工业大麻生产全程机械化技术研发现状与展望

向伟，马兰，刘佳杰，颜波，段益平，胡垚，吕江南

（中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410205）

工业大麻是指四氢大麻酚（THC）含量低于0.3%（干物质重量百分比）的大麻，THC含量是将工业大麻与毒品大麻进行区别的重要标准，获批准合法种植的工业大麻，均是低含毒量的品种，因工业大麻不具备成瘾性和致幻性，被认为不具备毒品利用价值［1-2］。中国是工业大麻传统种植国，在工业大麻研发、种植、加工等领域具有优势地位，尤其是在工业大麻纤维用、食用和纺织材料的开发和应用等方面优势明显［3］。据不完全统计，2019年，中国工业大麻种植面积约为23 000 hm2，产量约为13万吨，中国成为世界工业大麻纤维的主要来源国，种植面积约占全球种植面积的50%左右［4］。

工业大麻有纤用、籽用、药用和工业用等用途，分布在世界各地。其在中国有8500多年种植历史，目前主要种植在云南、黑龙江、安徽、山西、吉林、内蒙古、宁夏、广西等省市。工业大麻全身是宝，广泛应用于纺织、造纸、食品、医药、卫生、日化、汽车、建筑和包装等领域，经济价值极高［5-7］。从大麻花叶中提取的大麻二酚（CBD）、CBG等大麻素是癫痫、帕金森、癌症以及多种老年病药物的重要来源，也成为食品添加、化妆品配方的重要原料。近几年工业大麻成为全球市场和资本追逐的热点［8-9］。

目前，全球有47个国家以商业或研究为目的被允许种植工业大麻，55个国家宣布医用大麻合法或部分合法，超过50个国家宣布大麻二酚合法，加拿大等3个国家宣布大麻全面合法化。2020年12月2日，联合国麻醉药品委员会CND在维也纳召开第63届会议，会上正式通过了世界卫生组织所提出的大麻建议5.1，从1961年《麻醉药品单一公约》附表四中删除大麻和大麻脂，此项重大决议势必对今后工业大麻在医药等健康产业的发展产生深远影响。目前国内已有68家上市公司提前布局工业大麻产业，带动了中国工业大麻产业的快速发展。据国内外权威机构预测，工业大麻产品合法市场规模在未来5～10年会达到千亿美元，工业大麻的经济价值极高、发展前景可期［10-11］。基于国内外工业大麻产业发展的大好形势，中国工业大麻种植加工政策环境也在进一步优化。农业农村部种植业管理司牵头制定的《工业用大麻种植加工安全管理办法》（征求意见稿）正在一定范围内广泛征求意见。其他一些省区也在积极有序为工业大麻的种植和加工良性发展提供政策支持，如安徽、内蒙古、山西、山东、广西等省区均在积极推进本省区工业大麻产业合法、有序和安全发展。

1 工业大麻结构及生产全程机械化技术模式

1.1 工业大麻结构组成和用途

工业大麻植株自上而下分别为种子、花穗、叶片、茎秆和根系（图1a）。工业大麻种子含脂肪30%～35%，蛋白质20%～29%，可制成高档食用油、大麻籽和大麻籽食品等，还可用于化妆品，亦可提炼生物柴油；工业大麻花穗和叶片可用于提取药物，提取CBD，亦可用于生产肥料和动物饲料；工业大麻茎秆主要为纤维用、麻骨用和整秆利用；工业大麻纤维是天然纤维，具有透气、散湿、耐热等性能，是造纸，纺织和绳索制品等的原材料；麻骨可用于生产塑料、复合材料和食用菌基质等；整秆可用于造纸、制造活性炭和汽车内饰件等；工业大麻根系可生产各种生物燃料和用于土壤改良［12］。

工业大麻茎秆为不规则圆形秆状结构，如图1b所示，茎秆切断面从外部到内部可以划分为脆皮层、韧皮纤维层、木质部和髓部。

图1 工业大麻植株和茎秆Fig.1 Plants and stalks of industrial hemp

1.2 工业大麻生产全程机械化技术模式

工业大麻生产全程机械化技术是指以工业大麻为作业对象，以耕作、播种、收获、初加工等为重点环节，研发并推广先进适用的农机化技术及装备，构建适宜的全程机械化生产模式的综合集成技术［13-15］。为实现生产环节全覆盖和作业环境全适应，针对建立工业大麻生产全程机械化技术提出了下述要求：

（1）区域条件适应性：中国工业大麻种植区域覆盖到西南的云南、贵州，东北的黑龙江、山东、辽宁，西北的宁夏、陕西和中部的安徽、山西等多地区，涉及平原、高原、山地和丘陵等不同地形，不同区域气候等环境因素成为限制工业大麻生产机械化的主要因素。工业大麻机械化生产模式应秉持大型牵引式作业机具和自走式轻便型设备并存发展，围绕中国工业大麻主要生产区域，发展针对性较强的工业大麻生产机械，重点突破区域的环境因素限制，因地制宜，提高生产效率。

（2）作物适应性：机械化生产作业工艺模式需与作物特性相适应，工业大麻作为青饲料用、纤维用、花叶药用和籽用等不同用途，其品种选育、栽培模式、生长周期和收获方式均不相同。而工业大麻作为纤维用时也存在鲜茎剥皮和干茎打麻等不同方式，因此，在选用工业大麻收获工艺、加工技术时应针对上述特点研发选用不同的适用技术，最大程度实现工业大麻的利用，降低损失。

（3）产品需求适应性：工业大麻产品应用广泛，工业大麻生产全程机械化技术应满足鲜茎纤维、干茎纤维、花叶收获分离、青贮、颗粒饲料、纤维制备以及CBD提取等用途。

（4）经济适用性：工业大麻生产全程机械化技术工艺模式应为不同生产规模、不同组织形式和不同投入成本条件下的工业大麻生产提供相适应的技术模式和具体装备的配套方案。

针对上述要求，结合中国工业大麻主产区生产实践情况，在现有技术研究基础上，重点突破精量播种、青贮、割晒、联合收获、纤维剥制、短纤维提取和花叶分离等关键环节机械化技术，通过原始创新、集成配套、优化配置、性能试验、跟踪考核和示范推广等不同技术手段，提出一种适应中国工业生产的全程机械化技术模式，将工业大麻生产全程具体划分为土地整理、播种、田间管理、收获和产品初加工5个技术环节［16-17］，具体技术工艺流程如图2所示。

图2 工业大麻全程机械化生产技术工艺模式Fig.2 Full-mechanized production technology of industrial hemp

1.3 中国工业大麻生产机械化程度低

中国工业大麻生产与加工的机械化水平较低，特别是田间收获机械化配套作业技术与装备发展滞后，目前黑龙江省工业大麻生产的播种、割晒、剥麻等生产环节基本借用玉米和亚麻作业机械改进后完成，而沤麻、揉麻、打捆、花叶收获等作业机械属于薄弱环节。目前工业大麻种植、联合收获、脱麻等联合作业设备已成为制约工业大麻产业发展的最大瓶颈，对于规模化种植、标准化生产、机械化加工、高效运营造成了很大的困难，严重影响了种植规模、产品品质和产业效益［18］。

云南省工业大麻生产基本上是人工完成，缺乏可用的机械设备，因此提高工业大麻收获效率，降低劳动强度和成本的关键在于实现工业大麻的机械化收获［19-20］。国内工业大麻机械化收获研究较多的是纤维剥制加工，工业大麻收割机械的研究很少，许多收获技术仍然处于空白状态。其主要原因是中国工业大麻种植分布广、面积小，加上地形复杂和地理位置的特殊性等。工业大麻作物本身具有许多独特特征，如韧皮纤维长而柔韧，易对切割刀具造成磨损，且容易缠绕刀具，工业大麻茎秆粗细不均，长短不一，这些因素都会给收获作业带来不利影响［21-23］。因工业大麻收获与初加工困难的问题，导致工业大麻主产区的种植面积呈减少趋势，故提高工业大麻生产全程机械化程度成为当前工业大麻产业发展的必然途径。

2 国内外工业大麻机械化生产技术与装备

2.1 工业大麻耕作种植技术概况

2.1.1 工业大麻耕整地技术与装备

工业大麻机械化耕整地作业环节主要包括深耕松土、浅耕除草、平整土壤、起垄和开沟等环节，根据田地情况适当将深耕松土和浅耕旋土等作业环节加以配合。在深耕松土或翻耕的基础上，通常采用农机通用的旋耕机进行浅耕除草和平整土壤，去除杂草的同时提高土壤颗粒细碎度，耕地时的耕作深度一般为20～30 cm。黑龙江、辽宁、山东和山西等北方干旱地区，通常是在耕作后的土地直接进行播种，而在中国云南、贵州、广西等年降水量较高地区，需要进行垄作，实行分墒作畦，做到边沟、墒沟、腰沟和田间排水沟四沟配套，达到明水能排，暗水能渗［24-25］。

中国工业大麻种植主要以农田和山地为主，与粮食或经济作物的土壤条件相似，所采用的耕整地机械与粮油作物通用的耕整地机械基本相同，采用铧式犁、深松机、旋耕机、培土机和开沟起垄机等常规耕作机械，可满足种植工业大麻土地的深松、碎土、除草、平整土壤、起垄和开沟等作业环节的要求。

2.1.2 工业大麻播种技术与装备

根据工业大麻不同种植区域、土壤条件和加工用途来划分，工业大麻的播种方式主要分为撒播、条播和穴播（精量播种）。目前所采用的工业大麻播种技术包括精量播种、作物间作、套作和轮作等。工业大麻机械化播种的一般工艺包括开种沟（种穴）、播种、覆土和镇压等［26-27］。

工业大麻种子顶土能力较弱，播种时做到浅播30～80 mm。工业大麻种植若为纤维用，为实现“宜机化收获作业”，采用矮化密植的种植模式，不同品种的播种量通常为45～90 kg／hm2，播种方式通常采用撒播或者条播，条播的行距一般为150～250 mm。工业大麻种植若为繁种用，播种方式采用条播或者穴播，播种行距一般为150～300 mm。工业大麻的药用种植，其播种方式采用穴播，播种行距一般为600～1200 mm，株距一般为600～1000 mm，每穴播种2～5粒种子［28-29］。

工业大麻种子颗粒较大，且其外形呈现比较规整的椭球形，因此与其他作物（小麦、玉米、油菜等）机械化播种作业相比，工业大麻播种机械具有较高的通用性。在中国北方地域，因地域辽阔、单块种植区域大且播种期间温度较低，通常采用大幅宽播种机作业或覆膜播种机播种作业，图3所示为典型的联合播种机。在中国的中、西部和南部等丘陵山地，通常采用图4所示的中、小型联合播种机播种作业。

图3 典型工业大麻联合播种机Fig.3 Combined seed planter of industrial hemp

图4 工业大麻中、小型播种机举例Fig.4 Examples ofmedium and small industrial hemp seed planter

2.2 工业大麻收获技术概况

2.2.1 工业大麻收割技术与装备

国外农业机械化水平相对较高，部分发达国家开展工业大麻收获机械研发较早，且国外部分发达国家在高秆作物的收获机械方面研发比较成熟，在成熟的机型上进行快速改进后用于工业大麻收割作业。国外在工业大麻割晒机方面研发较少，主要集中在联合收获技术及装备的研发［30-31］。

近年来，随着中国工业大麻产业快速发展，通过消化吸收国外先进技术，并结合亚麻、苎麻和芦苇等高秆作物的收割技术，在工业大麻收割技术上取得了一定的突破和进展［32］。针对平原地区等大地块工业大麻种植区，中国虽然仍未研制出大幅宽的工业大麻割晒机，但已有成熟的较高幅宽、高效率的割晒机［33］。部分学者针对中国工业大麻种植现状，设计研制出了适用于丘陵山区的工业大麻割晒机，这些割晒机的作业特点是转向灵活，爬坡和通过性能强，填补了中国丘陵山区工业大麻收割机械的空白［34］。

工业大麻机械化收割技术一般指：工业大麻收割后将整秆直接进行纤维剥制，或工业大麻收割后在田间晾晒（雨露沤麻），当含水率达到一定的低值后再进行干茎秆打麻，最终目的均是获取工业大麻纤维［35-36］。机械化收割技术是指通过机械切割工业大麻茎秆，按照收割作业方式可分为收割铺放技术、割捆技术和收割装运技术。国内外典型的工业大麻收割装备如表1所示［37-40］。

表1 工业大麻收割装备Table 1 Industrial hemp harvesting machine

2.2.2 工业大麻联合收获技术与装备

工业大麻联合收获技术是指对工业大麻进行一次切割联合收获或多次切割联合收获，按照切割收获方式主要分为单割台联合收获技术和双割台收获技术，其中双割台收获技术分为双切割分段收获技术和双切割联合收获技术［41-43］。工业大麻双割台收获技术用于药纤兼用、花叶药用和籽用等工业大麻的收获，相对于整秆收割技术和单割台联合收获技术，双割台联合收获技术及装备的使用效率和用途得到了提高，但这种方式有损剥制后的纤维质量［44-45］。

（1）工业大麻单割台联合收获技术：用于花叶、籽粒和茎秆等单独收获，相对于整秆收割技术，单割台联合收获机械使用效率更高，但用途仍比较单一。茎秆收获可实现茎秆的整秆切割后，一机完成茎秆的切断或切碎，并实现茎秆的联合收集或储运；花叶或籽粒收获，机器切割工业大麻茎秆带花叶或籽粒的上部端，同步实现花叶或籽粒初步清选和储运，下部端植株茎秆留置田间未同步处理。

（2）工业大麻双切割分段收获技术：主要用于药纤兼用工业大麻的联合收获，该类型装置由上下两套切割系统组成：上切割系统仅用于收获工业大麻植株上端的花叶或种子；下切割系统切割工业大麻茎秆后通过侧边输送铺放系统将茎秆均匀铺放至田间，用于加工获取工业大麻纤维。

（3）工业大麻双切割联合收获技术：主要用于花叶药用、籽用和饲用工业大麻的联合收获，该类型装置由上下两套切割系统组成：上切割系统用于收获工业大麻植株上端花叶或种子，并实现花叶或种子的清选、收集和储运联合作业；下切割系统收获工业大麻茎秆，切碎装置实现茎秆初步切碎，经过输送装置成条铺放至田间。双切割联合收获机器的使用效率进一步提高，但这种方式有损纤维质量。事实上，这种方式得到的纤维很难用于纺织行业。国内外典型工业大麻联合收获装备如表 2所示［46-49］。

表2 工业大麻联合收获装备Table 2 Industrial hemp combine harvest machine

2.3 工业大麻初加工技术概况

自21世纪初期开始，国内外对以工业大麻等纤维为原料的天然纤维增强复合材料的需求越来越多，促进了工业大麻收获后茎秆初加工技术的发展。随着国际上对工业大麻政策的放宽和工业大麻多功能利用的拓展，进一步促进工业大麻初加工技术及装备的快速发展［50-52］。

工业大麻初加工技术主要是指对工业大麻进行纤维剥制、花叶分离、茎秆切碎打捆、籽粒清选和短纤维提取等不改变工业大麻内在成分的加工技术。根据生产应用需要，现有的工业大麻初加工技术主要分为：纤维剥制技术、花叶分离技术、秸秆炭化技术和联合收获加工技术等［53-54］。

2.3.1 工业大麻纤维剥制加工技术与装备

工业大麻纤维剥制技术是指通过剥麻装置获取工业大麻韧皮纤维层的纤维，纤维剥制的过程中初步去除纤维上的胶质层，获取的纤维以供生产应用。该技术主要包括鲜茎剥皮技术、干茎打麻技术和短纤维提取加工技术［55-59］。

（1）鲜茎剥皮技术：指从田间收获后的工业大麻整株茎秆未经烘干、沤晒等处理直接用来剥制纤维的技术，该技术获取的纤维含杂率较低、单纤维强度高且出麻率高，但纤维含胶率较高。

（2）干茎打麻技术：工业大麻收获期通过收割装备将茎秆切割后整齐铺放至田间，通过2～4个月的晾晒和沤麻，达到工业大麻茎秆的初步脱胶后再通过打麻技术获取纤维，该技术获取的纤维含胶率较低，但纤维含杂率较高。

（3）短纤维提取加工技术：从麻屑混合物中分别提取短纤维和麻屑、并实现短纤维及麻屑的加工和清洁。纤维和麻屑的混合物占工业大麻物料质量的50%～60%，剥制的纤维最多仅占30%。目前，收获后大约50%大麻纤维碎屑的处理需要高效的碎屑处理和清洁技术。清洁优质的麻屑不仅可以用作动物饲料，还可以用作刨花板或复合材料生产原料。表3所示为国内外典型的工业大麻纤维剥制加工装备［60-65］。

表3 工业大麻纤维剥制加工装备Table 3 Industrial hemp decorticating machine

随着工业大麻纤维在纺织、无纺布、造纸和复合材料等领域的广泛应用，纤维用工业大麻在全球的种植面积逐年扩大的同时也呈现农场化和规模化发展，因而对工业大麻纤维剥制加工装备的需求日益迫切。

2.3.2 工业大麻机械化花叶分离和秸秆炭化技术与装备

（1）工业大麻花叶分离装备

美国MUNCH Machine公司研制出图5a所示的花头分离机（Mother Bucker），主要由花头脱离机箱、驱动电机、控制器、集料箱、机架和轮胎构成，其中花头脱离机箱主要由脱叶面板和对辊式夹持滚筒构成，脱叶面板上设计多个不同直径模具孔以匹配不同直径的茎秆，模具孔周边设计环形切刀用于剥离茎秆上的花叶，该机操作简单而有效，单人作业工效可达68 kg／h。随着生产和市场的需求，MUNCH Machine公司进一步研制出作业工效更高的图5b所示的双花头分离机和图5c所示的输送带式花头分离机［66］。

美国DK FAB公司研制出大型工业大麻花叶分离集成生产线（图5d），该生产线可一次完成工业大麻茎秆夹持输送、花叶剥离、花叶清选和花叶收储等工序，该生产线可加工处理长度超过3 m的工业大麻茎秆，且花叶剥离率超过95%。生产线的主要作业过程是：茎秆夹持输送、花叶剥离、主茎秆输出及收储、清选主茎秆分离、去除短茎秆、短茎秆上花叶二次剥离和花叶收储［67］。

图5 工业大麻花叶分离装备Fig.5 Industrial hemp flower and leaf separation machine

（2）工业大麻秸秆炭化装备

工业大麻等作物秸秆因质量轻、可燃性好，是制作烟花爆竹碳粉的良好材料，市场价格较好，开发潜力大。肇东市圣通秸秆炭化有限公司自主研制出图6所示的“不等经连续回转式碳化炉”为主体的秸秆自动化成套炭化设备［20］。麻秆自动化炭化成套设备充分利用秸秆气化炉的原理、连续式炭化原理、流化床原理、干馏式炭化原理自动装置及多种新技术，可保证麻类等秸秆从喂料到炭粉连续化生产。该设备炭粉生产率6 t／d，消耗麻类等秸秆24 t／d，年处理秸秆20万吨以上。

图6 工业大麻秸秆炭化装备Fig.6 Industrial hemp straw carbonization machine

2.3.3 工业大麻机械化联合收获加工技术与装备

（1）工业大麻纤维收剥一体化装备

纤维用工业大麻的收获加工模式一般为：割晒、雨露脱胶、翻麻、捡拾、运输、切断、打麻和清选，捡拾后的大麻茎秆从种植地运送到固定地点，进行集中剥制打麻，增加了运输和场地成本。为此，国内外的科研院所和工业大麻生产企业探索研究工业大麻纤维收获剥制一体作业技术［19］。

中国人民解放军原总后勤部军需装备研究所军用汉麻材料研究中心研制出自走式工业大麻纤维收剥一体机（图7a），该机主要由厢式割台、割刀、纵向输送装置、剥麻装置、排渣装置、动力底盘和驾驶室等组成，该机一次作业可完成工业大麻的茎秆收割、输送、纤维剥制和麻骨麻叶成条铺放等作业工序。

澳大利亚纺织复合工业有限公司研制出HD-3型工业大麻收剥作业一体机，主要由收割平台、输送装置、剥麻装置、集料装置和动力系统等组成。该机收割平台完成工业大麻茎秆的切割和捡拾，输送装置将茎秆输送至剥麻装置完成纤维的剥制，2套集料装置分别收集纤维和麻骨。剥麻装置安装在收割平台上，收割平台被拖拉机以偏置方式拖拽，整机的动力需120马力以上，作业工效可达 1.0 hm2／h。

（2）工业大麻茎秆捡拾纤维分离技术

21世纪初期，加拿大曼尼托巴大学研制出一款牵引式工业大麻纤维分离机（图7b），该机主要由捡拾装置、切割剥制装置、喂入装置、分离装置、纤维集料箱、麻屑集料箱和动力机构等组成，该机的切割剥制装置中设计有圆柱形分离刀盘，3套原始刀和9套打麻刀倾斜均布安装在刀盘上可完成工业大麻的切断、打击、梳理等功能，以实现工业大麻的纤维剥制［68］。该机挂接在拖拉机上，该机随着拖拉机的牵引前进捡拾大麻茎秆，并对茎秆进行剥制分离、清洁，该机降低了茎秆运送和场地存放的成本。

（3）工业大麻茎秆捡拾斩捆技术

针对种茎一体收割机作业后铺放的工业大麻茎秆，德国CLASS公司研制了一款斩捆汉麻收割机（图7c），该机主要由集成在动力机构上的捡拾装置、切碎装置、输送装置和通过拖挂装置与动力机构连接的压捆机等组成，可将工业大麻茎秆切成50 mm的碎片，并直接输送到压捆机的冲压单元，冲压成方形捆后铺放在田间，成型的工业大麻茎秆方捆物料可以经乳酸菌发酵，用于奶牛、羊等畜牧业饲料［19］。

图7 工业大麻联合收获加工装备Fig.7 Industrial hemp combined harvesting and processing machine

（4）工业大麻纤维集成生产线技术

21世纪初，德国莱布尼斯农业工程研究所研制出一套工业大麻纤维生产线［69］，可依次完成工业大麻茎秆捆的预处理、纤维剥制、纤维的清洁、纤维和麻骨碎屑分别收集等工序，该生产线可生产加工直径达1.8 m的圆捆和各种尺寸的方捆。生产线主要工艺流程是：茎秆捆和茎秆预处理、去杂、测定计量茎秆体积量、剥制纤维、清洁茎秆、梳理和疏松纤维、分离短纤维和麻屑、去除短纤维、清理废气和粉尘等。2008年该单位研制出新一代生产线（图8），新一代生产线增加茎秆预处理工序的同时减少了纤维剥制工序，整个加工线仅需7道作业工序，极大程度缩短了加工线并提高了加工效率［70］。

图8 工业大麻纤维提取工艺生产线Fig.8 Industrial processing lines for fibers from industrial hemp

新一代工业大麻纤维生产线中采用的核心技术主要为茎秆包切断装置和锤式剥麻装置，茎秆包切断装置设计有方捆茎秆包打开装置（图9a）和圆捆茎秆包切断装置（图9b）2款。锤式剥麻装置是基于上一代生产线中的摆锤式粉碎机的原理研制，其结构原理如图9c所示，该装置主要由顶部挡板、剪切板、指板、搅拌器和分离筛等组成，该装置能实现工业大麻茎秆纤维的剥制，长、短纤维和麻屑的初步分离，其良好的纤维剥制和筛分效果可有效保障下道工序中纤维清洁更简单高效，通常情况下，该装置作业后仅需一个清洁阶段即可实现纤维中含杂率低于2%，锤式剥麻装置的实物如图9d所示。

图9 工业大麻加工生产线关键部件Fig.9 Critical component of processing lines for fibers from industrial hemp

3 中国工业大麻机械化生产存在的问题及需求分析

3.1 中国工业大麻机械化生产存在的问题

目前中国工业大麻生产技术体系正处于振兴发展阶段，与发达国家相比，中国工业大麻机械化生产技术存在较大的差距，调查发现中国工业大麻生产装备存在的具体问题为：

（1）工业大麻全程机械化生产模式不完善，农机农艺融合不够，机械化种植模式与收获作业匹配度不高。此外，工业大麻初加工技术存在着研发集成不够、推广力度小等问题，也严重制约着工业大麻机械化初加工技术的发展速度。

（2）中国工业大麻种植生产政策不明朗，制约产业发展；工业大麻产业化程度低，为数不多的从事工业大麻生产的企业基本上是中、小型企业，生产主体多以个体经营者为主，种植环境较为复杂，经营规模较小，多样的生产规模和种植管理模式，严重制约着工业大麻机械化生产技术的发展速度。

（3）基础性研究落后，植物-机械相互作用系统理论和共性技术研究还比较缺乏，尚未形成企业创新机制，对国外技术和装备的依赖性重。工业大麻机械化生产装备适用性与可靠性低，工业大麻生产工艺与机械化生产技术联动性差。

（4）工业大麻机械化生产环节发展不均衡，机械化生产技术及装备存在短板。中国工业大麻初加工机械已经发展多年，已基本覆盖到土地耕作、机械收获和机械化初加工等工艺流程的各个环节，但工业大麻机械化生产技术的各个环节发展并不均衡。工业大麻收获技术与装备的自主创新研究完全处于空白；工业大麻的联合收获技术与装备、花叶分段收获技术与装备的研究尚未启动；工业大麻种质资源用的脱粒技术与装备的研究处于起步阶段；工业大麻种子脱壳机未开展相关研究，市面上尚未出现成熟的工业大麻种子脱粒机和脱壳机；工业大麻初加工机械相关的研究已取得一定的成果，但存在很大的局限性，尚未完全满足市场的需求，无法大面积推广。

3.2 中国工业大麻机械化生产需求分析

针对工业大麻产业发展过程中存在的问题，以“十四五”期间国内外工业大麻产业发展需求为导向，根据全国工业大麻产业布局及市场需求开展联合攻关，解决制约产业发展的全程机械化瓶颈问题。结合中国工业大麻生产的实际情况，提出中国工业大麻机械化生产技术及装备的发展趋势和建议。

（1）开展农机农艺深度融合研究，建立工业大麻全程机械化生产模式。按照不同地域生产需求，制定适合机械化收获的栽培模式；依据不同种植区域的生产环境，结合不同区域生产条件和现状，实现山地高效轻便型和大型工业大麻生产装备并存发展；加大研发资金力量的投入，填补工业大麻机械化生产技术空白领域，加强弱势技术领域关键技术的突破，建立适宜的工业大麻全程机械化生产体系。

（2）纤用或药纤兼用工业大麻收获与加工机械的研发。针对东北纤用工业大麻和药纤兼用工业大麻的产业发展需求，重点突破目前纤用工业大麻规模化发展过程中分段收获技术或茎秆切断技术，与现有的亚麻翻晒机和纤维打麻机配套，实现工业大麻生产与纤维加工全程机械化作业。

（3）花叶收获与加工机械研究。针对云南药用大麻发展需求，尽快研发药用工业大麻小型花叶收获与加工机械。同时开发大型药纤兼收双切割收获装备，以满足东北地区工业大麻规模化发展对收获加工装备的需求。

（4）籽用工业大麻收获加工装备的研发。针对西北地区籽用工业大麻产业发展需求，重点攻克工业大麻茎秆种子兼收联合作业装备、种子收获装备、种子脱粒加工装备、种子脱壳装备等核心装备，以满足产业日益发展壮大对机械作业设备的需求。

4 结论

中国是全球工业大麻种植面积和产量最大的国家之一，随着工业的发展和科技的进步，中国工业大麻机械化生产技术及装备已从最初的国外引进和被动仿制进入到创新研发和共性基础理论研究并举发展，在工业大麻耕作种植技术、茎秆收获技术、纤维剥制加工技术等领域已形成较成熟的技术体系，适应不同作业模式的中、小型工业大麻收获机械和初加工机械正逐步形成规模。本文系统分析了工业大麻全程机械化生产模式中的土地耕作、种植、田间管理、收获和初加工等生产环节的技术及装备，重点阐述了工业大麻耕作种植、收获和初加工等3个核心技术环节的机械装备的研究现状和发展动态。在此基础上，明确了中国工业大麻机械化生产技术及装备面临的问题和解决方法。因此，中国需要开展工业大麻机械化生产的农机农艺深度融合，健全工业大麻全程机械化生产模式，重点突破纤用或药纤兼用工业大麻收获与加工装备的研发、花叶收获与加工装备的研发和籽用工业大麻收获加工装备的研发，实现工业大麻生产的全程机械化，并向自动化和智能化迈进，促进工业大麻产业的高速发展，为提高农民的经济效益提供助力。