王義鵬，蔣輝霞，葉江紅，羅 俊，梅林森,趙幫泰

(四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院,四川 成都610500)

1 引言

麥冬是一種小塊根莖中藥，具有生津解渴、潤(rùn)肺止咳的功效。我國(guó)麥冬資源豐富，主要分布在四川、福建、云南、浙江、湖北等省份。四川省綿陽(yáng)市三臺(tái)縣是全國(guó)最大的麥冬種植基地，被譽(yù)為“中國(guó)麥冬之鄉(xiāng)”，是全國(guó)100個(gè)道地藥材標(biāo)準(zhǔn)示范區(qū)，有500多年的麥冬栽培歷史，常年種植面積超過(guò)2666.67hm2，產(chǎn)量占全國(guó)麥冬總產(chǎn)量的70%左右，三臺(tái)麥冬是國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品[1-3]。三臺(tái)麥冬的采收時(shí)間為每年的2～4月，傳統(tǒng)的麥冬收獲方式為：人工挖掘-敲打土塊-拋篩土沙-田間裝運(yùn)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且難以適應(yīng)農(nóng)時(shí)要求，采收效果不理想，傷苗率、斷根率高，阻礙了麥冬的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因此，研究一款適用于麥冬采收的機(jī)械化設(shè)備，對(duì)于推動(dòng)三臺(tái)縣的麥冬規(guī)?；l(fā)展具有重要意義。

2 麥冬國(guó)內(nèi)外采收現(xiàn)狀

當(dāng)前，麥冬仍以傳統(tǒng)人工種植方式為主，機(jī)械化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，種植成本高，每年采收歷時(shí)3個(gè)月，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耕、種、收過(guò)程投入的成本高。在目前農(nóng)村青年大量到城市務(wù)工的情況下，農(nóng)村勞動(dòng)力稀缺，勞力價(jià)格上升，麥冬種植成本升高，對(duì)麥冬種植戶(尤其是種植大戶)的經(jīng)濟(jì)效益影響較大，長(zhǎng)期下去必將挫傷藥農(nóng)積極性，影響麥冬產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

國(guó)內(nèi)針對(duì)根莖類田間作物馬鈴薯、紅薯、蘿卜收獲機(jī)械的研究基本成熟，但尚無(wú)成熟可靠的機(jī)械能應(yīng)用到麥冬一類的根莖類中藥材收獲中。國(guó)內(nèi)對(duì)根莖類中藥材田間收獲機(jī)械的研究處于起步階段，市面上的國(guó)產(chǎn)根莖類中藥收獲機(jī)的挖掘深度、篩分效果、損失率等難以達(dá)到麥冬收獲要求，如黑龍江水利科學(xué)研究院研制的4WZ-140型根莖類中藥材振動(dòng)挖掘機(jī)，曲阜市天合機(jī)械設(shè)備廠研制的TH-SH80型根莖類收獲機(jī)，德州浩民機(jī)械設(shè)備有限公司研制的4U-900型振動(dòng)式根莖收獲機(jī)，禹城市佳匯機(jī)械有限公司4H-2-800型根莖類藥材挖掘機(jī)等，挖掘深度較淺，土莖混合物分離效果不明顯，無(wú)法滿足根莖類中藥收獲標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)外麥冬種植規(guī)模小，對(duì)麥冬挖掘機(jī)的研發(fā)投入較少。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的根莖類作物挖掘收獲機(jī)起步較早,馬鈴薯、甘薯、花生等收獲機(jī)械已經(jīng)較為成熟，工作效率高，但多數(shù)為大型收獲機(jī)，價(jià)格昂貴，機(jī)構(gòu)復(fù)雜繁瑣，且對(duì)適用環(huán)境要求較高，既不適應(yīng)我國(guó)麥冬一類根莖類中藥材的采收作業(yè)要求，也難以匹配我國(guó)以家庭、合作社等為單位的小范圍種植模式。

3 麥冬收獲機(jī)整機(jī)介紹

麥冬的田間收獲需進(jìn)行深度挖掘、擠壓碎土、土莖分離、集條收集等工序，針對(duì)以上問(wèn)題設(shè)計(jì)了一款集深度挖掘、碎土輸送、循環(huán)篩分、收集功能為一體的4WM-100B型麥冬挖掘機(jī)。該機(jī)由深挖鏟、進(jìn)料碎土輸送鏈機(jī)構(gòu)、第一級(jí)對(duì)輥擠壓碎土機(jī)構(gòu)、第二級(jí)對(duì)輥擠壓碎土機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)鏈條篩分系統(tǒng)、出料收集裝置等結(jié)構(gòu)組成,4WM-100B型麥冬收獲機(jī)主要性能參數(shù)見表1。主要工作過(guò)程以拖拉機(jī)為動(dòng)力，深挖鏟將土莖混合物從田間挖出，土莖混合物經(jīng)進(jìn)料碎土輸送鏈機(jī)構(gòu)篩分掉部分土塊，麥冬土莖混合物傳送至兩級(jí)對(duì)輥擠壓碎土機(jī)構(gòu)中將難以抖動(dòng)篩分的土塊擠壓破碎(篩分50%土塊)，第1級(jí)對(duì)輥擠壓碎土機(jī)構(gòu)中等土塊擠壓破碎，土莖混合物經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)鏈條篩分系統(tǒng)篩分(篩分20%土塊)，未完全擠壓的土莖混合經(jīng)過(guò)第2級(jí)對(duì)輥擠壓碎土機(jī)構(gòu)擠壓破碎，經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)鏈條篩分系統(tǒng)篩分(篩分10%土塊)，篩分后的麥冬果苗從出料收集裝置經(jīng)抖動(dòng)篩分后落下(篩分5%土塊)。經(jīng)過(guò)3次擠壓碎土、4次篩分作業(yè)，在挖出麥冬的同時(shí)能有效去除粘附的泥沙，具有低損失高效率、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單適用、自動(dòng)化程度高、泥沙清除效果好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，完成麥冬的挖掘工作。

表1 主要性能參數(shù)

4 麥冬收獲機(jī)在三臺(tái)縣的應(yīng)用

綿陽(yáng)三臺(tái)縣現(xiàn)投入使用的4WM-100B型麥冬收獲機(jī)有30余臺(tái)，在麥冬收獲時(shí)節(jié)，平均每臺(tái)機(jī)器每天工作8h，每年可完成收獲面積約200hm2；該機(jī)可一次性完成深度挖掘、碎土輸送、循環(huán)篩分、集條收集等，收獲后麥冬植株呈條狀均勻鋪放于作業(yè)區(qū)一側(cè)，集條鋪放方便撿拾，減少后續(xù)用工量；生產(chǎn)效率高、挖掘深度大，明根率高，破損率、含沙率低；對(duì)土壤根層無(wú)破壞作用，收獲的同時(shí)能很好的完成土地翻耕松土作業(yè)，地表平坦；以拖拉機(jī)為動(dòng)力，既充分利用拖拉機(jī)資源，提高設(shè)備利用率，又大幅降低麥冬挖掘機(jī)的制造成本，增加農(nóng)民的購(gòu)買力。

近年來(lái)，4WM-100B型麥冬收獲機(jī)在四川安州區(qū)、江油市、成都青白江區(qū)等推廣使用10多臺(tái)，實(shí)際作業(yè)面積100hm2。用戶普遍反映該麥冬機(jī)械化收獲裝備操作簡(jiǎn)單、土莖分離徹底，收獲的麥冬明根率高、破損率低，同時(shí)完成耕地整理，對(duì)土壤耕層無(wú)破壞，獲得了廣大麥冬種植戶的一致認(rèn)可。

5 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

通過(guò)對(duì)綿陽(yáng)三臺(tái)縣4WM-100B型麥冬收獲機(jī)的實(shí)際應(yīng)用情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)人工麥冬采收，工作效率約為0.0004hm2/h，每0.067hm2每天(8h)需20個(gè)工，費(fèi)用為120元/人，每0.067hm2需花費(fèi)2400元，機(jī)器工作效率為0.0413hm2/h，每0.067hm2僅花費(fèi)800元，相比人工采收，機(jī)械化采收提高生產(chǎn)效率約100倍，每0.067hm2麥冬可節(jié)省采收費(fèi)用1600元，大大降低了麥冬的采收成本。綿陽(yáng)三臺(tái)縣麥冬種植面約3333hm2，若全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采收，每年可節(jié)省約8000萬(wàn)元左右的采收費(fèi)用。此外，利用機(jī)械化收獲后的土地，無(wú)需再進(jìn)行深松翻耕，在完成麥冬采收的過(guò)程還能起到改良土壤的效果。在收獲時(shí)令，加快采收進(jìn)度搶農(nóng)時(shí)，能更好的保障麥冬品質(zhì)，幫助種植戶提高經(jīng)濟(jì)收益。

四川綿陽(yáng)三臺(tái)具有500多年的麥冬種植歷史，每年種植約3300hm2以上，已形成產(chǎn)業(yè)；麥冬挖掘機(jī)不僅可以促進(jìn)外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，更減少藥農(nóng)種植的勞動(dòng)強(qiáng)度，活躍農(nóng)村市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，還促進(jìn)四川道地“川藥”麥冬的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。由于麥冬果苗可以用于城市綠化，有利于改善環(huán)境，麥冬的根須可以用來(lái)制作涼茶，麥冬根莖可以用來(lái)入藥，每個(gè)部位都有其獨(dú)特的實(shí)用價(jià)值，種植麥冬的經(jīng)濟(jì)效益高，對(duì)麥冬挖掘機(jī)的使用量大，有巨大的產(chǎn)業(yè)化潛力。

6 總結(jié)

麥冬作為一種特色道地“川藥”歷史悠久，是四川省農(nóng)業(yè)“10+3”產(chǎn)業(yè)體系中重點(diǎn)打造的產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)《四川省中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018～2025年)》要求大力發(fā)展中藥材種植關(guān)鍵技術(shù)裝備，助力我省脫貧攻堅(jiān)、鄉(xiāng)村振興。通過(guò)在三臺(tái)縣的生產(chǎn)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)4WM-100B型麥冬收獲機(jī)具有生產(chǎn)效率高、挖掘深度大、損失率低等優(yōu)點(diǎn)，采收效果好，可以有效解決麥冬收獲中工作效率低、損失率高、人工成本高等問(wèn)題。且收獲后的土地，無(wú)需深松翻耕，具有改良土壤的效果，在收獲時(shí)令，能加快采收進(jìn)度，保障麥冬的良好品質(zhì)，為農(nóng)戶帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)該設(shè)備可完善麥冬產(chǎn)業(yè)園區(qū)的現(xiàn)代農(nóng)機(jī)配備，促進(jìn)麥冬產(chǎn)業(yè)向全程機(jī)械化發(fā)展，大幅度提升中藥材產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化水平，帶動(dòng)中藥材產(chǎn)業(yè)向規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。