国内外海椒收割机研究进展

引言

辣椒富含维生素，不仅是新鲜蔬菜，更是调味佳品和重要的天然色素、制药原料及其他工业原料。我国有 5 亿人食用辣椒，其产量占世界第 1 位，约50% ，种植面积 133. 3 万 hm2，年产量3 500 万 t，产值 700 亿元。现在我国辣椒种植生产已呈基地化、规模化格局，成为辣椒种植地区的主要经济作物和重要经济来源。据不完全统计，仅干辣椒每年出口量 4 万 t 以上，创汇 4 000 万美元以上，而且呈逐年增加趋势。目前新疆仅制干辣椒种植面积就有 4 万 hm2，每年生产约 30 万 t 干辣椒。在新疆得天独厚的光、热资源条件下，以干辣椒为资源生产的红色素，色泽鲜艳、品质好，深受客商欢迎，质优价高［1］。国内辣椒主产区的辣椒种植农田基本已实现机械化，并大力推广机械开沟、整型、铺膜及点种一条龙作业技术，但唯独辣椒收获机械化尚为空白［2-4］。

1 国内外辣椒收获机发展现状

目前国外辣椒收获机大多处在起步阶段，机收原理多为拨轮式、搅龙式和摘杆式，机型有侧悬挂双行机和自走式不对行机具，代表机型是美国和巴拿马生产的辣椒机。2009 年 8 月石河子地区进口 1 台美国OXBO 公司的自走式辣椒收获机，价格约 320 万元;东北地区进口该公司 1 台悬挂式辣椒收获机。目前这两种机具在国内也处于试验阶段。如今农机装备发达的国家在特色农业装备生产中，如辣椒收获机械方面已逐步实现机械化作业，采摘技术日趋成熟，设备操作更趋于人性化、智能化。典型的如 OXBO 公司是当今世界上辣椒收获机械的主要生产制造企业和供应商，其产品不仅代表了现代国际先进水平，而且具有共同的特征，这些特征反映了产品的特点和发展趋势。我国农艺情况 ( 包括耕地、种植和种子等方面)与国外有一定的差异，国外的农牧业机械在国内使用普遍存在适应性问题，且进口机械价格昂贵。目前国内辣椒机械化研究还处于空白，辣椒收获基本采取人工采摘的方式，鲜食辣椒单产可达 90 thm2，制干用线椒平均单产 22. 5 ～30. 0 thm2，收获季节正值 “三秋”，劳动力十分紧张，人工采摘费已从 2009 年4 500 ～ 9 000 元hm2上升到 2011 年 12 000 元hm2，并呈逐年上升趋势，农民对机械化采摘的需求十分迫切。

2 辣椒收获机研究成果

围绕市场和农户的需求，新疆机械研究院股份有限公司辣椒收获机课题组的科技人员，从 2007 年起深入新疆干椒主产区南疆巴州地区和北疆的石河子地区实地调研，发现各地辣椒种植因地理位置、光热资源条件各异，种植模式多样，辣椒行距宽窄不等。同时辣椒单体植株由于自身的生存与发展的需要，为了能最大限度地获取阳光，其植株枝干、茎叶和果实外展性强。造成辣椒植株顶部纵横交错的网状生长层，这在生物学中称 “群争性”现象，即一个物种为自身的生存与发展，本能发动族群最大限度遮盖阳光，抑制另类物种的生存与发展。而上述现象正是辣椒收获机研发过程中所要面临的难点所在。在机械研发过程中，科技人员深入辣椒种植基地，听取菜农诉求，实地参加人工采摘作业。通过反复地现场设计，模仿人工采摘动作，历时 3 年经过反复论证研究试验，先后共研发出能够满足 4 种不同需求的辣椒采摘器，已申请专利并被受理。

全幅式辣椒收获台即不对行收获台由辣椒采摘器、输送器、机架和托地辊等组成。在整个设计过程中，提出了新型采摘原理，研制了模仿人工采摘辣椒的仿形采摘技术，实现了辣椒机械化采摘原理的突破。同时针对辣椒种植农艺的需求不同，为了提高机具的适应性和工作效益，满足不同地块、不同行距的需求，采用不对行收获方法，机具的工作原理、结构及工作方式在我国尚属首例，填补了国内同类机具的空白，产品整体水平达到国内领先。由于辣椒采摘器采用不对行设计，因此便于采摘辣椒。在作业过程中，能适应各种行距的辣椒收获，工作时行距不需调整，从而破解了辣椒机械化收获中的难题。辣椒采摘器的研制成功为 4JZ-36002600 型自走式辣椒收获机的研发打下了坚实的基础［5］。4JZ-36002600 型自走式辣椒收获机 ( 见图 1 ) 由底盘、变速箱、收获台、升运器、集装箱、除杂系统以及传动系统等组成。该项目研究要求高起点、高水平，大胆创新，技术要求达到国内领先水平，机具作业质量、适应性和可靠性高。产品通过 3 轮样机的攻关研究设计、试制、试验、工艺验证和技术文件的整理编写工作，实际验证结果表明各项技术指标均达到或超过设计值，具体参数见表 1。产品已经新疆自治区农机产品质量监督检测站检测合格，已申请 7 项专利，并已受理。4JZ-36002600 型自走式辣椒收获机技术经济分析报告结论是，该产品研制通过技术经济效果分析，农机用户及企业都得到较好的收益，说明该产品的研发是成功的，为农机户及企业创造了较大的经济效益。通过该机具的使用，实现了辣椒机械化收获，减轻了劳动强度，缩短了收获时间，提高了生产率，为农民增效、增收提供了有效途径，社会效益显著。

3 结束语

农机与农艺融合，应作为产品与市场和农户融合的起点，将新产品的技术路线与农艺的融合放在新产品研发的首位。新产品研发的第一步就是要到作物的生产现场进行实地的农艺调研，掌握作物种植收获的特点，确定农机与农艺的技术路线，进而研发出适合不同地区、不同农艺条件的差异化产品。在 “十二五”期间，应持续深化科技创新，以更加开阔的视野去探索农机农艺结合的新模式，开发出农机农艺融合度更高、更可靠的产品。