马铃薯收获机研究的技术难点与使用注意事项
基金项目:国家重点研发计划课题“典型土壤薯类挖掘仿生减阻技术研究”(2016YFD0701601)子课题“东北粘重壤土高性能挖掘装置设计开发”。
马铃薯是我国重要的粮食产物，我国的马铃薯产量位居世界第一位，马铃薯的品种更是多达 5000 余种。近年来随着马铃薯市场需求量的增长，我国马铃薯的产量逐渐增多，但相对而言，我国的马铃薯生产仍然以人力作业为主，生产效率十分低下。而发达国家的马铃薯生产机械化程度已经超过了 70%，以此来看，我国马铃薯生产的现代化水平仍十分落后。在马铃薯生产向规模化和集约化发展的形势下，利用机械化作业能够显著提高生产效率，并降低劳动强度。马铃薯收获机作为马铃薯机械化生产不可缺少的设备，近年来受到了研究人员的高度重视，马铃薯收获机的技术先进性与使用科学性是影响马铃薯机械化收获质量的直接因素，重视这两方面的研究与提升对提高我国马铃薯生产机械化水平具有十分重要的意义。
1 马铃薯机械化收获技术
马铃薯的机械化收获大体包括杀秧、挖掘、捡拾、分离、分级、储运等几大工序。根据我国现阶段马铃薯生产所使用的收获设备功能，可以将马铃薯收获机分为马铃薯挖掘机和联合收获机两类，马铃薯挖掘机仅能实现简单的马铃薯挖掘功能(图 1)，将马铃薯翻出地表后通过人工捡拾收集，能够在一定程度提高劳动生产效率，具有价格低、配套动力要求低的优点，但机械化生产效率仍不高，仅适用于小地块作业使用。马铃薯联合收获机是功能复合型农机，整合了杀秧、挖掘、捡拾、分离、分级、收集等全部功能(图 2)，具有较高的劳动生产效率，但购机成本较高，所需配套动力较大。
在进行马铃薯机械化收获之前，需要通过人工或专用机械设备去除地表茎叶，这样做的优点是减少机械收获过程中的缠绕、壅土、分离不清等不利因素，并有利于减少马铃薯收获过程中的机械损伤。在此基础上，马铃薯收获机的结构和功能应在满足挖掘、捡拾、分离等要求的基础上，尽量避免收获过程的损伤，以保证良好的储存条件。马铃薯的挖掘深度应做到便捷调整，既能保证翻动的泥土量最少，又不出现伤薯和漏挖问题。根据《马铃薯收获机质量评价技术规范(NY/T 648 －2002)》的要求，马铃薯联合收获机的性能指标如下表所示。
图 1 马铃薯挖掘机
图 2 马铃薯收获机
表 马铃薯联合收获机性能指标
2 马铃薯收获机研发的主要技术难点
2． 1 可配套动力拖拉机数量不足
我国农村地区使用的拖拉机多在 32 马力以下，这些小马力拖拉机由于动力不足很难满足马铃薯收获机对动力的全部要求。由于小型拖拉机无法满足马铃薯收获机杀秧、挖掘、捡拾、分离、分级、收集的全部动力需求，提高了马铃薯收获机技术上的突破难度。很多马铃薯收获机研究企业为保证产品销量和迎合市场需求，只能生产迎合小型拖拉机的收获机产品，在一定程度上限制了马铃薯收获机技术上的革新，造成很多收获机基础功能不足，更难以实现去秧、排石、装箱等功能要求。
2． 2 马铃薯收获机的适应能力不足
由于不同地区的种植农艺不同，造成了马铃薯的品种多样，且不同的种植习惯导致马铃薯的行距不一。通常情况下采用平作的行距在 500 mm 左右，而垄作行距在 650～850 mm 之间，这提升了马铃薯收获机设计难度。加之很多马铃薯品种属于早熟的鲜薯，其收获时期薯皮娇嫩，很容易因为收获机械的传动和输送造成表皮损伤，影响最终的收获质量。而对于耕地土壤黏重的作业条件，常出现较大的土块无法破碎分离，导致二次覆盖问题的发生，直接导致了明薯率的降低。
2． 3 马铃薯收获机的可靠性不足
受我国传统的粗放型农机生产模式制约，马铃薯收获机的整体加工、装配质量较差，导致在马铃薯收获过程中的可靠程度较低，容易出现故障，维修难度大，导致整体作业效率低下，严重的甚至对马铃薯造成破坏，而直接影响粮食产量。因此，学习和吸收发达国家的优质农机制造经验，使我国的马铃薯收获机在制造和装配工艺上得到大幅提升，是马铃薯收获机工作质量提升的必要保障。
2． 4 关键技术合理性不足
对于我国自主研发的马铃薯收获机，很多关键的技术和机械结构都来源于先进机型的技术引进，导致很多技术和结构仍采用发达国家已淘汰的落后技术。例如除杂装置在工作中辊子旋转时很难利用现有结构一次完成杂草、黏土、石子等排除，应考虑结合实际情况设计多级除杂装置，使其既保证马铃薯的完好收获，又能有效去除杂物。
3 马铃薯收获机的使用事项
3． 1 驾驶与调节
(1)正式作业前，应调整好限深轮的位置，保证挖掘铲与限深轮在合理的相对位置上，通常要求挖掘深度在20 cm 左右为宜。同时检查各部位机械结构是否可靠固定并合理润滑，确认无误可启动拖拉机，并将挖掘铲尖升起离开耕地表面，空转几分钟检查收获机有无异响，确认无误方可进地作业。作业时，应缓慢放开离合器踏板，保证起步的平稳性，并同时控制挖掘铲逐渐下降达到工作深度，然后加大油门至正常行进速度。挖掘马铃薯时，应使限深轮位于马铃薯秧的外侧，保证挖掘的可靠性，并避免马铃薯损失。
(2)作业过程中要注意对收获品质的检查，随时查看耕地中马铃薯的收净率，检查是否存在马铃薯破碎或表皮损伤严重的问题。若发现马铃薯损失较为严重，应停车检查机械结构是否出现故障或调整不当，重点查看挖掘深度是否适宜，若机械结构无故障，则应适当降低行进和收获速度。
(3)作业过程中驾驶员应当密切关注马铃薯收获机的工作状态，发现存在异常的振动、噪音应及时的停车检查，避免较大的石块、杂草缠绕对收获机造成的损坏。同时还应注意驾驶的安全性，严禁收获作业过程中违规载人，保证运转的机械远离无关人员，避免生产安全事故的发生。
3． 2 维修和保养
(1)在每次作业完成后，应认真清洁收获机表面和关键工作部件的泥土及杂物，检查关键位置紧固情况，查看传动链条的磨损状态，发现磨损严重的应及时予以更换。
(2)收获机使用一段时间后，应及时更换润滑油并检查传动齿轮的磨损情况，发现齿轮磨损严重的应及时进行调整、修复或更换。对于新购置的收获机在使用一段时间后，还应注意对传动箱的杂质进行清洗，以保证传动系统长久可靠的工作。
(3)由于马铃薯收获机属于季节性农机，每年的应用时间较短，因此，在作业完成后需长期闲置时，应将挖掘刀垫起，使其与地面脱离，并将裸露在外的金属部件进行涂油防锈，然后对其进行妥善的遮盖。
4 结束语
综上所述，我国马铃薯收获机的技术和相关研究还处于起步阶段，且缺乏相关技术的市场推广。在此条件下，马铃薯收获机关键技术的研究明显落后于发达国家，对马铃薯收获机的规范使用与维护技术也明显不足。因此，要真正实现马铃薯收获的全程机械化，就必须要重视各功能部件的衔接与配合。同时，依靠农机管理部门实现拖拉机动力的整体提升，才有利于马铃薯机械化收获技术向成熟方向发展。
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作者：农机人说事
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马铃薯既可以入菜，又可以作为主食，因其营养丰富，被誉为“地下苹果”和人类的“第二面包”。
马铃薯的种植、收获长期以来一直以人工完成为主，工作效率低、劳动强度大。近年来，山东省莱州市围绕产业扶贫、片区扶贫、定点扶贫，在扶贫村引领党支部创办合作社，积极开展土地流转，大力推广马铃薯生产全程机械化，全面打响脱贫攻坚战。
马铃薯种出致富新曙光
莱州市土山镇中杨村是烟台市级扶贫工作重点村，全村人口563人，在驻村第一书记的帮扶下，成立了莱州泉盛农业农民专业合作社，共吸纳104户农户入社入股，形成了“党支部引领、合作社运营、贫困户参与”的模式。
贫困户以土地和扶贫资金入股，在龙头公司带领下，发展经济作物生产基地，嫁接先进的生产模式，通过“租金”、“工资”和“分红”等形式获得收益，不仅带动了当地马铃薯产业的发展，还让贫困户抱团走上了共同脱贫致富路。
泉盛农业农民专业合作社实行“合作社+基地+农户”的经营管理模式，坚持“产业兴社、科技支撑、项目带动、服务‘三农’”的宗旨，实行统一种植、统一标准、统一服务、统一收购、统一销售等产、供、销一体化的新格局。
该合作社与青岛农业大学等院校共建，共同打造产学研相结合的现代化农业复合型新型经营主体，不断开拓脱毒马铃薯种薯产品，延长产业链、价值链，进一步扩大一、二、三产业融合发展。通过壮大产业联合体，打造农产品加工业的“第一车间”，让“第一车间”成为贫困户增加收入的“扶贫车间”。
“我们把村里的土地集中起来统一经营，农民加入合作社成为合作社股东。对于入社农民而言，农民合作社可以帮助他们走出孤立无援的生产状态，获得相应的服务，在一定程度上可以实现资源共享，从分散经营到规模化种植，从手工劳作到机械化生产，从零星出售到订单合同销售，马铃薯种植产业走出了一条从无到有、从小到大、从弱到强的致富之路。”驻村第一书记翟学君介绍。
针对贫困户的具体情况，莱州市农技中心的技术人员深入田间地头，开展点对点、面对面、手把手的种植与管理实用技术培训，最大程度地为马铃薯增产提供技术支持与服务。同时还对村民进行政策宣传和引导，从根本上树立村民脱贫致富的信心，加快推进村民脱贫致富步伐。
“俺家6 亩地，全部入了社，自己不种了，入社比不入社划算多了。由于岁数大了，也不知道该咋种了，现在入了社，合作社有机械，还能统一管理，统一销售，自己给合作社打工，收益高多了。”社员杨志明告诉笔者。
“与土地托管不同，我们带地入股加入合作社，每年合作社按当年产量分红，而且还参与合作社土地管理经营，领到一份工资，就像城里人上班一样，从种到收的全程投入全由合作社负责，比自己种每亩至少省100元。”社员杨永芬一边数着刚发下来的工资，一边高兴地说。
“无论从品种选择、种薯处理，还是耕整地、起垄覆膜、收获等各方面，我们都有全方位的技术指导，以此提升村民的科技素质和农业生产技术水平。同时，党员干部多次与结对帮扶的贫困户家‘认亲’，与‘穷亲戚’拉家常，说农事，详细了解结对帮扶对象的基本情况和脱贫路径及帮扶需求。”莱州市农技推广中心高级农艺师尹同萍介绍。
全程机械化让生产事半功倍
3月23日，在莱州市土山镇中杨村村北一大块空地上，两名妇女坐在操作台上捡拾种子，拖拉机牵引着一台崭新的马铃薯播种机正在播种，十几分钟以后，一垄双行马铃薯就播种完毕。
“过去，由于马铃薯种植基本是手工作业，劳动强度大，人工种植不能马上合垄，容易造成种子水分和土壤水分严重流失，大大降低出苗率。”农机合作社理事长焦新杰介绍，新一代马铃薯播种机，可一次完成起垄、开沟、播种、施肥、覆膜、铺设膜下滴灌和膜上筑土等8道工序，同时还可人工填补，保留了马铃薯种子和土壤的原始水分，大大提高了出苗率。
机械播种不仅能大幅提高作业效率，降低劳动强度，而且还能实现双垄双行作业，施肥量、行距、种植深度可以根据本地的农业需要适时调整，机播后整个垄体成梯形，具有垄底宽大、集土多等优点，能为马铃薯的生长提供充足的空间，增产效果十分明显。同时，可以大幅度提高土地产出率和资源利用率，促进马铃薯产业的稳定发展。
与传统人工点播相比，机械化播种播量均匀，实现农艺农机结合，为秋季马铃薯机械化收获打下基础。同时机播可提前出苗3～5d，保墒性好，节约种薯150kg/hm2，且能提高产量、缩短农时、加快产品上市，增加农民收入。
农业机械化是农业现代化和乡村振兴的重要引擎。驻村第一书记翟学君感慨地说：“机器换人让我们有了奔头，如果不靠机器，这么多的田，不知要靠多少人才能管理过来。”
主要农作物生产全程机械化实现“机器换人”，破解的是农业“用工难、用工贵”，以及“谁来种地、怎么种地”的难题，对于稳产能、降成本、提效率、发展适度规模经营和助农民增收都具有十分重要的意义。