黄强华 陈建宁

(福建农林大学机电工程学院，福建 福州 350007)

0 引言

传统菌业的生产主要以大量木材为原料[4]，而随着人们物资需求的扩大，林木资源急剧下降。20世纪80年代，我国从非洲引进菌草，很好缓解了人们对于木材的急需。当下，福建省是主要大型菌草种植基地，种植环境大部分为缓坡地面地貌，具有菌草种植集中的特点。对于大面积机械化、智能化的种植，收割技术仍然欠缺发展，智能机械化的菌草种植与收割装备尤为需要。

1 菌草机械流程介绍

为了最大程度减少菌草种植成本，大大提高菌草的收获效率与菌草的利用率，当前智能化的菌草机械包括开沟、排种、收割、打捆、粉碎等机械。

1.1 菌草种植的开沟机械

现行的开沟机械存在3个问题：(1)开沟阻力大，且深度不够；(2)对其他作物的影响较大；(3)开沟器所开的沟与菌草生长的苗床不匹配。目前市面上主要有锄铲式、芯铧式等开沟器。针对现存的主要器械与上述缺陷，杨薇[5]通过在不同的土壤条件下改变不同的开沟速度与开沟角度，不仅确定了5号开沟器为最适合的开沟器，还得到了开沟速度越快、开沟器对于周围土壤的影响程度越大的结论。不同的开沟角度对于开沟的效率也会产生较大的影响。调整开沟角度至最匹配该土壤含水量的角度，可以减少开沟时所受的阻力，从而最大限度地减少对于土壤的干扰。

1.2 菌草种植的排种机械

现行市场上存在的播种机械主要有3类[6-8]，其包括整秆式、切种式、预切种式种植机。这些排种机械都存在排种和落种不均匀，且可能损伤菌草种子等问题。对以上不足之处，陆麟麟[9]对排种机械装置进行了改进，使排种装置可对漏种的种子进行补种，使得排种过程中，种子播种更加均匀。郑书河等[10]通过力学分析对排种机械进行了改进，使种子更加平稳、均匀下落，达到了减少对种子损伤的效果。

1.3 菌草的收割与打捆机械

菌草的收割机械主要有砍刀式、往复式和圆盘式3种。大多菌草收割装置存在机械化水平不高、收割效率低等问题。梁晓[11]等通过对菌草的切割动态实验，不仅得到了菌草切割的力学模型，还得到了450 r/min为菌草切割的最佳转速组合。同时陈文滔等[12]对于菌草茎秆的分析使收割菌草的刀片与不同菌草更加匹配，不仅提高了收割效率，还延长收割器械的使用寿命。目前的国内外的研究中，菌草的进行收割后打捆的机械并不多，菌草的打捆机械的相关研究也不够深入。现有研究中，整体打捆器械分为大小两类。大多打捆机械存在适应能力较低、智能化程度低、生产成本高，同时割捆流程中易产生菌草堆积堵塞的现象[13]。因此针对以上的不足之处，吴征毅[13]对割捆机械进行了改进，使割捆装置拥有了打捆的能力，使打捆机对于不同的环境也有了更强的适应能力。

1.4 菌草的粉碎机械

现行菌草的收割大体流程为：巨菌草压扁-铡碎-干燥-粉碎-收集的主体工艺。该流程大体收获效益高，但是总体存在的问题是：铡碎时用于与呈接的装置与铡碎出口无法做到较好的匹配，导致菌草物料飞溅，使菌草的利用率下降。对于以上的诸多问题，翁赐和等[14]提出了一种菌草粉碎机械，不仅可防止菌草粉碎时飞溅，提高利用率，还可防止粉碎时机械堵塞，减少机械损耗。

2 结语

加大对菌草种植与处理的机械研发，将会极大带动菌草产业的发展。在现有种植与处理的基础上，人们应该提高机械装备对于不同地形地貌的适应能力，并推进菌草种植处理机械与高新技术相结合。基于现行科技水平的发展与人工智能在菌草机械领域的运用，创建菌草种植机械智能设计专家系统，同时还应该提高该流程机械使用的普遍性，使该机械除了用于菌草的种植收割之外，还可用于其它农作物的相关处理上，从而提高对机械资源的使用效率。在目前资源短缺的世界中，菌草这种可多方面利用的资源是全人类所急需的。随着人们对于菌草的需求量日益增长，传统的人工收割方式已无法满足菌草的大批量收获，菌草生产机械一体化发展将是菌草收获的必然趋势。