農(nóng)機(jī)大全網(wǎng)（www.97661a.com）最新農(nóng)機(jī)信息：挖藕技術(shù)研究現(xiàn)狀及黃河三角洲地區(qū)蓮藕采收技術(shù)前瞻，農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品,二手農(nóng)機(jī),農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄,農(nóng)機(jī)價(jià)格查詢,農(nóng)機(jī)報(bào)價(jià)大全，更多農(nóng)機(jī)資訊請(qǐng)查看：農(nóng)機(jī)資訊

　　挖藕技術(shù)研究現(xiàn)狀及黃河三角洲地區(qū)蓮藕采收技術(shù)前瞻

蓮藕是我國(guó)極其重要的水生蔬菜，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。然而，由于蓮藕種植環(huán)境和生長(zhǎng)條件的特殊性，蓮藕采收環(huán)境惡劣，而且機(jī)械化水平低，主要以人工作業(yè)為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力資源短缺和用工成本的快速提高，大大增加了蓮藕的生產(chǎn)成本，降低了蓮藕產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致農(nóng)民從事蓮藕種植的積極性越來(lái)越低。

為了提高蓮藕種植的經(jīng)濟(jì)效益，推進(jìn)蓮藕產(chǎn)業(yè)省力高效規(guī)模化發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者根據(jù)蓮藕的種植特點(diǎn)，研制了簡(jiǎn)單的蓮藕收獲機(jī)具，部分實(shí)現(xiàn)了蓮藕采挖機(jī)械化。本文通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)、收集資料，闡述了蓮藕采收模式的發(fā)展歷程以及存在的優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了黃河三角洲地區(qū)蓮藕的種植環(huán)境、生長(zhǎng)周期和分布特點(diǎn)，提出了適合黃河三角洲地區(qū)蓮藕種植模式的機(jī)械化采藕的發(fā)展方向。

1黃河三角洲地區(qū)蓮藕的生長(zhǎng)和分布特點(diǎn)

我國(guó)蓮藕種植約有3000年歷史，遍布華南、西南、長(zhǎng)江和黃河流域。黃河三角洲四季分明，光照充足，水資源較為豐富，年平均氣溫11.7～12.6 ℃，為蓮藕作物生長(zhǎng)提供良好的生態(tài)條件，與華南及長(zhǎng)江流域河湖深水種植方式相比，黃河三角洲地區(qū)的蓮藕種植屬于淺水種植。

此外，由于蓮藕對(duì)鹽堿地有較好的適應(yīng)能力，同時(shí)對(duì)水體中總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）和化學(xué)耗氧量（COD）有良好的去除作用，因此，在低產(chǎn)的鹽堿地上因地制宜發(fā)展蓮藕產(chǎn)業(yè)，有利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化。如東營(yíng)濱海地區(qū)針對(duì)鹽堿地含鹽量高、通透性差的突出問(wèn)題，在多年的探索實(shí)踐中，已經(jīng)總結(jié)出一套保證蓮藕優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的栽培技術(shù)，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

近年來(lái)黃河三角洲地區(qū)蓮藕種植行業(yè)不斷發(fā)展，已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，其蓮藕種植面積一直穩(wěn)定在1.84萬(wàn)hm²以上，占全國(guó)栽培面積的6.8%以上，高于全國(guó)平均水平。黃河三角洲地區(qū)蓮藕產(chǎn)品以其味甜而脆的口感和很好的藥用價(jià)值，蓮藕及蓮藕產(chǎn)品熱銷全國(guó)20多個(gè)大中城市并遠(yuǎn)銷海外。

蓮藕是一種易種難收的農(nóng)產(chǎn)品。黃河三角洲地區(qū)蓮藕一般種植產(chǎn)量為3.75 kg/m²、單支整藕質(zhì)量3～4 kg，則整藕分布密度為0.94～1.25支/m²，平均約1支/m²。蓮藕群體的水平分布沒(méi)有明顯的規(guī)律，不同的藕支在田間隨機(jī)分布；蓮藕的垂直分布比較規(guī)律，黃河三角洲地區(qū)現(xiàn)代品種入泥較淺，一般深30～50 cm。黃河三角洲的蓮藕采收期從每年8月開(kāi)始，至次年4月結(jié)束，采收周期長(zhǎng)。

2蓮藕的采挖

2.1人工采收

由于缺乏采挖效率和質(zhì)量比較理想的采藕機(jī)械，目前蓮藕的采挖仍然以人工為主，主要分為以下2種形式。

2.1.1人工鏟挖式

人工鏟挖式在蓮藕采挖前需要排干池水，蓮藕采挖時(shí)使用挖藕鏟翻泥采挖（挖藕鏟是能夠翻挖蓮藕周圍淤泥以及舀走少量水的專門的工具）。以蓮藕入泥深度30～50 cm計(jì)，則泥土翻挖量3 000～4 950 m³/hm²，需要人工150～180 個(gè)/hm²，勞動(dòng)強(qiáng)度大，如果用工成本價(jià)格按照每人150～300元/d，勞動(dòng)力支出費(fèi)用將達(dá)到蓮藕種植總投資的40%以上，嚴(yán)重限制了蓮藕種植的規(guī)?；l(fā)展。挖藕鏟在人工采挖中的應(yīng)用如圖1所示。

圖1 挖藕鏟在人工采挖中的應(yīng)用

2.1.2人工水沖式

人工高壓水沖式需要采藕工人攜帶高壓水槍，利用高壓水的沖力將蓮藕周圍的淤泥破碎，使蓮藕與淤泥分離，便于人工采藕。高壓水沖代替人工鏟挖在一定程度上降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率，平均每天每人采挖100 kg，以產(chǎn)量1.80～2.25 t/hm²，需要人工150～180個(gè)/hm²。

但是在冬季低溫期，人工費(fèi)用仍可達(dá)到蓮藕售價(jià)的30%以上。此外，使用的高壓水槍的壓力大多不可控，容易造成蓮藕表體的損傷，制約經(jīng)濟(jì)效益的提高。人工水沖式在人工采挖中的應(yīng)用如圖2所示。

圖2人工水沖式在人工采挖中的應(yīng)用

人工采收方式具有高成本、低效益的缺點(diǎn)。蓮藕人工采收作業(yè)環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工成本高；人工采收方式損傷藕體，影響蓮藕品質(zhì)，且低采出率低導(dǎo)致部分蓮藕未能及時(shí)挖出而在淤泥中腐爛，造成經(jīng)濟(jì)損失，效益低。

2.2機(jī)械采收

根據(jù)挖藕機(jī)械的工作原理分為鏟挖式和噴流式。鏟挖式挖藕機(jī)是通過(guò)固定在挖藕機(jī)上的鏟子或其他機(jī)構(gòu)將蓮藕直接從泥里撅起，再經(jīng)過(guò)人工沖洗，作業(yè)工序比較簡(jiǎn)單。但由于蓮藕在藕塘中的分布沒(méi)有規(guī)律，蓮藕枝抗壓能力較差、質(zhì)脆而易斷，鏟挖式挖掘極易損傷蓮藕品質(zhì)，因此，鏟挖式挖藕機(jī)應(yīng)用并不廣泛。

噴流式挖藕機(jī)采用高壓沖水的方式，通過(guò)高壓水流將蓮藕周圍淤泥切割、粉碎，使蓮藕依靠浮力浮到水面，且水壓可調(diào)節(jié)到合適壓力以降低損藕率，很好地解決了鏟挖式挖藕機(jī)所存在的采挖效率和采挖質(zhì)量之間的矛盾。因此，噴流式挖藕是最為合理的方式，也是應(yīng)用最為廣泛的方式。

蓮藕在歐美國(guó)家的認(rèn)知低，沒(méi)有相關(guān)蓮藕采收技術(shù)的研究資料，在東南亞地區(qū)受到普遍歡迎，使蓮藕采收技術(shù)得到發(fā)展，日本日東工業(yè)曾在20世紀(jì)80年代研制了噴流式挖藕機(jī)，但實(shí)際應(yīng)用中該機(jī)器存在操作復(fù)雜、采出率低等問(wèn)題。近幾十年來(lái)，我國(guó)先后研制了多種類型的挖藕機(jī)，根據(jù)其在作業(yè)過(guò)程中的行進(jìn)方式主要可分為漂浮式和自走式。

2.2.1漂浮式挖藕機(jī)

漂浮式挖藕機(jī)應(yīng)用于深水藕田，主要包括浮筒式（圖3）和船式，兩種機(jī)械結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，但是原理相似。該類挖藕機(jī)集動(dòng)力機(jī)、水力系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和船體于一體，融采挖作業(yè)和清洗作業(yè)功能于一身，利用高壓水流對(duì)泥土進(jìn)行沖刷，使凈藕自動(dòng)浮出水面。

圖3浮筒式挖藕機(jī)

微山縣微山湖挖藕機(jī)械制造廠生產(chǎn)的4CW-2.6型船式挖藕機(jī)，集動(dòng)力機(jī)、高壓水泵、噴射裝置、挖藕支架、行走系統(tǒng)、液壓操作機(jī)構(gòu)與船身為一體，使船體懸浮或半懸浮于水中，在船內(nèi)完成吸水、加壓噴射、挖深控制和行走等全部工序。

高壓噴頭和鏟泥板組合的采挖法增加了挖泥深度，提高了采挖效率和采凈率，從而提高了挖藕機(jī)的適用范圍；液壓傳動(dòng)與液壓操作法利用液壓傳動(dòng)，提高了挖藕機(jī)傳動(dòng)效率和穩(wěn)定性。

挖藕機(jī)的采凈率為96%，破損率為3%，工作幅寬為2.6 m，適水深度為0.3～1.3 m，可以應(yīng)用于深水藕田作業(yè)環(huán)境，作業(yè)油耗為4～5 L/h，工作效率為0.02～0.03 hm²/h，效率大大超過(guò)人工。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的4SWJ-1型船式水力挖藕機(jī)，主要由動(dòng)力輸出裝置、蓄水裝置、牽引機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)和船體6部分組成。船體的設(shè)計(jì)減少了行進(jìn)阻力；選擇普通清水離心泵，水泵揚(yáng)程≤45 m；液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，其輸出軸與減速器鏈傳動(dòng)方式，可以降低行走速度同時(shí)提高液壓馬達(dá)輸出力矩，通過(guò)改變液壓馬達(dá)排量可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速以便適應(yīng)不同水深的藕田；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)采用單液壓缸控制，擺動(dòng)頻率可調(diào)節(jié)。

該船式水力挖藕機(jī)作業(yè)效率0.007 hm²/h，采凈率≥95％，破損率≤5%，工作效率是人工水沖式挖藕的3倍以上［14］。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在該挖藕機(jī)基礎(chǔ)上研制了4SWO-1.2型船式水力挖藕機(jī)［10］。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的4CWO-3.2型船式挖藕機(jī)集動(dòng)力機(jī)、水力系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、操控系統(tǒng)和船體于一體，可實(shí)現(xiàn)采挖、清洗作業(yè)。整機(jī)重心橫向坐標(biāo)在船體縱向?qū)ΨQ線上，重心高度坐標(biāo)低，從而保證船體受力均勻，減少行駛阻力，具有良好的直線行駛特性；其噴嘴往返運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙向螺旋機(jī)構(gòu)，可適當(dāng)放大工作行程，減小噴嘴工作行程從而減小挖藕機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸；該挖藕機(jī)的使用還有利于排澇、清淤和除草等作業(yè)。

挖藕機(jī)向下傾斜工作幅寬3.2 m，最大挖藕深度0.8 m，挖藕機(jī)適水深度0.2～1.8 m，作業(yè)行駛速度0.50～1.97 m/min，作業(yè)油耗率6～8 L/h，生產(chǎn)率0.010 0 ～0.037 5 hm²/h，采凈率≥95%，破損率≤3%。

山東華盛中天機(jī)械集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的4W-100型挖藕機(jī)由柴油機(jī)、鋼鐵浮體和二次增壓高壓噴嘴組成，工作幅度1 m，最大挖藕深度0.6 m，挖藕機(jī)適水深度0.25～0.30 m，需要2人下水操作，純工作小時(shí)生產(chǎn)率≥80 m²/h。每天工作8小時(shí)可挖藕667～1 001 m²，降低了用工成本。

目前市面上在售的小型挖藕機(jī)大多為浮筒式挖藕機(jī)，如千碧荷機(jī)械制造有限公司制造的Q1～3型挖藕機(jī)、山東永航重工機(jī)械有限公司制造的1300型挖藕機(jī)、濟(jì)寧凱捷機(jī)電科技有限公司制造的水泵高揚(yáng)程式自吸抽水挖藕機(jī)、濟(jì)寧鼎誠(chéng)工礦設(shè)備有限公司制造的DC型挖藕機(jī)和安徽省長(zhǎng)葛市宇龍實(shí)業(yè)股份有限公司制造的船載往復(fù)水槍式挖藕機(jī)等。

上述挖藕機(jī)擺動(dòng)裝置可調(diào)節(jié)，利用噴射裝置完成挖藕作業(yè)，主要應(yīng)用于淺水藕田，在很大程度上提高了工作效率，降低了人工勞動(dòng)成本。但實(shí)際調(diào)研表明，目前的挖藕機(jī)普遍存在工作不穩(wěn)定、采收效果不理想、自動(dòng)化程度低等問(wèn)題。

漂浮式挖藕機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。然而漂浮式挖藕機(jī)存在許多缺點(diǎn)：①噴嘴與泥面的距離不固定，故采藕效果不穩(wěn)定，采出率低，對(duì)蓮藕品質(zhì)損傷較大；②功能單一，無(wú)藕稈和水草切割裝置以及撥禾裝置，增大行進(jìn)阻力，影響作業(yè)效率；③在藕塘中沒(méi)有很好的平衡能力，不便于控制沖藕高度和壓力，挖藕效果不穩(wěn)定；④無(wú)行進(jìn)機(jī)構(gòu)，藕塘轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)依靠人力拖拽，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

2.2.2自走式挖藕機(jī)

自走式挖藕機(jī)應(yīng)用于淺水藕田。該類機(jī)械依靠機(jī)械傳動(dòng)和液壓控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走作業(yè)采挖蓮藕作業(yè)。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)使得挖藕機(jī)可進(jìn)行水陸行走，解決了挖藕機(jī)運(yùn)輸不便的難題。由高壓水泵、供水軟管等裝置組成的液壓控制系統(tǒng)增強(qiáng)水流壓力，切割并沖散蓮藕依附生長(zhǎng)的土壤層，使蓮藕依靠浮力浮出水面。

湖北省武漢市南通江華機(jī)械有限公司研制的4OZ-3型自走式水壓蓮藕掘取機(jī)由自走式水力作業(yè)機(jī)和地面水泵機(jī)組兩部分組成，依靠機(jī)械傳動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走作業(yè)，依靠液壓電器實(shí)現(xiàn)掘取蓮藕作業(yè)。挖藕機(jī)噴管的擺動(dòng)幅度、擺動(dòng)頻率和挖藕機(jī)前進(jìn)距離等參數(shù)均可以根據(jù)藕田的土壤條件、蓮藕的生長(zhǎng)狀況來(lái)調(diào)節(jié)，選擇相對(duì)合適合理的組合參數(shù)，使挖藕機(jī)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。

該機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，平均每臺(tái)機(jī)器每天挖667 m²地，是人工采挖效率的10～15倍，大量節(jié)省用工成本。但是，該產(chǎn)品在生產(chǎn)試用階段出現(xiàn)爬坡作業(yè)和轉(zhuǎn)向作業(yè)過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載自動(dòng)熄火等問(wèn)題，無(wú)法正常作業(yè)而影響進(jìn)一步推廣。為此，需要研制了一種液壓自動(dòng)切換閥，與雙聯(lián)泵配合使用，以滿足該系統(tǒng)空載與帶載的調(diào)速要求，避免熄火現(xiàn)象。

該類挖藕機(jī)具有作業(yè)幅寬大，采挖速度快，可轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，但是仍存在許多不足：①噴水裝置擺動(dòng)幅度受限，壓力不穩(wěn)定采藕損傷率高；②無(wú)導(dǎo)航裝置，重挖和漏挖現(xiàn)象嚴(yán)重；③無(wú)切割藕莖裝置，雜草藕稈等在機(jī)器作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生較大阻力，作業(yè)過(guò)程需要人工清除田間藕稈。

國(guó)內(nèi)有很多單位和個(gè)人對(duì)挖藕機(jī)進(jìn)行了技術(shù)上的探索，并取得了專利。如武漢大全高科技開(kāi)發(fā)有限公司研制的多功能智能挖藕機(jī)，孫慶東研制的聯(lián)合式挖藕機(jī)，宋加龍研制的挖藕機(jī)，周明全研制的高效智能多用船式挖藕機(jī)。

2.3黃河三角洲地區(qū)采藕機(jī)的發(fā)展方向

黃河三角洲地區(qū)的藕田土壤按照粒度分類屬于砂壤土，鹽堿地種植，無(wú)防滲膜和底部硬化，水層深度40～80 cm，具有單塘面積大、藕塘密集的特點(diǎn)。傳統(tǒng)人工采收技術(shù)成本高效率低，已有機(jī)械采收技術(shù)尚未成熟因此，筆者認(rèn)為，集履帶式行走系統(tǒng)、藕稈切割裝置、噴流式擺動(dòng)沖水系統(tǒng)、自主導(dǎo)航和無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)于一體的履帶自走式水力采藕機(jī)適合黃河三角洲地區(qū)挖藕機(jī)未來(lái)發(fā)展方向。

（1）該類設(shè)備應(yīng)具備自行走能力，可進(jìn)行前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)；挖藕機(jī)前方應(yīng)具有藕稈切割裝置以減小行走阻力，切割裝置根據(jù)工作參數(shù)和蓮藕莖稈力學(xué)特性選擇合適的切割力度和切割功率；設(shè)備質(zhì)量與履帶面積應(yīng)依據(jù)蓮藕表面抗壓特性合理設(shè)計(jì)，不應(yīng)在行走過(guò)程中因壓力損傷蓮藕。

（2）噴流式擺動(dòng)沖水系統(tǒng)應(yīng)具有上下高度調(diào)節(jié)和前后左右擺動(dòng)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)淤泥的充分沖刷，從而使干凈的蓮藕自身浮力的作用下浮出水面，挖藕機(jī)后方帶有蓮藕收集裝置，無(wú)需人工下水作業(yè)。高壓水泵應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)分析原理，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化選型，吸收藕池中的水并經(jīng)過(guò)過(guò)濾為噴管提供水源。

（3）將自主導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于水生蔬菜機(jī)械，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃和無(wú)人駕駛作業(yè)，避免蓮藕采收時(shí)的重采和漏采，同時(shí)可以計(jì)算采收面積，實(shí)現(xiàn)蓮藕采收的精準(zhǔn)化和智能化。履帶自走式水力挖藕機(jī)將能在不同水深的藕田完成藕稈切割和高效低損傷采藕的聯(lián)合作業(yè)，可以顯著降低蓮藕采收的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高作業(yè)效率。

3結(jié)束語(yǔ)

蓮藕采收技術(shù)對(duì)蓮藕產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，目前市面現(xiàn)存的漂浮式和自走式挖藕機(jī)普遍存在操作復(fù)雜、工作不穩(wěn)定和采收效果不理想等問(wèn)題，尚無(wú)定型理想機(jī)型可實(shí)際應(yīng)用。隨著山東省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化升級(jí)，黃河三角洲地區(qū)的蓮藕采收技術(shù)必將朝著智能化、高效化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。

本文來(lái)源于2018年5期《農(nóng)業(yè)工程》雜志（中國(guó)科技核心期刊）

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