山药收获技术探讨

河北农业大学 冯晓静 杨欣 周剑 曹少波 李鑫

山药收获技术探讨

河北农业大学 冯晓静 杨欣 周剑 曹少波 李鑫

山药具有重要的药用价值和食用价值，我国山药种植历史悠久、面积大，河南、河北、山东、江苏、广西是我国山药主要产区。山药生产机械化主要受限于收获机械化，因此，山药机械化收获是我国山药产业亟待解决的重要问题。本文通过不同山药的生物学特性和收获技术，分析山药收获机械化发展存在的问题，为山药机械化收获的发展提供参考。

山药；机械化；收获

1 山药的起源与分布

山药具有重要的药用价值和食用价值，我国山药的种植历史悠久。早期山药种植面积小，山药主要用作中药。随着人们保健意识越来越强，山药的种植范围和种植面积也越来越大，山药逐渐成为保健食品，成为重要的药、食兼用作物和蔬菜。

山药是薯蓣属植物。中药材称山药为淮山、怀山药等，我国北方称山药、怀山药等，南方尤其是广西、广东等地称淮山药。在我国，山药种植、利用约有 2800 年的历史。根据地理位置，我国山药栽培可以分为五大区域。华北区包括河北、河南、山东和山西，种植历史悠久，山药品质好，药食兼用，其中河北蠡县麻山药已获得欧盟地理标志保护。华中区包括江苏、湖北、湖南等省，以蔬菜食用为主。华南区包括广东、广西、福建、江西等省，主要为滋补食材。西北地区包括新疆、甘肃、内蒙古、陕西等省。东北地区包括吉林、辽宁和黑龙江，为过去没有种植或较少种植山药的地区，也开始积极发展，种植面积不断增加。

国外主要是日本、朝鲜、印度尼西亚、越南、菲律宾等一些亚洲国家和非洲西部的尼日利亚、加纳、多哥等国也有栽培。

由于饮食差异较大，消费者不习惯，且山药栽培耗费劳动力较大，与欧洲昂贵的人工成本不相适宜，欧洲未能得到大面积推广。

2 山药的生物学特性

研究山药的形态结构和生理功能，了解山药的生长习性，掌握其生长发育规律，对于山药的生产具有重要意义。长期以来，人们常把吃的山药误认为是山药的根。实际山药是茎的变态，是块茎，不是根。山药从外形上可分为长山药、扁山药和圆山药三种。长山药比较常见，麻山药、铁棍山药、大和长芋、水山药等圆柱形品种的山药均属长山药。扁山药、圆山药由于生长位置浅，可以借用浅根作物收获机械收获。表1是几种主要长山药的数据，可知长山药细长，生长位置可深达 1.0～1.5m，收获较费力，而且在挖取时易于铲断块茎，给机械化收获带来很大的困难。

表1 主要山药品种的数据

3 山药收获技术与方法

3.1 收获时间对山药产量的影响

山药块茎从5月中旬开始缓慢伸长，到9月中旬基本结束。从重量上看，以7月下旬至8月下旬增重最快，到了 8 月下旬，细根已基本失去活力，这时采收勉强适宜。但过早收获后，山药含水量大，脆嫩，容易失水干缩。收获时应格外小心，防止折断或碰伤。

中国农业大学山药课题组试验获知，8月下旬收获的山药产量明显低于 9 月下旬、10 月下旬、11 月下旬收获，9 月下旬前收获，山药产量的损失相当严重。如果单从追求产量考虑的；9月下旬后收获的山药产量在同一品种间并无明显差异，因此可以认定9月下旬至 11月下旬为山药适宜收获期。考虑山药的产量和品质，则收获越晚越好。一般 10 月 25 日至 11 月 25 日为山药的最佳收获期，尤其是 10 月底到 11 月初最适合山药收获。

3.2 山药的收获方法

按照山药收获集中时间的不同，山药收获分为夏收、秋收、春收三种。可以根据市场需求、气候状况、劳动力条件、合同期限以及存储能力和条件，确定收获山药的时间。

（1）山药的夏收

山药夏收主要满足及早上市的需求，八、九月份开始采挖，但是8月上旬收获的山药，由于没有完全成熟，山药水分含量大，干物质率低，其碳水化合物含量比 10 月下旬以后收获的山药少 10%。早收的山药不能制药，药性差，只宜食用。

（2）山药的秋收

一般收获山药在 9 月下旬到 11 月中旬进行，大多数山药采用秋季收获。应该在地冻之前收获完毕，注意防冻。

（3）山药的春收

山药的春收，是指在翌年 3～4 月份进行收获。收获太迟，当地温 10℃左右时，在湿度适宜的条件下，山药块茎就会萌发新芽。在春季收获山药，特别有利于山药夏季存储，可以供应到下一年新山药上市，可以保证山药全年均衡供应。春季收获的山药品质好。冬季山药在田中不发生冻害，能安全越冬的地区，可以春季收获。

按照收获挖掘方法的不同，可以分为人工收获、半机械化收获、水掘法。

（1）人工收获

收获时人工挖沟取土，从沟的一端开始，先挖出约25cm 的深沟，采收人员用山药铲把地面下 10cm 处的两边侧根沿着山药向下铲断，清除根侧泥土，直到山药沟底的块茎尖端。再试着提起山药，当山药松动时，提起山药上端，铲断其后的侧根，整根提出土层，即完成一根山药的收获。收获工具一般为特制的铁锹，锹宽一般为 20cm，长约 40cm。

（2）半机械化收获

山药半机械化收获一般是用拖拉机带开沟机，或者使用改装的工程挖掘机，从山药沟一边挖深沟，再由人工用锹挖出山药。这种收获方法使挖沟工序由机械完成，在很大程度上减轻了人工劳作强度，收获效率也有了很大的提高。

（3）“水掘法”收获

日本近年来采用“水掘法”收获山药，即采收前给山药地浇水，然后用力拔出山药。但这一方法只适用于沙地土壤，对黏壤土则效果不好。“水掘法”收获山药容易折断，损失率较高，在我国还没有应用。

4 机械化收获存在的问题

目前，大部分山药收获的所有工作均采用人工，也有部分半机械化收获，所谓山药收获机械一般仅为收获时在山药行间开沟，开沟之后还需要人工挖掘提拉出土，机械的使用只是减少了人力开沟的作业。山药收获机的研究也集中在开沟机械的研发上。山药收获机还不能实现浅根作物一样的挖掘、提升、根土分离。山药收获机械化发展主要存在以下问题：

（1）麻山药挖掘开沟，开沟装置入土较深（60～80 cm），需要较大的牵引力和消耗相当大的功率，必须要有很低的行走速度，一般开沟速度只有 200～300m/h，对拖拉机的要求较高。

（2）种植模式不统一，行距有大有小，有等行距种植，也有大小行距种植，机具的行走和开沟的宽度、位置不一致。一般采用人工种植，种植行的直线偏差大，导致山药块茎的生长位置在行向上有偏差，造成开沟过程中可能会伤及块茎，造成机械收获损伤和损失率较高。

（3）麻山药块茎本身生长深度较大，含水率高且脆性较强，容易造成损伤甚至断裂，用于收获的专业机械设备仍缺乏，且存在效率低、能耗高、损失率高等缺陷。

（4）麻山药种植面积较小，单户零散种植较多，一直被视为小作物，种植规模得不到应有的发展，使得它长期以来处于一种零散种植和自然经济的状态，阻碍了麻山药种植产业化水平的发展。

5 结语

随着山药种植面积的扩大，迫切要求发展劳动强度低的山药机械化收获设备，能够实现一次性完成开沟、掘进、举升、起土、捡拾拔取山药的联合收获机械，一方面规范种植模式，实现标准化种植；还要加强拖拉机的研发，开发适合山药收获的窄轮距、大动力、具有低速行走档位的大型拖拉机。同时还要加大研发力度，取得技术性的突破，降低作业阻力和机具开沟的直线性，以尽快实现山药机械化收获。

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冯晓静，女，1970 年出生，河北省滦南县人，博士，教授，研究方向：机械装备与自动控制。基金项目：河北省高等学校科学技术研究重点项目（ZD2014094）