青菜头收获机械化发展现状与展望*

潘超杰 ， 王 辉 ， 金香凤 ， 唐友莉 ， 黄 林

（重庆三峡学院机械工程学院，重庆 404130）

青菜头又名茎瘤芥、茎用芥菜，经过专门腌制加工便成为人们日常食用的榨菜，是榨菜生产主要原材料。其种植区域分布在重庆、浙江、福建、江苏、安徽等地，其中重庆和浙江为青菜头主要产地，两个地区占青菜头总产量超过80%。重庆涪陵地区因其特殊的气候适宜青菜头生长，青菜头种植面积最广，涪陵榨菜更是全国有名，上榜中国农业品牌目录。随着社会经济的发展，农村劳动力逐步向城市迁移，从事农业生产人员数量骤减，青菜头收获劳动力日益短缺，人工成本不断上涨，人工田间收获劳动强度大，传统的人工收获方式已很难满足当下生产条件，对榨菜产业的可持续性发展形成制约，因此相关科研单位十分重视青菜头的机械化收获。毋庸置疑，对青菜头的机械化收获进行研究具有重要的现实意义[1]。

1 青菜头收获要求

青菜头收获环节是整个青菜头生产及深加工过程中不可分割的一部分，对产品质量产生重要影响。由于它收获方式特殊，收获时间较短，对农艺提出了较高的要求。青菜头中用来制作榨菜的部位是茎瘤芥去掉叶和根剩余的部分，即茎瘤芥的茎瘤部分，其砍收标准为以下步骤：第一，贴着底部砍下青菜头，不留老根；第二，用刀剃（砍）净菜叶，使其坨型光滑；第三，砍掉青菜头顶部小叶，保证两头齐平；第四，装运车辆货箱要干净、卫生，并及时装运，时间原则上不能超过24 h，保证品质，便于储藏加工。

2 国内青菜头收获机械化发展现状

国内青菜头的生产加工已经基本实现机械化作业，种植菜地土壤也采用微耕机进行耕作，在运输环节出现了运用农用轨道车搬运的运输方式，相较之下，在采摘收获环节上机械化程度较低，仍处于人工作业阶段。青菜头作为我国的特色农作物，受限于种植环境条件，在国外少有对其机械化收获展开的研究和报告，其发展状况主要以国内为主[2]。近年来，国内对青菜头机械化收获的研究也在不断进行，相关学者、高校、科研机构及农业企业等都致力于在此领域内获得进展，研发出了许多青菜头机收的新装备和新机具。如西南大学龚境一等[3]依据西南地区特殊的丘陵山地地形设计了一种小型自走式青菜头收获机，更好地适应作业地形；重庆市农业科学院冯伟等[4]设计了一种榨菜收获机，并通过试验着重优化收获机割台参数性能和设计；农业农村部南京农业机械化研究所金月等[5]设计研发了一种手扶自走式青菜头联合收获机，能够实现同时去除青菜头根和叶，并实现自走。现有青菜头收获机主要由根茎切割分离装置、对拢夹持装置、菜叶切除装置和提升运送装置这几部分组成。收获机作业时通过切割装置将青菜头的菜叶和菜根部位去除，经过对拢夹持，将青菜头的茎瘤部分输送至提升运送装置，继续向后通过提升运送装置送入集料装置，最终完成收获过程。

综合当前研制出的青菜头收获机械，在功能性上能够基本满足机械化收获采摘要求，能够缓解传统人工收获作业强度，具有一定的成效。但在适用性上还存在不足，受限于农作物种类和环境地域条件的差异性，在实地进行操作时难以开展有效作业，收获效率不高。

3 青菜头收获机械化存在的问题

3.1 农机和农艺匹配程度低

青菜头采用机械化收获相较于人工收获把控难度更高，对农艺提出了更为严格的要求。不同地区种植的青菜头存在个体差异，表面尺寸形状不规则，机械收获达不到统一的标准，在操作作业过程中常出现漏收、损伤青菜头的情况。一些青菜头尺寸较大，顶部缨叶宽厚，收获机械在收割过程中对拢夹持困难，在喂入除叶输送过程中会造成机器的故障和堵塞，影响效率。青菜头主要种植区地形多为丘陵山地，地表崎岖不平，地块小且分散，不利于收获机械在田间穿行作业及掉头，机械应对地形能力和适应性欠缺，机收效果不理想[6]。

3.2 较难实现精准收获，收获品质堪忧

使用青菜头收获机械开展机械化作业要求降低机收损伤率、提高收获率并不断完善工序，即在收获作业过程中要尽可能减少青菜头的损伤。青菜头种植区土地平整度不佳，地表高低起伏，青菜头茎瘤底部根茎结合处与地表较贴合，此外种植区土地耕作面积大，少有完整地块，土质疏散且凹缝深坑较多，加之人工动土及受雨水影响，致使下部主根部位与茎瘤存在弯曲并陷入坑缝之中，位置相对复杂。而现有青菜头收获机械在收割过程中前部切根装置不能完全与根部对准，只能按照其设定结构位置运行作业。若是切根装置位置过高则会损坏上部茎瘤，若是位置过低，则会使切根装置陷入土中，出现拱土现象，对切割刀造成巨大的磨损。典型的例如西南地区，土壤黏性大，切割刀易陷入土中表面被湿土覆盖，在影响作业的同时也会缩短机具使用寿命。另外，一些青菜头倾倒在地表上或生长位置不齐，收获机械较难对菜叶进行一次性夹持切割分离，含杂率高。因此，现有青菜头收获机械无法对青菜头实现精准收获，收获的青菜头品质难以保障。

3.3 青菜头收获装备和技术不完善

青菜头种植范围受地域影响，产地多为丘陵山地，地形条件复杂，对收获机械的适用性提出了较高的要求。国内外此前对于青菜头收获机械方面的研究较少，虽已有研发的机械，但受制于技术条件的浅薄，自主研发机械的难度增大，研发的机械更多只停留在试用阶段，未能大规模量产投入市场。由于技术的不成熟，青菜头收获装备以及新技术的推广非常局限，农户对于收获机械的认知和使用也存在不足，接受程度较低，传统人工收获方式仍占据主要位置。此外，相关部门对项目研究的各项支持也较少，青菜头收获装备和技术发展较缓慢。

4 提高青菜头收获机械化水平的对策

4.1 着力推进农机与农艺高度相融

推动农机与农艺相结合是实现青菜头机械化收获全面发展的重要基础保障。青菜头机收的成效与青菜头种植品种、方式及收获机械本身密切相关。在青菜头收获机械研制过程中，应针对各地不同实际情况，参照青菜头的个体尺寸、播种行距、播种株距及株数等因素对收获机械参数结构等进行调整，以提高在不同作业区的适应性和作业能力。响应农业现代化号召，加快落实开展农田宜机化改造，对青菜头种植区旱地、水田进行合理规划，推进种植模式、作物品种宜机化，拓展农机应用场景，为农机创造优良的作业环境，充分发挥其功能。同时实现资源优势整合，完善种植地配套设施建设，控制作业生产相关成本，实现种植、生产、收获、运输等产业链有序衔接。对于收获机械本身，要清楚认知其设计和功能指向，对研制机械各项性能作业指标（包括收获率、损伤率、漏收率、完整率等）进行实地测验，对照青菜头农艺要求做好科学客观评价工作，不断克服缺点、完善不足、优化结构，坚持攻克诸如青菜头收获机实现无损切根、无损夹持输送、茎叶分离等痛点技术，真正使农机与农艺高度融合[7]。

4.2 提高农业机械化创新力度

科技创新能力是影响农业机械化水平的重要因素。当前我国农业机械化地区发展失衡的现象依然存在，阻碍农机技术进步。为了推动农业现代化和农业机械化的健康可持续发展，需要不断提高农业机械化科技创新力度，带领农业转型升级迈向新的高度，增强农业竞争力。青菜头种植区多为丘陵山地，而丘陵山地地区正是制约我国农业机械化发展的短板所在，农业机械化水平较低，大中型农业机械不适用，小型农业机械陈旧落后，基础设施匮乏。面对丘陵山地复杂的地形条件，对此地形区相关农业机械的研究条件受阻，研究的成果难以转化，发展一度滞后。2021年农业农村部、工业和信息化部联合召开的农机装备补短板工作推进会议强调要瞄准农业生产需求，加快补齐农机装备短板，为农业农村现代化提供有力支撑。其中也指出现阶段适应南方丘陵山区的小型农业机械相对缺乏，农业机械化程度低，存在大量技术空白。因此，从农机创新层面出发，政府部门应该重视丘陵山区小型青菜头收获机械的发展，把它作为推动农业机械化发展的重要依据和部分来对待。加大和鼓励科研人员研发适用于地区实际的青菜头收获机械，增强国内自主研发农业机械的能力和水平。通过增加科研经费的投入，吸收引入高技能水平和综合素质能力的人才从事科创研发工作，攻坚克难，促进研究成果转化，加快推动我国青菜头收获机械的研发应用。

4.3 加强农业机械化服务体系建设

当前青菜头收获以人工作业为主，机械化收获程度不高，很大一个因素是农机服务体系建设不完善和农机推广力度不足，影响农民对农机使用意愿的积极性并阻碍农业生产效率的提高。因此急需在青菜头等作物产区建设一批区域性农机社会化服务中心，引导农机服务主体布局优化，扩大覆盖范围，加强对农机的管理力度，完善农机信息登记，相关部门组织定期下乡对问题农机进行故障维修排除，对陈旧老化农机进行更新整备。政府部门做好农机购置补贴工作，充分发挥政策支持引导作用，减轻农户购买负担。农机推广人员需要依据当地实际向农户正确推广青菜头收获机的使用情况，增强农机设备使用质量，为农户们创造更多便捷条件[8]。

5 结语

农业机械化是实现农业现代化的重要保障，是新时代农业发展的客观规律和要求[9]。当前我国青菜头收获机械化处于发展初步阶段，技术尚未成熟，虽有一定成果，但问题还很多，研制的机械还达不到大规模量产使用阶段。传统人工收获作业模式耗时耗力，生产效率低下，阻碍了青菜头产业的发展。因此，在将来发展过程中，研究人员将对技术难点进行集中攻克、不断创新，研发适用于丘陵山区的青菜头收获机。同时，面对互联网信息高速席卷的浪潮，未来农机发展也必将与智能化、自动化技术相联系，逐步形成全方位、多领域的现代农机发展体系，致力于为农业生产提供便利条件。

农业机械化始终要紧扣农业农村经济结构转型升级这一要点，致力于提高农业生产效益、增加农民收入，服务农业现代化需求[10]。通过促进青菜头农机与农艺深度相融，不断提高自主创新水平和加快本国实用新型农机的研发力度，同时大力发展农机社会服务体系，加快农机基础配套设施建设，为推动青菜头收获机械化及农业现代化注入新动能。