 mm，由拖拉機液壓油缸的作用使挖掘鏟從薯塊下面入土，挖掘鏟挖松土壤，然后由人工拔起收集木薯。4UMS-1800型木薯收獲機作業(yè)原理與4UMS-900相似，該機型可同時收獲兩行木薯。

圖4挖掘型木薯收獲機

2.2.2挖掘-升運鏈式木薯收獲機

國內有多個企業(yè)生產銷售挖掘-升運鏈式木薯收獲機，該機型主要由機架、挖掘部件和桿鏈式土薯分離部件構成，有升運鏈振動式和升運鏈不振動式兩種機型，振動升運鏈式機型分離效果更好。

工作時挖掘鏟將薯塊同土壤同時掘起，輸送至升運鏈，升運鏈一邊向后輸送土薯混合物一邊抖動，泥土從桿條間隙篩下，木薯通過桿鏈式土薯分離部件后，裸露鋪放于土壤表面，然后由人工撿拾。該類機型適合在砂質土壤和土壤含水率低、雜草較少的情況，工作性能穩(wěn)定，明薯率高，但存在一定的缺點，如機器笨重牽引阻力大，易碰傷木薯，升運鏈磨損快，升運鏈易纏草且纏草難清理，在黏重、干硬土壤入土困難，分離效果差等。

代表機型有巴西HENNIPMAN公司生產的WH15-2L型木薯塊根收獲機（圖5a），該機收獲幅寬1.8m，配套動力為73.5 kW，可同時收獲兩行木薯。設有抖動式升運鏈和水平輸送鏈，增強了土薯分離效果，提高了明薯率。兩側壁前設有兩切土圓盤，工作時可切開土壤和切斷雜草，可減小牽引阻力和減少雜草纏掛。

我國該類機型有河南坤達農業(yè)機械設備有限公司生產的4U-160型木薯收獲機（圖5b），廣西水力機械所研制的LW-602雙行木薯收獲機（圖5c），武鳴縣農機化技術推廣服務站研制4UM-160型木薯收獲機（圖5d）。

4U-160型木薯收獲機主要由一排多個條形鏟、升運鏈和振動裝置組成，通過挖掘鏟的挖掘提升，木薯塊根進入升運鏈，在振動裝置的作用下使土薯分離，并平鋪在土壤表面。該機工作幅寬1.6 m，能同時收獲2行木薯，工作效率0.6 hm2/h，明薯率高，薯塊破損率小。

LW-602雙行木薯收獲機采用大型三角形凸面鏟增強挖掘鏟的碎土能力和入土能力。收獲幅寬1.6 m，生產效率0.2~0.4 hm2/h，收獲深度30~40 cm，收凈率95%以上，整機質量980 kg，配套動力66~92 kW。4UM-160型木薯收獲機配套動力為51~59 kW，一次收獲兩行，工作效率0.2~0.26 hm2/h。

設計有斷面形狀為“T”型的鏟刀，增強了鏟刀的剛度，解決了平板鏟刀易彎曲折斷的問題，使鏟刀同時具有橫向和縱向切土功能，增強在紅壤土中的適應性。另外還分別見報道有泰國和印度KARTAR公司生產的兩種前置式木薯收獲機（圖5e、圖5f），該兩種機型懸掛于拖拉機前方作業(yè)，可有效避免拖拉機輪胎擠壓造成的木薯損失。

圖5升運鏈式木薯收獲機

2.2.3挖掘-夾持鏈拔起式木薯收獲機

東南亞地區(qū)是木薯重要生產區(qū)，其中泰國、印尼、越南木薯種植面積最大，泰國的木薯生產機械化程度最高。在20世紀六七十年代開始，泰國就研制出了木薯種植機并用于木薯生產。該地區(qū)多砂性土壤，主要使用的機型為單行挖掘式和挖掘夾持鏈拔起式木薯收獲機（圖6）。

挖拔式木薯收獲機在進行木薯收獲作業(yè)前，需沿地面一定高度進行砍桿作業(yè)。進行塊根收獲時挖掘鏟先挖松土壤，隨后由夾持鏈夾持莖稈拔起木薯向后輸送。在砂性土壤中工作效果良好，在黏重土壤中斷薯損失嚴重。

我國該類機型有孫佑攀等設計的4UMS-1型木薯收獲機，該機型挖掘深度可達45 cm，并在夾持輸送后方設有切薯裝置，該裝置由兩個電動機帶動切薯刀旋轉，將薯塊切下落至地面，再由人工撿拾，但該類機型在國內還未見有廣泛應用。

圖6挖拔式木薯收獲機

2.2.4木薯聯(lián)合收獲機

木薯聯(lián)合收獲機在國外也有一定的研究，并得到應用。我國木薯種植地塊小，地形崎嶇，大型聯(lián)合收獲機作業(yè)困難，目前國內仍沒有木薯聯(lián)合收獲機型得到應用。

巴西HENNIPMAN公司生產的WH-CM4000型木薯聯(lián)合收獲機（圖7a），外形尺寸9.7 m×2.4 m×3.5 m，整機質量4 450 kg，由103 kW拖拉機牽引作業(yè)。

工作前先由液壓系統(tǒng)放下挖掘鏟和升運鏈部分，挖掘鏟掘起土薯混合物輸送向后方振動鏈進行薯土分離，然后經輸送帶向后輸送至工作平臺，在平臺處由12人使用砍刀手工進行薯莖分離，砍后的木薯塊根向后輸送裝袋，裝滿后由液壓系統(tǒng)不停機釋放至地面，全程實現連續(xù)作業(yè)，一次完成兩行木薯的塊根收獲，平均收獲效率為7~13 t/h。

該機集成了木薯收獲的多個工序，在一定程度上提高了生產效率，降低了勞動強度，但仍需要投入大量人力勞動，整機長度較長，轉彎掉頭所需空間大，機器操作困難。巴西MIAC公司生產的Maniva 2LR型木薯聯(lián)合收獲機（圖7b），工作時夾持鏈直接拔起雙行木薯，設有薯莖自動分離裝置，可在夾持輸送過程中自動分切木薯，分切后的木薯塊根通過傳送帶輸送至機器后方裝袋，自動化程度較高，整機只需3人操作，生產效率4 hm2/d。

該機由55 kW拖拉機牽引作業(yè)，機具驅動動力為液壓驅動，整機質量4.8 t，整機尺寸為7.5 m×2.15 m×2.9 m。該類機型無挖掘鏟疏松土壤，因此只適用在疏松土壤中作業(yè)，對行準確度要求高，增加了機手的操作難度，對木薯成行性要求高，需要配套木薯種植機械。巴西TRIUMAQ公司設計了一種自走式試驗機型（圖7c），設有木薯拔起裝置、木薯分切裝置、薯塊輸送裝置、料箱和橫向卸料裝置。

工作時由液壓系統(tǒng)放下夾持鏈，通過夾持鏈直接拔起4行木薯，可自動完成薯土分離，經自動分切后的木薯由薯塊輸送裝置裝箱，還設有橫向卸料裝置，可將薯塊橫向卸料至卡車等運輸工具。該機自動化程度高，整機只需3人操作。

圖7木薯聯(lián)合收獲機

機械化收獲木薯方式可在高效完成木薯塊根收獲作業(yè)的同時節(jié)約收獲成本?；诋斍澳臼硎斋@研究基礎和存在問題，借鑒巴西木薯收獲機械化的成功經驗，綜合分析木薯生產現狀及其自然條件、產業(yè)現狀與農機發(fā)展狀況，提出未來研究的重點，彌補當前技術與裝備的不足。

（1）挖掘鏟仍是木薯收獲機主要研究對象。為提高木薯收獲機的挖凈率和土壤適應性和可靠性并減少工作阻力。對挖掘鏟參數和工作面進行全面優(yōu)化設計，使挖掘鏟的功能得到進一步加強，不僅能夠完成挖掘木薯的任務，還可以更好實現碎土脫土等功能。

（2）因地制宜確立區(qū)域最佳木薯收獲方式和技術路線。各種木薯收獲方式均有其適用條件和特點，木薯種植區(qū)域環(huán)境差異較大，為保證收獲機具有良好的作業(yè)質量，在深入調研的基礎上，結合地域特點，因地制宜確立不同地區(qū)最佳木薯收獲方式和技術路線，有針對性的進行木薯塊根收獲機技術研發(fā)和推廣應用。

（3）農機農藝結合建立規(guī)范化區(qū)域木薯種植技術體系。目前木薯種植較隨意，無統(tǒng)一規(guī)范且種植地塊散亂，因此只有加強種植標準化推廣和規(guī)?；N植，采用現代化標準農業(yè)生產模式，合理優(yōu)化并形成區(qū)域規(guī)范的木薯生產技術體系，機器研制單位與機器使用單位建立多方位、多層次的協(xié)作網絡，農藝與農機相互適應，相互融合，真正指出木薯生產中需要解決的問題，才能真正利于木薯收獲機械的設計改進完善，共同促進我國木薯產業(yè)的發(fā)展。

（4）培育適宜機器收獲品種。由于木薯生產機械研發(fā)長期滯后，導致以往木薯的育種和栽培目標主要集中在高產、高淀粉和抗逆等特性上，而對機械作業(yè)的適應性重視不夠，給機械的研發(fā)、推廣和作業(yè)質量均造成較大影響。當前木薯機械化收獲主要面臨難題為我國木薯生長土壤黏重，埋薯較深，木薯本身細長而易脆斷，木薯長向分散。如果培育一種結薯深度淺，薯塊長度短而粗壯，結薯方向一致，將極大地降低機械化收獲木薯塊根的難度。

（5）加強收獲基礎理論研究和資料共享。我國木薯收獲機研究起步較晚，缺乏木薯研究的基礎理論資料。國內機型大多借鑒國外機型以及其他塊根作物收獲機型，但由于木薯自身屬性和生長環(huán)境的特殊性，目前國內機型適應性和可靠性較差，難以得到推廣應用。通過對各品種木薯塊根參數的綜合測定及其力學特性，損傷規(guī)律的研究，以及各種典型土壤的應力應變、流動性、塑性和滑移等性質的測定與研究，建立基礎數據庫并實現數據共享，使不同單位信息系統(tǒng)更加合理地進行資源配置、節(jié)約社會成本、創(chuàng)造更多價值。不僅能提高信息資源利用率，避免在信息采集、存貯和管理上的重復浪費，有利于更合理安排人力、物力和財力，發(fā)揮人的更大價值。

（作者：王之東 周軍平 楊學軍 劉云強 劉芳建）