机械类科技文献检索论文——马铃薯机械发展的现状及趋势.doc

马铃薯机械发展的现状及趋势摘要：随着马铃薯的价值逐渐得到人们的认可, 以及马铃薯产量的不断增加, 马铃薯种植、收获及深加工成为各国面临的重要课题。为此, 介绍了国内外马铃薯机械的发展概况。目前, 欧美地区马铃薯机械已经形成了产业化, 将液压、电子控制等应用到机械当中, 实现了机械的自动化和智能化, 大大降低了人力劳动强度。而国内的马铃薯机械还处于起步发展阶段, 我国的西部和北部地区相继研制生产了马铃薯机械, 以提高马铃薯的产量。关键词 马铃薯 种植 机械 深加工Abstract：With the value of potato gradually be recognized by the people, and increasing yield of potato, potato growing, harvesting and processing of important issues facing the States. To this end, describes the development of potato machinery at home and abroad. At present, Europe and North America have developed industrialization of potato mahin-ery, hydraulic, electronic control applied to the machine, enabling machinery automation and intelligent and greatly lower labor intensity. And domestic potatoes machines are at the initial stage of development, in the Western and Northern parts of China have deve-lopped and manufactured potato machinery to increase potato yields.1.引言马铃薯是继玉米、小麦和水稻之后的世界第4大粮食作物,目前,全世界有超过150个国家都在种植及开发马铃薯,有近20万km2 的农田被用来种植5000余个不同品种的马铃薯,全球年产量已经突破3亿t, 近10 年来,平均增长率超过10%。据有关资料显示,目前我国马铃薯种植面积居世界首位,占世界马铃薯种植面积的25%,亚洲的58%。其中,内蒙古、甘肃的种植面积约为53.33万hm2,云南、贵州约为50万hm2,黑龙江约为46.67万hm2,5 省区马铃薯种植面积达全国马铃薯种植面积的50%以上尽管我国是世界第一大马铃薯种植国,但马铃薯机械化生产比重只有1%,与发达国家70%以上的马铃薯生产机械化水平相比, 落后很多1。随着马铃薯生产向规模化、集约化、产业化种植的发展,使用马铃薯收获机械可以大大提高生产效率,降低劳动强度,减少收获损失,增加农民收入,对提高我国马铃薯生产机械化水平具有非常重要的意义。2马铃薯机械的发展现状2.1马铃薯机械发展的概况建国初期,我国收获马铃薯仍采用人工刨或旧犁挖掘的落后方式。直到20世纪60年代中期，马铃薯收获机具的研制工作才逐步发展起来。研究人员在研学原西德、原苏联、日本、瑞士等国外机具的基础上，研制成功了升运链式马铃薯收获机，但是由于受当时历史条件的限制，没能实现大面积推广和使用。20 世纪70 年代中期，由于手扶拖拉机的大量推广应用，国内又掀起了为手扶拖拉机配套的马铃薯收获机的研制高潮，成功研制了鼠笼式马铃薯收获机，但受当时配套动力的限制，未能生产和推广。1979年，12国农机展览会后，国家将全部马铃薯收获机样机都投放在黑龙江省农业机械工程科学研究院，从而为马铃薯收获机的研究工作创造了良好的条件。20 世纪90年代中期，由于国产小四轮拖拉机的大量推广和应用，研制马铃薯收获机已被列入重要日程。而此后，其市场需求旺盛，先后有小型升运链式马铃薯收获机和振动式马铃薯收获机投放市。2.2马铃薯的生产现状马铃薯原产于南美洲的安第斯山，17世纪由荷兰人带到我国台湾。它是重要的粮菜兼用和工业原料作物。目前，全世界主要种植马铃薯的国家有148个，总面积达1838万hm2，总产量3亿t。近年来，种植业结构调整、马铃薯加工业的蓬勃发展、西快餐大量兴起、方便食品的不断涌现、加工产品的大量开发以及经济效益的提高，极大地调动了农民种植积极性。我国马铃薯种植面积以10万hmm2/年的增长速度逐年增加，2001年达到472万hm2，产量居世界第1位；2003年，黑龙江省种植面积60万hm2，产量达到960万t。所以从机械化角度来看马铃薯种植和收获机械蕴涵着巨大的商机。2.3马铃薯机械的现状2.3.1国外现状目前,国外马铃薯收获机械大多采用升运链条式联合作业,技术上已达到相当高的水平。由于国外马铃薯采用机械化垄作种植形式,适应这种特点而设计的收获机械在中国难以适应平作收获。以内蒙百事食品(中国)有限公司种薯基地进口机为例,其全部实现机械化作业,种植方式采用垄作,行距为900mm, 收获机械为牵引式双行联合作业,多缀链输送,配套动力在59.7kW以上,一次完成挖掘、土、石、薯、秧分离,并可实现薯块大小自动分捡、自行装车等功能,该机为全液压操纵,各机构可实现自动折叠运输,伤薯率极低。机体与薯块可能接触部位均用橡胶保护4。德国格瑞莫(GRIMME)公司以生产马铃薯、甜菜机械而著称,生产马铃薯种植、中耕、收获及储藏机械,其中马铃薯联合收获机技术处于全球领先水平。其中,GT170马铃薯挖掘机采用液压仿形轮,实现挖掘深度可随地面仿形。SE150-6 型是牵引式马铃薯联合收获机,整机高度3.7m,同时可容纳6人在作业平台上工作。SF150-60 型与SE150-60 型机基本相似,只是牵引方式有所不同,该机为自走式2。在亚洲生产马铃薯收获机的国家很少,日本对根菜(萝卜、山药、青芋、胡萝卜等)机械的研究从20世纪60年代开始,近几年韩国、日本生产了小型挖掘机,如韩国高山机械公司生产的与67kW拖拉机配套的小型马铃薯集条收获机和与2651kW，拖拉机配套的中型马铃薯集堆收获机。在国外马铃薯收获机械中,挖掘机的生产和使用所占的比例趋于下降,而联合收获机得到了迅速发展。而且将高新技术融于机具之中。如采用振动、液压技术进行挖掘;采用传感技术控制土壤喂入量、马铃薯传运量以及分级装载;采用气压、气流、光电技术进行碎土和分离,以及利用微机进行监控操作等。在很大程度上减少了人工劳作程度,使马铃薯与土壤的分离更彻底,且损伤更小。2.3.2国内现状解放初期,我国收获马铃薯采用人工刨或用犁挖掘的落后方式。对马铃薯机械化收获的研制发展缓慢,前处于中小型悬挂式集条收获机的研制推广阶段,所研制机具的技术水平与国外同类先进机型相差甚远。在20 世纪60年代初期,有关农机部门开始了研制工作,引进了国外马铃薯收获机械并进行了生产性能试验,力图吸收消化国外技术,开发同类产品。直到20世纪70年代中期,由于手扶拖拉机的大量推广应用,国内又掀起了为手扶拖拉机配套的马铃薯收获机的研制高潮。成功研制了鼠笼式马铃薯收获机,但受当时的配套动力限制,未能生产和推广。到20 世纪90 年代中期,由于国产小四轮拖拉机的大量推广和应用,研制马铃薯收获机已被列入重要日程。此后,因市场需求旺盛,先后有小型升运链式马铃薯收获机和振动式马铃薯收获机投放市场,以及新型农用液压挖掘机。操作简单、性能可靠、实用性强20世纪80年代我国又引进了西德RM-R 型、瑞士SUPERB 型配套动力为30kW的马铃薯集条 收获机。黑龙江省农机所参照瑞士机型设计出了4UTL-2型块茎作物收获机,可用于收获马铃薯和甜菜等。20世纪90年代,我国薯类产区均加大了马铃薯收获机的研制力度,山西、黑龙江、河北、内蒙古、甘肃、辽宁和山东等地农机部门分别引进了国内外马铃薯收获机械进行演示选型。在消化引进国外机型的基础上,国内农机厂家先后开发出一些马铃薯挖掘机,主要是小型挖掘机,如西安圣农农业机械有限责任公司开发的4U-1 型马铃薯收获机,适用于我国北方干旱半干旱地区种植马铃薯的农户及小型农场收获马铃薯使用,生产效率高,特别是收获垄上的种植马铃薯更能显示其优越性。哈尔滨市大顺农机公司开发的4SG系列悬挂式薯类收获机能一次性完成薯块的挖掘、升运和薯土分离3 道工序, 薯块收净率高,损伤和丢失少。机器性能较稳定,挖掘深度和宽度可调整,能安装起垄、中耕和播种部件的通用机架,实现一机多用。中国农业机械化科学研究院在吸收国外先进技术的基础上,优化设计了两种新型马铃薯收获机:一是背负式4UL-1型马铃薯联合收获机;二是拖拉机后悬挂式4UW-120型马铃薯挖掘机。该马铃薯挖掘机与36.851.5kW 拖拉机配套,采用独特的弧形指状排轮机构进行土薯分离,解决了传统抖动链式机构故障率高、传动不平衡的致命缺陷,工作更可靠。日本、意大利、美国等国外机具适应垄作,很难适应我国平作种植形式。各类型机需要进行多地域、多收获季节的田间试验和多轮改进, 才能提高适应性。随着马铃薯生产向规模化、集约化、产业化种植的发展,发展大、中型马铃薯收获机械成为必然趋势。2.4马铃薯加工机械马铃薯种植机械化是马铃薯栽培过程中极为重要的一环, 也是马铃薯收获机械化的基础, 其种植方式和质量不仅直接关系到整个生产过程的机械化, 而且直接影响产量的高低。20 世纪马铃薯种植机械经历了一系列由小到大、由低级半机械化到高级自动化的发展过程, 在技术水平和基础理论的研究方面都取得了巨大的成果。马铃薯种植机械可以完成开沟、播种、施肥、覆土4 道工序。其核心部件是播种装置, 因此可根据种薯的送放方式进行分类, 一般分为人工喂入式、链勺式、夹持式、针刺式、带送式、混合式等。美国洛甘农机公司( LOGAN FARM EQ IUPMENTCO. INC)的W 90系列的马铃薯种植机采用了新型开沟器防止种薯滚动, 并以更快的速度覆盖种薯, 保证了更精确的间距; 输送带增加43% 的排种均匀度, 以降低输送速度, 减少漏种, 而不降低作业速度。美国的帕梅公司( PARMA COMPANY )的马铃薯种植机采用了不锈钢排种杯、种薯搅动凸轮和保持直线行驶的。自位轮锁定装置; 限深轮可靠近开沟器安装, 进行精确的深度控制。前苏联别林斯科农机厂的CAR - 4型发芽马铃薯块茎栽植机能够进行春播马铃薯块茎(已萌芽)的条种并同时撒施颗粒化肥, 也可用于栽植未发芽的种块。德国格瑞莫( GR IMME)公司的GL34 /36型机作业行数为4行、6行, 可一次完成开沟、施肥、播种、覆土作业工序; 作业质量高, 种薯间距稳定。 国内马铃薯种植机械处于起步阶段, 一般种植行数为两行。2CML - 2 型全自动马铃薯种植机是集开沟、施肥、播种、覆土为一体的机械化作业机具, 与带有动力输出的小型拖拉机配套, 可一次自动完成施肥播种的全部作业, 具有保墒、省土、节肥、播种一致性好等优点, 能够极大地提高生产率和经济效益。北京现代农装北方(北京)农业机械有限公司采用国外技术生产1220 双行和1240 四行马铃薯种植机可适合不同的农艺要求。2BSMX - 2型双行马铃薯种植机由甘肃酒泉市铸陇机械制造有限责任公司生产, 采用升运薯杯形排种器、外槽轮式排肥器, 整机质量、体积较小, 有利于在小地块实施作业。由山西省襄垣县华成机械制造有限公司研制的2CM - 2型马铃薯铺膜种植机, 已通过省级技术鉴定, 并于2004年春投入批量生产 。该机与13. 7 17. 7 kW 小四轮拖拉机配套,可一次性完成马铃薯种植、施肥、铺膜等项作业。2CMF系列多功能马铃薯种植机是哈尔滨大顺农机开发有限公司开发的新产品, 有2CMF - 2、2CMF - 4、2CMF- 6共3 种型号, 可一次完成马铃薯种植的深松、施肥、开沟、播种、注水、起垄(覆土)和镇压等多道工序。该机播种深度、行距、穴距和施肥量均可调节,播种均匀, 出苗率高, 具有功能多、效率高、作业质量好和性能可靠等优点。全国各地大力发展、引进马铃薯种植机械为马铃薯机械化发展奠定了基础。由于我国马铃薯种植没有统一的规范, 这为马铃薯种植机械的发展带。2.5马铃薯机械类型及技术马铃薯收获的工艺过程包括:切茎、挖掘、分离、捡拾、分级和装运等工序。按完成的工艺过程将马铃薯收获机械分为两类:一是马铃薯挖掘机,其投资少,动力消耗少;二是大型联合收获机,可一次实现杀秧、收获、分离、收集多项作业,但投资较高。按作业原理分为2种类型:一是升运链杆条式,该类型机是目前国际通用型式,美国、芬兰、德国、俄罗斯等国大型收获机,日本自走式、韩国悬挂式收获机普遍采用该型式, 特点是容易实现单双行收获和联合作业;二是栅条摆动分离筛式收获机,该类型机是意大利、日本的早期结构型式,不易实现双行收获和联合作业。收获前先用人工割、机械割或喷洒化学药剂等方法除去茎叶,此时马铃薯成熟得比较快,它的外表皮变硬,水分减少,可减少马铃薯块茎的机械损伤。同时, 可克服收获机作业过程中易出现的缠绕、壅土、分离不清等现象,以利于机械收获。在收获过程中,应尽可能减少块茎的丢失和损伤,同时,使土壤、薯块、杂草石块分离彻底,在地面上成条