○宁夏回族自治区农业机械化技术推广站 李 翔 崔惠琴 李苏宁

宁夏是农业农村部规划确定的黄土高原夏秋冷凉蔬菜生产地理坐标优势产区，菜心作为宁夏蔬菜最具优势的产品，远销国内外。截止2020年底，宁夏菜心种植总面积达到20.3万亩，占据宁夏主要7种露地蔬菜种植面积的50%，成为宁夏最具优势的蔬菜品种之一。

菜心收获环节对商品性要求极高，但国内无专用菜心收获装备，收获时节往往需要大量的劳工，生产成本较高。考虑到自行研发成本高，周期长，而意大利在叶菜机械化收获领域具有技术优势，因此，引进了意大利Ortomec 8700型叶菜收获机，进行本地适用性试验及改制，以解决菜心产业化发展和人工生产成本高的问题。

一、 菜心收获机结构分析

商品菜心收获后是不带根的叶类蔬菜，对收获后品质要求极高，因此切割时要求割刀转速较高，且割刀锋利、切口平齐，植株主茎切割后要求整齐、无仰角、无毛刺、无断茎、无碰伤等。基于这些要求，菜心收获机在引进后进行适用化改制，分别从农艺和机械方面进行优化，其中机械方面对切割刀具和传送装置进行了优化，加装了菜心分拣传送平台 ，使菜心在收获后能够及时的分拣入筐，避免磕伤碰伤。在结构方面，意大利SLIDE CRAB叶菜收获机主要分为A分拣平台棚架、B站立左平台、C液压升降平台、D站立右平台、E分拣传送皮带、F分拣站立平台、G控制系统、H切割刀具、I切割传送皮带、J切割刀具系统。

图1 意大利Ortomec 8700型叶菜收获机

图2 Ortomec 8700结构示意图

其中，分拣专送平台和切割传送皮带为两个独立的可调转速的传送装置，根据刀片的切割幅度和设备的工作前进速度由控制系统进行综合调节，其传送精度≤0.3cm；切割刀具系统为往复式曲柄摇杆机构，驱动刀片往复摆动，切割菜心，往复切割角度为±15°。通过对意大利Ortomec 8700型叶菜收获机的外机结构及工作状态进行测试，其基本性能参数如表1所示：

表1 Ortomec 8700型叶菜收获机基本性能参数

二、菜心收获机的工作原理

通过试验和改进发现，菜心由于特殊的商品性要求，菜心收获机必须由收割总成、分拣总成、码垛分流总成三个部分构成，整机操作人员需要一个机手、四至六个分拣工作人员以及一个码垛分流人员。其工作原理为：菜心收获机在田地作业过程时，切割刀具系统在动力的作用下开始驱动往复式切割刀片切割菜心，被切割的菜心在收获机前进的推力和皮带向上的传送力下输入切割传送皮带，再向上运送至分拣传送皮带，分拣传送皮带的传输速度根据工人的分拣速度进行控制，被传送上来的菜心在分拣平台上由人工进行分拣并整齐码整至菜筐中，菜心装满一筐后被码垛分流人员整齐码垛至正后方的码垛升降平台上，达到一定高度后由升降平台降送至田地中，由搬运车辆运回冷库；分拣平台上分拣出的不合格菜心会随着分拣传送皮带传送至后方的漏口里弃掉。菜心收获机的站立平台为液压收缩平台，作业完毕后可折叠收回，方便车辆运输和行走。

三、收获试验

1.试验准备。本次以意大利Ortomec 8700型叶菜收获机为试验验证对象，收获对象为成熟期45天的早熟菜心品种，验证机器切割性能、切口平整度、切割不合格率、切割损伤率、漏切率、切割清洁度，确定该机的收获性能、生产效率、作业效果和地区适用性。

2.试验环境。试验垄宽110cm、垄高15cm、垄间距160cm，土壤相对含水量20.2%，土壤坚实度11.4kg/cm3，田地坡度1°，土壤类型为壤土。收获菜心的单株平均高度27.9cm、单株株径1.9cm，单株重量9.2g（成品菜心），割茬平均高度8.4cm，行距10.3cm、株距9.8cm，切割高度离地5cm。作业速度0.054m/s，生产率0.38亩/h，每亩菜心机械化收获理论产量均值稳定在1215.85斤。

3.收获质量。试验依据《农业机械试验条件 测定方法的一般规定》（GBT 5262-2008）的五点法。在单侧行程内随机选定5个作业行程作为取样点，每个作业行程长度为1m，求取各试验参数的平均值。对收获质量分别测定了菜心收获机的切口合格个数、切割不合格个数、切割损伤数、漏切个数，根据单位长度收获的总数，分别计算切口合格率、切割不合格率、切割损伤率、漏切率。通过试验测定分析，得出单位长度平均收获总数88个、平均切口合格个数60.4个、平均切割不合格个数27.6个、平均切割损伤数4.2个、平均漏切个数0个。其次是在两个输送台面接口处输送苗数86.2个，相较于收获输送台面数量88个，平均数量少1.8个，分拣输送带和收获输送带之间存在一定的输送露苗现象。通过计算分析得出，平均切口合格率为68.6%、平均切割不合格个数31.36%、平均切割损伤率4.77%，平均漏切率0%（见表2）。

表2 试验数据统计

4.清洁度测定。菜心的商品性要求对清洁度达到98%以上，不能含杂及泥土，影响菜心的外观品质。因此，对菜心收获机的单位长度机械化收割清洁度测定，取5区间段，分别测定每个区间内菜心机械化收割后含杂情况。经计算分析，单位长度5米区间内的收获总重量0.807kg，含杂重量均值为0.0022kg，菜心收获机收获菜心收割清洁率达到99.8%，符合商品性要求（见表3）。

表3 菜心清洁程度

5.试验分析。引进的叶菜收获机收割幅宽为1.3m，能够覆盖当地菜心种植的垄面宽度，切割率达到100%；垄型高度14cm以上，收割机割刀能够降低到菜心收割所需要的高度且收割高度稳定；菜心收获机每5m收获平均用时92秒，按照设备收割幅宽1.3m计算，平均每亩地收获用时150分钟，一天按照8个工时计算，平均收获效率一天3.2亩；通过对收获性能的测定菜心收获的合格率为68.6%，实际人工收获也需要对菜心进行二次分拣，合格率在60%左右，因此叶菜收获机在收获菜心时的合格率符合当地农户的需求，收获损失率在农户接收范围内。通过对菜心机械化收获清洁度的测定，在没有沙尘及大风灰尘的天气下，菜心本身清洁度很高，在机械化收获菜心不发生倒伏的前提下，不会发生沾染泥土的现象，收获的清洁度达到99.8%以上，不存在含杂过高的现象。

整体试验过程中，机器未出现故障，适合大田露地菜心的机械化收获，具有较好的应用前景，可对当前宁夏菜心机械化收获这一薄弱环节提供机械化解决方案，实现机器换代人的目标。