青毛豆脱荚机的豆荚损失和豆荚损伤比较研究

摘要：豆荚的采摘收获是青毛豆生产的关键环节，急需提高其机械化程度。对比不同脱荚方式的青毛豆脱荚机的豆荚损失和豆荚损伤情况，探讨青毛豆的最佳脱荚方法，以期为促进青毛豆产业化发展提供支持。

关键词：青毛豆;收获;脱荚机;性能;比较

中图分类号：S225.92    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）01-0023-03

青毛豆是即食性特色经济作物，豆荚的采摘收获是青毛豆种植生产过程中的关键环节，提高机械化收获能力对于扩大青毛豆种植规模及提升其综合经济效益有着极其重要的意义。然而，青毛豆的豆荚成熟特性异于大豆，无法直接用现有的大豆收获机进行采摘收获作业，目前我国青毛豆机械化采摘收获技术及装备尚处于探索和试制阶段，与国外相比存在较大的差距。人工采摘青毛豆豆荚劳动强度大、生产效率低且劳动力不足，用工矛盾和费用支出大，严重影响农民种植青毛豆的积极性;而现有青毛豆脱荚机普遍存在豆荚采摘不干净、豆荚机械性损伤严重等问题，迫切需要开发高效的青毛豆脱荚机。为此，本课题研究青毛豆机械脱荚的豆荚损失和豆荚损伤情况，探讨青毛豆的最佳脱荚方法，以期为开发高效的青毛豆脱荚机、促进青毛豆产业化发展提供支持。

1 青毛豆机械脱荚方式及特点

青毛豆脱荚机是一种将鲜豆荚和茎秆脱离的机械。脱荚机构作为青毛豆脱荚机的重要工作部件，直接影响整机的性能和脱荚质量。现有脱荚机构主要包括梳齿式脱荚机构和旋转式脱荚机构。梳齿式脱荚机构工作时，由旋转滚筒上的弹齿把豆荚从茎秆上脱下，其优点是结构简单、价格低，其缺点是豆荚采摘不净、漏荚率较高、洁净率低、破损率高。旋转式脱荚机构工作时，植株在两组脱荚辊之间通过，两组脱荚辊向内旋转将豆荚从茎秆上脱下，其优点是在一定程度上解决了脱荚不净和堵塞等问题，并极大降低了脱荚时的破损率，其缺点是植株需要单株喂入，影响脱荚效率的提高。

2 豆荚损失和豆荚损伤的概念及分类

青毛豆脱荚过程中，主要存在豆荚采摘不干净造成损失和豆荚机械性损伤严重的问题。

2.1 豆荚损失

豆荚损失是指成熟鲜豆荚未从茎秆上脱下、残留在茎秆及分枝茎秆上而造成的损失。未成熟鲜豆荚或瘪豆荚不计入豆荚损失。

2.2 豆荚损伤

豆荚损伤包括豆荚外伤和豆荚内伤。豆荚外伤是指用肉眼能够直接观察到的豆荚外观机械损坏，豆荚内伤是指种皮完好而内部子叶、胚芽等因受机械伤害导致的损伤。在脱荚过程中，鲜食青毛豆的豆荚内伤往往被忽略，只考察豆荚外伤，将豆荚外伤作为衡量青毛豆脱荚机作业质量的重要标准。

豆荚外伤形式多样、复杂，可归纳为挤压损伤、撕裂损伤、折裂损伤、缝合线损伤、向轴损伤5种类型（如图1 所示）。

3 机械脱荚的豆荚损失和豆荚损伤测定

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料 青毛豆品种为辽宁省主栽品种沈鲜3号，其农艺性状见表1。

3.1.2 试验方法 分别采用梳齿式脱荚机构和旋转式脱荚机构对青毛豆进行脱荚。两种型式的青毛豆脱荚机均采用链式夹持输送喂入方式。豆荚损失和豆荚外伤均用肉眼直接观察后进行记录、分析与统计。

3.2 结果与分析

3.2.1 不同脱荚方式的豆荚损失比较 采用两种脱荚机构进行脱荚的豆荚损失率情况见表2。

由表2可知：由于青毛豆植株农艺性状的个体差异性，不同脱荚机的残留豆荚率有所差异。梳齿式脱荚机构的残留豆荚率为8.00%～14.00%，平均值为11.00%;旋转式脱荚机构的残留豆荚率为4.00%～12.00%，平均值为7.60%。

3.2.2 不同脱荚方式的豆荚损伤比较 采用两种脱荚机构及人工脱荚的豆荚损伤率情况见表3。

由表3可知：由于采用的脱荚机构型式不同，其脱荚原理不同，导致豆荚损伤程度也不同。梳齿式脱荚机构的挤压损伤率、撕裂损伤率、折裂损伤率、缝合线损伤率、向轴损伤率分别为11.62%，6.78%，4.16%，2.82%，2.80%，其中挤压损伤最大、撕裂损伤次之、向轴损伤最小，损伤合计为28.18%;旋转式脱荚机构的挤压损伤率、撕裂损伤率、折裂损伤率、缝合线损伤率、向轴损伤率分别为4.80%，2.06%，1.28%，14.00%，2.40%，其中缝合线损伤最大、挤压损伤次之、折裂损伤最小，损伤合计为24.54%。人工脱荚由于每个人的技术水平存在差异，豆荚的各项损失率不同，损伤合计为10.96%，远小于机械脱荚的损伤率。可见，脱荚机具的性能还有待提高。

3.3 结论

通过试验结果可以看出：青毛豆脱荚机所采用的脱荚机构型式不同，其脱荚原理不同，导致豆荚损失率和豆荚损伤率有所不同。梳齿式脱荚机的豆荚损失率高于旋转式脱荚机;梳齿式脱荚机的挤压损伤最大，旋转式脱荚机的缝合线损伤最大;人工脱荚的损伤远小于机械脱荚，脱荚机具的性能还有待提高。

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Abstract： Pod harvesting is the key link of green soybean production， so it is urgent to improve its mechanization degree. Comparing the pod loss and pod damage of stripping machines with different stripping methods， this paper discusses the best stripping method of green soybean， in order to provide support for promoting the industrialization of green soybean.

Key words： green soybean; harvest; stripping machine; performance; comparation