技術(shù)自主研發(fā)　效率提高三倍——詳解國內(nèi)首款菠蘿采收機(jī)

圖為菠蘿收獲機(jī)試驗現(xiàn)場。劉益男攝

　　菠蘿是我國重要的熱帶水果之一，國內(nèi)種植面積在100萬畝左右，是廣東、海南等地的重要支柱性產(chǎn)業(yè)。然而，近幾年國內(nèi)菠蘿卻時常出現(xiàn)大規(guī)模滯銷。除了受品種結(jié)構(gòu)單一影響外，生產(chǎn)方式落后，種植采收人工成本過高，也是造成農(nóng)民豐產(chǎn)不豐收的主要因素。

　　一到菠蘿采收季，在廣東、海南等地的菠蘿地里便能看到從頭到腳全副武裝的農(nóng)民，背個大筐，頂著烈日彎腰采收菠蘿，再一筐一筐扛到路邊的車上。菠蘿采摘季節(jié)性較強(qiáng)，只有半個月左右的收獲高峰期。目前，國內(nèi)菠蘿采收主要以人工為主，成本一斤2到3毛錢，占到整個菠蘿生產(chǎn)成本的40％，而且采收工人老齡化嚴(yán)重，用工難找。

　　為了解決這一制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題，助力我國菠蘿產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所（以下簡稱熱科院加工所）從2017年啟動菠蘿采收機(jī)械化科研攻關(guān)，重點研發(fā)人工輔助半自動機(jī)械化采收平臺，在一定程度上降低了勞動強(qiáng)度，提高了采摘效率。今年3月，熱科院加工所食品加工團(tuán)隊和木薯機(jī)械化團(tuán)隊聯(lián)合研發(fā)的國內(nèi)首款菠蘿采收機(jī)在廣東徐聞國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園菠蘿種植基地田間采收試驗成功，獲得參與試驗各方肯定。

　　強(qiáng)勁有力  轉(zhuǎn)場靈活

　　熱科院加工所食品加工團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、農(nóng)村科技特派員周偉介紹，國外菠蘿采收機(jī)技術(shù)較成熟但價格昂貴，如美國36米幅寬菠蘿采收機(jī)單價達(dá)35萬美元，并且對使用地塊具有嚴(yán)格要求，包括：地塊要平整、按照36米寬帶狀規(guī)范種植、預(yù)留3.6米寬作業(yè)通道等。我國菠蘿多種于南方的丘陵地帶，地塊不平整，分散種植，有的地塊還有電線桿，又沒有專門的機(jī)耕道，因此直接引進(jìn)國外設(shè)備并不能適應(yīng)我國菠蘿種植收獲機(jī)械化的需求，必須研發(fā)適合中國地形特征和生產(chǎn)情況的采收裝備。

　　為了全面了解國際前沿裝備情況，熱科院專家團(tuán)隊深入廣東、海南各大菠蘿產(chǎn)區(qū)，了解菠蘿實際生產(chǎn)中的地形地貌、地塊大小、行間距、果型等具體情況。還專門到美國都樂公司在菲律賓的菠蘿生產(chǎn)基地實地考察，多次跟以色列專家交流，以便全面掌握國際前沿技術(shù)。

　　“既方便靈活，又動力強(qiáng)勁。”這是周偉他們確定的研發(fā)方向，重點從設(shè)備大小、牽引力、高度與平衡、水果裝箱轉(zhuǎn)運等幾個核心問題出發(fā)?？蒲幸?wù)生產(chǎn)實際。周偉稱，第一階段解決機(jī)器在地里的運轉(zhuǎn)問題，怎么做到少壓苗，不拋錨，且適合復(fù)雜地形，靈活行進(jìn)。第二階段是解決采收機(jī)上的裝框轉(zhuǎn)運問題，做到速度和質(zhì)量并行。

　　經(jīng)過兩年的反復(fù)試驗調(diào)整，熱科院加工所科研團(tuán)隊確定了這款菠蘿收獲機(jī)，采用橡膠履帶行走系統(tǒng)，配備98千瓦柴油發(fā)動機(jī)，采用對稱雙翼式布置的電動傳送帶輸送果實，自帶6.3立方米大容積車廂可裝載菠蘿5噸左右。周偉稱，該款菠蘿采收機(jī)底盤離地間隙為80厘米，滿足菠蘿采收不壓果傷苗的要求；使用橡膠履帶行走，在菠蘿田間通過性和平衡性好，不怕溝坎和斜坡，并可雨天軟泥地作業(yè)；機(jī)型整體結(jié)構(gòu)緊湊，總長度僅5米，地頭轉(zhuǎn)彎半徑??；采用電動收放、可快拆式果實輸送帶，方便轉(zhuǎn)場作業(yè)。

　　同時，該機(jī)采用人工采摘與機(jī)器輸送配合的方式作業(yè)。作業(yè)時輸送臂向兩側(cè)展開，延伸幅寬8米，采摘工人6人配合采收，隨車前進(jìn)，并將采摘的菠蘿放置在傳送帶上，輸送至車廂。另車廂上需安排3人，負(fù)責(zé)將輸送至車廂裝果平臺的菠蘿裝入轉(zhuǎn)運框整齊放置在車廂內(nèi)。經(jīng)實地采收測算，周偉告訴記者，一畝菠蘿產(chǎn)出約4噸，12人工作9小時左右可采摘約30噸果（不含裝車），人工采摘的工作效率約每人每小時0.07畝。菠蘿采收機(jī)每小時可采摘8-10噸，配備10人（含機(jī)手），一小時可采摘2-2.5畝，即每人每小時約0.2-0.25畝，較傳統(tǒng)人工采收提升效率3倍以上。

　　此次機(jī)械化采收試驗，選取了三塊不同類型的果地，專門挑選地形較陡，地塊不連片的果地。試驗結(jié)果顯示，目前**需要解決的是采摘后的菠蘿果在車上要完成裝框打包后的轉(zhuǎn)運問題。因此，下階段研究團(tuán)隊還將著重解決采收機(jī)裝滿后如何直接在田間將裝好的菠蘿轉(zhuǎn)移到卡車上這一難題。

　　農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化還需農(nóng)機(jī)配農(nóng)藝

　　廣東湛江是我國菠蘿種植大市，總面積超過50萬畝，占到全國產(chǎn)量的一半。當(dāng)?shù)夭ぬ}種植，多為3500株一畝，基本采用平均行株距種植，所以采收時履帶要壓兩行菠蘿苗，影響后續(xù)培養(yǎng)側(cè)芽留苗。農(nóng)戶經(jīng)過測算，認(rèn)為節(jié)省的人工成本要遠(yuǎn)高于損失的兩行菠蘿苗，后續(xù)要推行適合機(jī)械化采收的菠蘿標(biāo)準(zhǔn)化種植規(guī)程，指導(dǎo)農(nóng)戶采用寬窄行種植，合理安排灌溉設(shè)備，在不減少每畝種植株數(shù)的情況下，預(yù)留出采收機(jī)行進(jìn)空間。

　　“農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合才能真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化。”周偉說，農(nóng)民永遠(yuǎn)跟著利益走，要讓他們接受新裝備，改變原有種植采收觀念，一定要讓其看到真金白銀的實惠才會做出改變，因此菠蘿機(jī)械化采收機(jī)是從農(nóng)民利益訴求為出發(fā)點。

　　雖然目前設(shè)備仍有不成熟的地方，但試驗結(jié)束后徐聞縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局多次打電話到熱科院加工所咨詢設(shè)備什么時候能夠量產(chǎn)，說很多種植戶到局里詢問。試驗當(dāng)天，不少種植大戶特意開車過來參觀，更有海南種植大戶得知這一消息后，電話邀請專家到海南做實地測試。

　　記者問到，是否有必要研發(fā)全自動化采收設(shè)備。周偉解釋稱，菠蘿成熟后果實不是完全在植株的**頂端，而是部分隱藏在菠蘿蓮座狀葉叢中心，另外個頭大小也不一，很難做到機(jī)械臂采收自動采收。因此，配合人工的半自動機(jī)械化采收，是解決目前產(chǎn)業(yè)困境，推動菠蘿產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的**快方式。

　　熱科院加工所所長李積華直言，菠蘿機(jī)械采收機(jī)只是菠蘿產(chǎn)業(yè)全程機(jī)械化的開端，之所以先做機(jī)械化采收研發(fā)，因為采收是目前可以讓農(nóng)民**直接看到效果、得到實惠的一環(huán)，之后再做機(jī)械化種植和產(chǎn)地加工設(shè)備。“十四五”期間，熱科院加工所將設(shè)立實現(xiàn)重要熱帶作物的全程機(jī)械化的科研目標(biāo)，以緩解勞動力短缺，穩(wěn)定采收質(zhì)量，減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)約人工成本，推動我國熱作產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。