上海地区4种绿叶菜类蔬菜收获机械作业性能比较

陈佶 夏海荣 刘伟华 岳崇勤 夏焕

陈佶,上海市农业机械鉴定推广站,201601

夏海荣,刘伟华,岳崇勤,夏焕,上海市农业机械鉴定推广站

导读：针对上海地区绿叶菜机械化生产模式,以鸡毛菜为对象,对国内外4种绿叶菜收获机械的作业性能进行比较,实际割幅满足农艺要求,小型、轻便且具有割台仿形机构的绿叶菜收获机械较适合上海地区小规模种植模式。

蔬菜是上海地区除粮食作物外播种面积最大的作物。2017年上海地区蔬菜播种面积9.288万hm2，产量293.50万t；2018年蔬菜播种面积9.431万hm2，产量294.49万t[1]。蔬菜营养丰富，品种繁多，按农业生物学分类，可分为绿叶菜类、甘蓝类、茄果类等。其中，鸡毛菜、苋菜、茼蒿等绿叶菜生长周期短，复种指数高，具有较高的经济价值，是上海地产蔬菜的重要组成部分。蔬菜生产是劳动密集型产业，除耕整地、植保、搬运等环节实现了一定程度的机械化，其他环节仍以人工作业为主[2]。其中收获环节是最耗时、劳动强度最大的环节，约占总作业量的40%[3]。但日益严重的人口老龄化问题，造成农村劳动力短缺、生产成本增加、经济效益降低，绿叶菜收获已成为制约上海蔬菜产业发展最主要的矛盾。上海市农业农村委员会自2019年起在全市范围内创建蔬菜生产“机器换人”示范基地，大力推进绿叶菜生产全程机械化。按照方案，绿叶菜种植在8 m宽塑料温室或连栋大棚内，畦作机播，机械收割，配套农艺为：旋耕机碎土后在棚内作5畦，畦宽1.1 m、高15～18 cm，播种与收割幅宽1.05 m[4]。上海市农业机械鉴定推广站对国内外多款绿叶菜收获机械的结构、原理进行学习研究，并对其作业性能进行试验验证，为有效推进绿叶菜收获机械化提供了依据。

图1 锯齿带刀

叶菜收获机械分类方式多样，按收获蔬菜类别可分为结球类、绿叶菜类和葱韭类；按行走方式可分为手扶式和乘坐式；按收获后蔬菜堆放方式可分为有序收获和无序收获[5]。叶菜收获机械作业部分主要包括割刀、割台、输送装置等，亦可装拨禾装置或割台仿形机构。叶菜几何形态和物理特性的多样性造成收获机械的通用性较差[6]，在采收不同品种叶菜时应选用合适的割刀、输送装置。目前常用的割刀主要有锯齿带刀（图1）、往复式刀（图2）、圆盘刀（图3）等。

图2 往复式刀

图3 圆盘刀

1 绿叶菜收获机械作业性能比较

1.1 4种参试机具基本情况

上海市农业机械鉴定推广站于2020-2021年在上海市奉贤区、松江区对国内外4款绿叶菜收获机械的作业性能进行了试验验证。这4款收获机械分别为：南通富来威农业装备有限公司生产的4UM-100电动蔬菜收获机（图4）、上海世达尔现代农机有限公司生产的4MD-120苗菜电动收割机（图5）、上海田惠农业装备有限公司生产的XFYC-1200叶菜收割机（图6）和意大利HORTECH公司生产的SLIDE FW 120叶菜收获机（图7）。

图4 富来威4UM-100电动蔬菜收获机

图5 世达尔4MD-120苗菜电动收割机

4款绿叶菜收获机械主要技术规格见表1。富来威4UM-100电动蔬菜收获机和世达尔4MD-120苗菜电动收割机为手扶式结构，整机体型较小，操作者在畦面上行走推扶收获机前进作业，机具后部放置蔬菜筐的空间较小，可放2个，1人作业需兼顾机具行走和蔬菜的收集与摆放，换筐频率高。田惠XFYC-1200叶菜收割机和HORTECHSLIDE FW 120叶菜收获机为乘坐式结构，整机体型较大，操作者站立在收获机上操纵机具前进作业，收获机后部摆放蔬菜筐的空间较大，可放置4～6个，1人作业可专注于蔬菜的收集与整理，换筐频率较低。除HORTECH SLIDE FW 120叶菜收获机采用内燃机、配套功率较大外，其余3款机具均采用电机驱动，配套功率小，节能环保。富来威4UM-100电动蔬菜收获机设计割幅1.0 m，与畦面宽1.1 m、播种和收割幅宽1.05 m的农艺要求有一定差异，另外3款收获机械的设计割幅均为1.2 m，与农艺要求匹配。参试机具都可实现割茬高度上下手动调节。除富来威4UM-100电动蔬菜收获机没有割台仿形机构外，其余3款收获机均配有两点接触式割台仿形机构，作业时可沿机具前进方向根据畦面平整度自动调节割台升降。上述4款收获机械皆可用于鸡毛菜、苋菜、茼蒿等绿叶菜的无序收获。

图6 田惠XFYC-1200叶菜收割机

图7 HORTECH SLIDE FW 120叶菜收获机

1.2 试验方法

试验方法参考中华人民共和国农业行业标准《手扶式茎叶类蔬菜收获机 质量评价技术规范》（NY/T 3664-2020），结合上海地区农艺要求，测定实际割幅、割茬高度、漏割损失率，同时考察机具的通过性。具体要求与方法如下：①实际割幅，每1行程在测区内等距离测定6点，测2个行程，计算平均值；②割茬高度，在测区内沿机具前进方向于全幅宽内等间隔选取20株测量割茬高度，每1行程等间隔测2次，测2个行程，计算平均值；③漏割损失率，在测区内沿机具前进方向取1 m长，在全幅宽内测定漏割叶菜割茬后的质量，并统计收割叶菜的质量，每1行程等间隔测2次，测2个行程，计算漏割损失率。

试验选用适宜机械化采收新夏青5号、新夏青6号鸡毛菜。试验地点选在连栋大棚内，单栋跨度8 m，长40 m。前期配套农艺为：旋耕机碎土后用作畦机作5畦，畦面宽1.1 m，直播机播种，播种幅宽1.1 m。上海地区土壤质地主要为壤土，土壤表层绝对含水率不超过30%。根据上海地区蔬菜机械化生产技术，鸡毛菜一般在播种后20～25天采收，7～9月高温季节播种后14～15天采收。试验地块平整无杂物，鸡毛菜生长均匀，苗龄适宜收割，不同收获季节鸡毛菜平均自然高度10～13 cm，无大于100 cm2的无苗区域，采收面积不小于80 m2（包含稳定区与测区）。

1.3 试验结果与分析

4款绿叶菜收获机械的通过性与作业性能试验结果见表2。4款机具在连栋大棚内的通过性均较好。连栋大棚入口宽敞，机具进出大棚方便，无磕碰发生。大棚两端田头留有机具调头的空地，机具田间调头方便。体型较小的2款手扶式收获机较体型较大的2款乘坐式收获机更便于田间调头。值得注意的是，8 m宽塑料温室入口较连栋大棚明显窄而且矮，手扶式收获机仍可较方便地进出温室，但乘坐式收获机进出时须留意不能碰撞到温室钢架；塑料温室因空间狭小，田头未留出供机具调头的空地，收获机田间调头时会轧到蔬菜，体型较大的乘坐式收获机轧菜情况更明显。

表1 4款绿叶菜收获机械主要技术规格

表2 4款绿叶菜收获机械的通过性与作业性能

作业性能方面，富来威4UM-100电动蔬菜收获机实际割幅为0.9 m，作业时前方导向轮在畦沟内行走，后侧驱动轮在畦面上行走，其余3款收获机的实际割幅均为1.1 m，作业时导向轮和驱动轮皆在畦沟内行走。因鸡毛菜苗龄、长势略有差异，农艺要求割茬高度不同，4款收获机械作业时的实际割茬高度也不同，但均符合农艺要求。富来威4UM-100电动蔬菜收获机在收割过程中会发生割刀切土的情况，其他3款机具未发生切土情况，表明装有割台仿形机构的绿叶菜收获机在作业时的稳定性高于没有割台仿形机构的收获机。富来威4UM-100电动蔬菜收获机、世达尔4MD-120苗菜电动收割机和HORTECH SLIDE FW 120叶菜收获机的漏割损失率均不超过2%，能较好满足生产要求，田惠XFYC-1200叶菜收割机漏割损失率稍高，为4.2%，基本能满足生产要求。

2 结论

综合4款绿叶菜收获机械的通过性和作业效果来看，世达尔4MD-120苗菜电动收割机在8 m宽塑料温室和连栋大棚内进出、通行和田间调头均较为方便，实际割幅与机械化生产农艺要求相配套，作业性能各项目综合评价最好，适用于8 m宽塑料温室和连栋大棚内的绿叶菜机械化采收；HORTECH SLIDE FW 120叶菜收获机在连栋大棚内通过性较好，但在8 m宽塑料温室内通行不便，实际割幅能满足耕整地、播种和收割等农艺要求，作业效果好，适用于连栋大棚内的机械化收获；田惠XFYC-1200叶菜收割机在连栋大棚内通过性较好，在8 m宽塑料温室内通过性一般，实际割幅能满足相应农艺要求，但漏割损失率稍高，可在连栋大棚内适量使用并作进一步验证；富来威4UM-100电动蔬菜收获机在8 m宽塑料温室和连栋大棚内进出、通行和田间调头较为方便，但实际割幅与本市主推的机械化作业农艺要求不相符，漏割损失率较低但收割稳定性较差，适合在少数畦面宽不超过1 m的非标准情况下使用。根据上述试验结果，宜在上海地区推广小巧轻便、具有割台仿形机构的绿叶菜收获机械。