水生蔬菜种植、收获及加工机械研究进展

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1、水生蔬菜种植、收获及加工机械研究进展　　水生蔬菜是指在淡水中生长、其产品可作蔬菜食用的维管束植物，包括莲藕、子莲、茭白、芋、荸荠、菱、慈姑、水芹、蕹菜、芡实、莼菜、蒲菜、豆瓣菜、蒌蒿等[1].我国水生蔬菜资源丰富、历史悠久、特色鲜明，绝大多数水生蔬菜原产于我国，国外较少栽培。自20世纪90年代，我国水生蔬菜种植面积不断扩展，规模化、产业化生产发展迅猛，目前人工种植面积达73.37万hm2以上，年总产值超550亿元，在农业增效、农民增收、农村环境改良等方面作用显着。由于水生蔬菜大部分生长在水中，相比陆生蔬菜存在作业环境更为恶劣、手工操作占有比例高、劳动强度大等问题，这些问题已经成为

2、制约水生蔬菜产业发展的主要因素。近10年，通过各科研院校、农机企业、技术推广部门和种植农户的共同努力，在水生蔬菜生产专用机械的研制与开发方面取得了较好的成绩，对于提升水生蔬菜生产效率、降低劳动强度、改善作业环境等方面发挥了重要作用。　　1水生蔬菜种植机械　　1.1芋头播种机　　在众多水生蔬菜中，芋头生产机械化程度相对较高，在日本已基本达到了全程机械化作业水平[2].通过种芋播种机一台机具可同时进行起垄、播种、地膜覆盖3种作业，播种精度高，作业效率3.7h/1000m2;地膜回收机可对普通地膜进行顺利回收，作业效率0.4h/1000m2.山东理工大学发明了一种转筒式芋头穴播机，转筒

3、底面呈碗状，在种薯箱的清种区机架上安装摆动块，提高充种和清种质量，一次作业可实现起垄、整平、开沟、播种、覆土等多种功能，降低人工成本[3].潍坊职业学院设计了一种多功能播种机，能完成芋头、生姜、马铃薯等根茎类作物的播种[4].　　播种机由直流电机提供动力，通过链传动带动转种匙转动，种子由摆正种子漏斗落到输种皮带上，经皮带转动运送到沟槽内完成播种。转种匙结构类似于螺旋状斜齿轮，能够无损地将种子转到漏斗中。播种机采用了四轮驱动，对地形的适应能力强，可一次完成刨沟、撒种、盖土、施肥等工序。　　1.2水芹耕种机　　曹国荣联合扬州大学开发了水芹自动化农业耕种机。该机由一台桁车与一个操作平台

4、组成，桁车以地块之间的水泥路为轨道带动长5~6m、高近3m的操作平台进行前后移动，作业者站在平台上脚不沾地即可进行开沟、播种、施肥和收割等一系列生产工作[5].桁车上的踏板可根据水芹种植、施肥或收割时的不同需求来调节相应高度，便于作业，相比于传统种植方式节约近八成的人力成本。　　1.3藜蒿（蒌蒿）扦插机　　为提高藜蒿（蒌蒿）栽植效率，华中农业大学研制出藜蒿扦插机[6,7].扦插机包括分苗取苗装置和扦插装置两大部分，工作时由传动系统将动力传递给滚动筒和曲柄轴，曲柄摇杆机构中摇杆做回转运动，携带取苗机构的气嘴接头做往复式回转运动，进入苗箱内通过负压吸取苗秆，导苗装置从气嘴接头取下苗秆

5、并将其送入接苗装置且使其呈直立状态，由扦插装置的栽植臂做回转运动将接苗装置中的苗秆插入土壤中，如此连续作业，可实现分苗、取苗、扦插等多项作业。扦插机机组行进速度108mm/s,行距90mm,扦插10行，株距80~100mm,扦插深度50~60mm,扦插直立度≤10%.　　2水生蔬菜收获机械　　2.1挖藕机　　挖藕机作为水生蔬菜收获机械中的难点和焦点，得到了相关部门与从业者的广泛关注和积极探索。目前，挖藕机的主要设计思路是利用高压水冲挖采收莲藕，即通过高压水切割、破碎、冲刷莲藕产品周围土壤，让莲藕自行浮出水面或借助人工取出，主要包括浮栽装置、动力装置、高压水泵、分水器和高压喷

6、嘴、操作装置、行走装置等[8].挖藕机按结构形式大体可分为4类。①船式挖藕机作业时自行移动，无外延长水管，操作人员无需下水即可作业。湖北宜城市农业机械化管理办公室开发的船式自动挖藕机，工作时排水、挖藕、洗净等环节连续作业，一次完成[9],该机挖藕深度可达0.7m,作业幅宽3.6m,采藕无损伤。山东微山县微山湖挖藕机械制造厂生产的4C,适应水深0.3~1.3m,工作效率200.1~333.5m2/h,已在山东、江苏、安徽、湖北等地推广使用。　　湖北省襄樊市航鹰航空科技有限责任公司成功研制的液压操纵水力挖藕机，配备高低两排喷头，高喷头冲刷表层泥土，低喷头冲刷莲藕，液压系统可控制喷管组

7、件上下移动和左右摆动[12,13].该机工作幅宽3.2m,挖泥深度0.5~0.8m,工作效率167~416m2/h.华中农业大学研发的4C,适宜水深0.2~1.8m,最大挖藕深度0.8m,作业行驶速度0.5~1.97m/min,采挖效率100~400m2/h[14,15].②浮筒式挖藕机作业时自行移动，无外延长水管，操作人员需下水作业。武汉兴盛农机技术开发有限公司生产的,挖藕效率166.8~250.1m2/h,但作业前要求清除田间藕秆和藕叶，作业适宜的藕田泥面平整度高低差不大于3