技術自主研發(fā)　效率提高三倍——詳解國內首款菠蘿采收機

圖為菠蘿收獲機試驗現(xiàn)場。劉益男攝

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

　　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，只有半個月左右的收獲高峰期。目前，國內菠蘿采收主要以人工為主，成本一斤2到3毛錢，占到整個菠蘿生產成本的40％，而且采收工人老齡化嚴重，用工難找。

　　為了解決這一制約產業(yè)發(fā)展的難題，助力我國菠蘿產業(yè)提質增效，中國熱帶農業(yè)科學院農產品加工研究所（以下簡稱熱科院加工所）從2017年啟動菠蘿采收機械化科研攻關，重點研發(fā)人工輔助半自動機械化采收平臺，在一定程度上降低了勞動強度，提高了采摘效率。今年3月，熱科院加工所食品加工團隊和木薯機械化團隊聯(lián)合研發(fā)的國內首款菠蘿采收機在廣東徐聞國家現(xiàn)代農業(yè)產業(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。

　　強勁有力  轉場靈活

　　熱科院加工所食品加工團隊負責人、農村科技特派員周偉介紹，國外菠蘿采收機技術較成熟但價格昂貴，如美國36米幅寬菠蘿采收機單價達35萬美元，并且對使用地塊具有嚴格要求，包括：地塊要平整、按照36米寬帶狀規(guī)范種植、預留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，又沒有專門的機耕道，因此直接引進國外設備并不能適應我國菠蘿種植收獲機械化的需求，必須研發(fā)適合中國地形特征和生產情況的采收裝備。

　　為了全面了解國際前沿裝備情況，熱科院專家團隊深入廣東、海南各大菠蘿產區(qū)，了解菠蘿實際生產中的地形地貌、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。

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

　　經過兩年的反復試驗調整，熱科院加工所科研團隊確定了這款菠蘿收獲機，采用橡膠履帶行走系統(tǒng)，配備98千瓦柴油發(fā)動機，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)；機型整體結構緊湊，總長度僅5米，地頭轉彎半徑??；采用電動收放、可快拆式果實輸送帶，方便轉場作業(yè)。

　　同時，該機采用人工采摘與機器輸送配合的方式作業(yè)。作業(yè)時輸送臂向兩側展開，延伸幅寬8米，采摘工人6人配合采收，隨車前進，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，負責將輸送至車廂裝果平臺的菠蘿裝入轉運框整齊放置在車廂內。經實地采收測算，周偉告訴記者，一畝菠蘿產出約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。菠蘿采收機每小時可采摘8-10噸，配備10人（含機手），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運問題。因此，下階段研究團隊還將著重解決采收機裝滿后如何直接在田間將裝好的菠蘿轉移到卡車上這一難題。

　　農業(yè)現(xiàn)代化還需農機配農藝

　　廣東湛江是我國菠蘿種植大市，總面積超過50萬畝，占到全國產量的一半。當?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)側芽留苗。農戶經過測算，認為節(jié)省的人工成本要遠高于損失的兩行菠蘿苗，后續(xù)要推行適合機械化采收的菠蘿標準化種植規(guī)程，指導農戶采用寬窄行種植，合理安排灌溉設備，在不減少每畝種植株數(shù)的情況下，預留出采收機行進空間。

　　“農機農藝相結合才能真正實現(xiàn)農業(yè)生產機械化。”周偉說，農民永遠跟著利益走，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，因此菠蘿機械化采收機是從農民利益訴求為出發(fā)點。

　　雖然目前設備仍有不成熟的地方，但試驗結束后徐聞縣農業(yè)農村局多次打電話到熱科院加工所咨詢設備什么時候能夠量產，說很多種植戶到局里詢問。試驗當天，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，很難做到機械臂采收自動采收。因此，配合人工的半自動機械化采收，是解決目前產業(yè)困境，推動菠蘿產業(yè)現(xiàn)代化的**快方式。

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