河北洋葱采收机械化新图景
河北省作为洋葱种植大省之一,在政策引导支持下,其洋葱种植规模化、产业链延伸呈现快速发展态势,形成了以特色种植、帮扶种植推动乡村产业振兴的发展模式。但在河北省洋葱规模化、集约化种植与采收环节,机械化水平仍存在短板,需结合当地主栽品种特性及种植模式,加快专用收获机械的研发应用。
洋葱是一种常见的二年生须根系作物,在河北省内种植广泛,同时规模化种植特征显著。河北省洋葱种植区域主要集中在保定市、石家庄市、邢台市、沧州市、廊坊市等地,其中廊坊市大城县、沧州市海兴县、邢台市柏乡县都是河北省内著名的洋葱种植基地。近些年,大城县通过调整种植业结构,同时推行“订单种植”新模式,鼓励农户大力发展洋葱种植,扩大种植面积至5 000余亩(约3.33平方千米);沧州市海兴县等新兴产区在县农业农村局、县气象局的引导帮助下,逐步发展特色水果洋葱种植。目前来看,河北省内洋葱收获方式主要以人工采收为主,洋葱收获机的发展仍不成熟,租金高昂、设备受限等问题限制着河北省洋葱机械化收获的推进。
本文通过深入研究和解读现有洋葱收获机的特点及不足,阐述了不同型号之间可互为补充的优势及局限性。同时,也强调了未来洋葱收获机设计者应该高度重视因地制宜这一因素,根据不同地区不同情况研发不同类型的智能化洋葱收获机,持续更新相关配套产品以适应不同地形、土壤等差异化因素,以此来提升生产效率和产品质量,同时寻找新型材料,尽可能减少生产开销并提高机械耐用性,不断提升市场竞争力。
国内洋葱收获现状
收获方式
目前,国内洋葱收获主要分为人工采收和小型机械辅助采收两种。人工采收步骤清晰,且对鳞茎损伤小,用锄头或其他专用工具在洋葱植株一侧插入土壤,使土壤松动;待土壤松动后,一手握住叶片,轻轻向上提拉,将整株洋葱带根拔出。拔出的洋葱不直接搬运,先在田间按“鳞茎朝上、叶片朝下”的方式整齐摆放,同时摘除根部附着的大块泥土。小型机械辅助采收主要针对面积较大的洋葱种植户。农村常见洋葱辅助采收流程如下:起收机通过松动土壤,同时利用传送带将洋葱从土壤中带出,输送至机身后侧的收集筐中;在机械作业后,需人工在田间捡拾遗漏的洋葱,并对收集筐中的洋葱进行初步挑选,再进行转运。
现有洋葱收获机
1.德沃YW-1700
YW-1700收获机可完成种植垄距为800—900mm和1 600—1800mm模式的洋葱收获。此机器可靠、耐用,又兼顾洋葱的温和收获需求。机器使用三点式连接装置,可高效便捷地与拖拉机进行固定连接,同时可调整振动装置的工作速度。
2.乐丰多功能采收机LF-19
山东省曲阜市乐丰机械设备有限公司的LF-19多功能采收机,与手扶拖拉机配套使用,割幅600—800mm,配套动力10—22马力。该采收机支持连续行走式作业,除洋葱外,还适用于收获土豆、大蒜、地瓜等地下根茎类作物,通用性强。但由于机械结构设计较为简单,需兼顾通用性、经济性等因素,该装备实际采收效果欠佳。
3.前置式洋葱收获机
由西昌学院研发的一款前置式洋葱收获机挖掘杀秧一体装置,根据西昌市洋葱种植实际情况,将其作业幅宽设计为1500mm,主要由机架、杀秧装置、挖掘铲、液压系统等机构组成。设计中特别注意铲刀的形状和尺寸,以保证洋葱能被完整挖出而不被损坏,同时尽量减少对土壤结构的干扰。随着收获机运转前进,洋葱、秧苗和泥土一并输送至后端的分离输送装置,对三者进行初级分离并输送。
不同洋葱收获方式对生态的影响
1.人工采收对生态的影响
正面生态影响:人工采收操作精细,仅在洋葱植株周边5—10厘米处浅挖,松动土壤,能最大限度保留土壤的孔隙度和团粒结构;同时,人工采收避免了机械对土壤表层的破坏,减少了水土流失风险;清理残枝败叶时,可选择性保留,为土壤昆虫提供栖息地,间接维持农田良好的生态系统。
负面生态影响:人工采收后,洋葱残叶、破损鳞茎随意堆放,易滋生害虫或病原菌,增加病虫害风险;人工采收效率低,收获周期长,若收获期遭遇降雨,未及时采收的洋葱可能腐烂,造成土壤有机污染。
2.机械采收对生态的影响
正面生态影响:机械采收效率极高,能在最佳收获期内快速完成采收,避免因延误导致洋葱在田间腐烂;部分现代化洋葱采收机配备“残体粉碎装置”,可将收获后的洋葱枯叶、须根、断茎直接粉碎并均匀撒入田间,无需额外运输处理;机械采收无需大量人员进入田间,避免了人工频繁踩踏对田间植被的破坏,间接为昆虫提供了更稳定的栖息地,有助于维持农田良好生态。
负面生态影响:大型采收机在田间碾压时,会严重压缩土壤孔隙,导致土壤板结,使其透气性下降50%—70%,透水性降低。这不仅影响后续作物的根系生长,还会导致土壤微生物数量减少30%—50%,长期破坏土壤生态系统。机械依赖柴油动力,1台大型采收机每小时碳排放约5—8kg CO2,远超人工。若机械漏油,会导致局部土壤油污染,抑制土壤微生物活性,甚至通过作物吸收进入食物链。
推进洋葱机械化收获现存问题
现阶段河北省洋葱收获机械化率低,收获环节仍以人工挖掘、分拣为主,综合机械化率不足20%,且机械化收获效率仅为人工的2—3倍,远低于小麦、玉米等主粮作物。由此可见,目前仍存在一些问题阻碍洋葱机械化收获的推进。
机械装置研发有限
目前,我国洋葱收获机的部分核心部件如柔性夹持装置、光电分选系统等长期依赖进口,国产化率不足40%。我国关于洋葱收获的机械研发缺乏细致统一的技术标准,装备适配性差也是一个大问题。现有国产洋葱收获机多针对平原地区的圆球形红皮洋葱设计,难以适应河北省部分区域种植的长球形、黄皮品种,且部分机械在丘陵地区作业的稳定性不足。同时,目前许多洋葱收获机均由其他根茎类作物收获机械演变而来,而非专业采收洋葱的机械,农艺农机融合不足,导致采收效率低下,部分机型收获损失率高达15%(行业理想值为<8%)。目前,现有洋葱收获机多为半自动化或手动的小型机械,这类机械只能适应部分单一地形,且收获效率低下,无法实现“挖掘-去秧-分选”一体化收获。目前,国内对于大型洋葱收获机械的开发能力仍有待提高。
产业链尚不完善
目前,我国洋葱收获机产业链尚不完善。多数机械由中小型公司自行研发生产,结构较为简单,生产的相关零部件较为单一,适用性较差。同时,相关上下游企业配合生产较少,由于缺乏统一的行业标准和技术要求,各企业难以做到平衡统一,仍需不断推进标准化统一进程。目前,专项研究洋葱收获机适用配件的公司屈指可数,这也使现有洋葱收获机难以进行升级或适用其他地形环境,且研制成本较高,国内相关参考文献较少,这些因素都阻碍了洋葱收获机产业链的完善以及新型装备的研发。
政策支持不足
目前,对洋葱收获机产业研发的专项资金支持较少,同时相关地方政策尚不完善,难以形成统一的行业标准。农业相关机械产、学、研协同略显不足,省内农机企业与科研院所合作项目占比仅18%,低于山东省、江苏省等地区。部分专用机械购置成本高昂,中小型规模种植户承受能力有限,而区域性农机合作社覆盖率不足30%。同时,跨区作业服务体系尚未形成,机械闲置率高达60%。这一系列问题正阻碍河北省洋葱机械化收获的推进。
推进洋葱机械化收获的发展路径与前瞻方向
随着我国经济持续发展,在基本温饱需求得到满足后,群众对健康饮食的关注度显著提升。洋葱作为一种常见的饮食作物,具有开胃消食、杀菌抗癌、降压降脂等一系列功效,符合群众对健康饮食的需要,其需求量自然增大,而这更需要洋葱种植及收获机械化的发展。而大规模、集约化、机械化种植及采收洋葱正是未来洋葱种植产业的发展方向。
农业机械装备的技术创新与突破
1.新型机械装置的研发
加大对相关专用装备研发的力度,设计更加合理的机械传动方案,不断开发适应河北省地形特征、符合河北省洋葱种植品种及土壤类型的标准化收获机。同时,可进行专项零部件研发,在已有的成熟洋葱收获机的基础上,不断寻找不足点并加以改进,也可根据不同地区、不同地形及土壤情况,进行相应的专用零部件替换。例如,针对不同地形生产不同样式的轮胎,以便洋葱收获机在洋葱地中行走、收获;针对不同土壤类型、洋葱品种研发不同类型的挖掘铲,设计针对性参数,或采用新型挖掘方式,如气吸式低损挖掘等关键技术,提升收获作业效率,降低洋葱收获损失率,并适应各种情况需要。
2.结合其他先进技术进行产品升级
用北斗导航等技术对所需采收范围进行扫描,使收获机能够智能选中区域进行无人机械化采收;同时对现有农业机械产品进行智能化升级。例如,应用机器视觉技术实现基于洋葱鳞茎尺寸的实时分选,并通过输送装置运输到不同采收箱内。也可结合物联网,构建“机械采收—品质溯源”数据链等,使采收信息透明公开,进一步保障消费者权益。
3.探索研发新型材料
一是通过探究新型材料,找到更加适合制作大型收获机械的新型材料,同时满足不易磨损、耐用性高、不易生锈、价格合理等要求。二是进行新型材料研发,发明出降本增效的新型材料,此举将会大大降低生产成本,可满足更多农户的洋葱机械化收获需要,助推智能农机的普及、应用。
发展并优化洋葱收获机产业生态链
一是对社会化服务模式进行创新改革,通过设备租赁优惠、作业托管宣传等方式降低农户的农机使用成本;加大对优秀农业机械的宣传力度,提升服务覆盖率,促进洋葱收获机乃至其他机械的大力发展。例如,河北省廊坊市大城县推广“合作社+订单种植”等新型模式,鼓励农户进行洋葱种植。二是延长洋葱收获机生产产业链,从上游零部件生产到下游组装机械,形成规模化生产,提升生产效率的同时提升各机械标准化生产程度,规模化生产可以实现大批量生产,从而降低成本。
政策支持建议
首先,加快对洋葱收获机生产进行标准化体系建设。制定洋葱收获机作业质量规范、生产部件制造规范,统一同一外部条件下的挖掘深度、铺放角度等技术参数以及各专用零部件的材料及参数标准,确保行业各类标准得以实行应用以促进行业发展。其次,将洋葱收获机等农业机械纳入政府补贴行列,并适当提高补贴比例,鼓励农户敢用农机、愿用农机,在切实体验到农业机械带来的巨大效益后,使农户体会到智能农业机械的先进性,提升农户幸福感。最后,设立相关设备研发专项基金,鼓励企业联合高校或其他农业机构开展技术攻关,让科研人员想突破、敢突破,使我国农业机械技术水平更上一层楼。
推进洋葱机械化收获意义
推动农业现代化进程
洋葱机械化收获的推广和应用有助于推动农业现代化的进程。通过运用先进的机械技术和自动化技术,洋葱机械化收获能够提升农业生产的智能化、自动化水平,促进农业生产、采收方式的转型升级。这不仅有助于提高农业的综合生产能力和竞争力,还能够推动农村经济的持续发展和社会进步。
先进的洋葱收获机通过定制化设计,可适配不同地区作物根系特性与采收需求,显著提升设备适用范围及作业灵活性。同时,其个性化功能模块能精准匹配用户需求,推动农业现代化向多元化、精细化方向加速发展。相比传统的人工采收方式,洋葱收获机能够快速、准确地完成大面积作业,大大缩短了采收周期。这不仅提升了农业生产的整体效率,还使得农产品能够更早地进入市场,满足消费者需求,促进了农业经济的发展。同时,洋葱收获机的推广使得农民能够从繁重的体力劳动中解放出来,降低劳动强度,提高工作效率,这有助于改善农民的工作条件,提高工作积极性和生活质量,推动农业现代化向更高水平发展。
社会效益
洋葱收获机的研发与产业化进程,将形成“人才培养-技术升级-就业扩容”的良性循环。随着产业成熟度提升,不仅将孵化一批具备农机研发能力的专业人才,更会衍生出设备操作、智能维护、田间管理等新型就业岗位。这种人才与岗位的双向增长,既能有效缓解区域就业压力,又能通过技能型就业提升居民收入水平,为地方经济注入稳定动能。
河北省洋葱收获方式正处于从传统人工收获向智能农业装备采收过渡转变的关键阶段。虽然,目前我国洋葱收获整体机械化程度不高,仍以人工采收为主,但多主体正形成合力不断努力推进农业机械化。因洋葱属于埋在土壤内的根系作物,收获流程较为复杂,需挖掘、去秧等一系列流程。当前,国内还未研发出适合河北省种植在沙壤土中的红皮洋葱的收获机械。相信在未来经过多方努力会研发出适合大规模作业的洋葱收获机,推动河北省洋葱机械化收获不断向规模化、集约化发展,让智能农机走进千家万户。
终审:魏文源
监审:王莉娟
编校:侯欣怡
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