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        種植與處理菌草的機(jī)械現(xiàn)狀探析

        2021-12-06 02:25:19黃強(qiáng)華陳建寧
        湖北農(nóng)機(jī)化 2021年12期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械效率

        黃強(qiáng)華 陳建寧

        (福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,福建 福州 350007)

        0 引言

        傳統(tǒng)菌業(yè)的生產(chǎn)主要以大量木材為原料[4],而隨著人們物資需求的擴(kuò)大,林木資源急劇下降。20世紀(jì)80年代,我國從非洲引進(jìn)菌草,很好緩解了人們對(duì)于木材的急需。當(dāng)下,福建省是主要大型菌草種植基地,種植環(huán)境大部分為緩坡地面地貌,具有菌草種植集中的特點(diǎn)。對(duì)于大面積機(jī)械化、智能化的種植,收割技術(shù)仍然欠缺發(fā)展,智能機(jī)械化的菌草種植與收割裝備尤為需要。

        1 菌草機(jī)械流程介紹

        為了最大程度減少菌草種植成本,大大提高菌草的收獲效率與菌草的利用率,當(dāng)前智能化的菌草機(jī)械包括開溝、排種、收割、打捆、粉碎等機(jī)械。

        1.1 菌草種植的開溝機(jī)械

        現(xiàn)行的開溝機(jī)械存在3個(gè)問題:(1)開溝阻力大,且深度不夠;(2)對(duì)其他作物的影響較大;(3)開溝器所開的溝與菌草生長(zhǎng)的苗床不匹配。目前市面上主要有鋤鏟式、芯鏵式等開溝器。針對(duì)現(xiàn)存的主要器械與上述缺陷,楊薇[5]通過在不同的土壤條件下改變不同的開溝速度與開溝角度,不僅確定了5號(hào)開溝器為最適合的開溝器,還得到了開溝速度越快、開溝器對(duì)于周圍土壤的影響程度越大的結(jié)論。不同的開溝角度對(duì)于開溝的效率也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。調(diào)整開溝角度至最匹配該土壤含水量的角度,可以減少開溝時(shí)所受的阻力,從而最大限度地減少對(duì)于土壤的干擾。

        1.2 菌草種植的排種機(jī)械

        現(xiàn)行市場(chǎng)上存在的播種機(jī)械主要有3類[6-8],其包括整稈式、切種式、預(yù)切種式種植機(jī)。這些排種機(jī)械都存在排種和落種不均勻,且可能損傷菌草種子等問題。對(duì)以上不足之處,陸麟麟[9]對(duì)排種機(jī)械裝置進(jìn)行了改進(jìn),使排種裝置可對(duì)漏種的種子進(jìn)行補(bǔ)種,使得排種過程中,種子播種更加均勻。鄭書河等[10]通過力學(xué)分析對(duì)排種機(jī)械進(jìn)行了改進(jìn),使種子更加平穩(wěn)、均勻下落,達(dá)到了減少對(duì)種子損傷的效果。

        1.3 菌草的收割與打捆機(jī)械

        菌草的收割機(jī)械主要有砍刀式、往復(fù)式和圓盤式3種。大多菌草收割裝置存在機(jī)械化水平不高、收割效率低等問題。梁曉[11]等通過對(duì)菌草的切割動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn),不僅得到了菌草切割的力學(xué)模型,還得到了450 r/min為菌草切割的最佳轉(zhuǎn)速組合。同時(shí)陳文滔等[12]對(duì)于菌草莖稈的分析使收割菌草的刀片與不同菌草更加匹配,不僅提高了收割效率,還延長(zhǎng)收割器械的使用壽命。目前的國內(nèi)外的研究中,菌草的進(jìn)行收割后打捆的機(jī)械并不多,菌草的打捆機(jī)械的相關(guān)研究也不夠深入?,F(xiàn)有研究中,整體打捆器械分為大小兩類。大多打捆機(jī)械存在適應(yīng)能力較低、智能化程度低、生產(chǎn)成本高,同時(shí)割捆流程中易產(chǎn)生菌草堆積堵塞的現(xiàn)象[13]。因此針對(duì)以上的不足之處,吳征毅[13]對(duì)割捆機(jī)械進(jìn)行了改進(jìn),使割捆裝置擁有了打捆的能力,使打捆機(jī)對(duì)于不同的環(huán)境也有了更強(qiáng)的適應(yīng)能力。

        1.4 菌草的粉碎機(jī)械

        現(xiàn)行菌草的收割大體流程為:巨菌草壓扁-鍘碎-干燥-粉碎-收集的主體工藝。該流程大體收獲效益高,但是總體存在的問題是:鍘碎時(shí)用于與呈接的裝置與鍘碎出口無法做到較好的匹配,導(dǎo)致菌草物料飛濺,使菌草的利用率下降。對(duì)于以上的諸多問題,翁賜和等[14]提出了一種菌草粉碎機(jī)械,不僅可防止菌草粉碎時(shí)飛濺,提高利用率,還可防止粉碎時(shí)機(jī)械堵塞,減少機(jī)械損耗。

        2 結(jié)語

        加大對(duì)菌草種植與處理的機(jī)械研發(fā),將會(huì)極大帶動(dòng)菌草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在現(xiàn)有種植與處理的基礎(chǔ)上,人們應(yīng)該提高機(jī)械裝備對(duì)于不同地形地貌的適應(yīng)能力,并推進(jìn)菌草種植處理機(jī)械與高新技術(shù)相結(jié)合?;诂F(xiàn)行科技水平的發(fā)展與人工智能在菌草機(jī)械領(lǐng)域的運(yùn)用,創(chuàng)建菌草種植機(jī)械智能設(shè)計(jì)專家系統(tǒng),同時(shí)還應(yīng)該提高該流程機(jī)械使用的普遍性,使該機(jī)械除了用于菌草的種植收割之外,還可用于其它農(nóng)作物的相關(guān)處理上,從而提高對(duì)機(jī)械資源的使用效率。在目前資源短缺的世界中,菌草這種可多方面利用的資源是全人類所急需的。隨著人們對(duì)于菌草的需求量日益增長(zhǎng),傳統(tǒng)的人工收割方式已無法滿足菌草的大批量收獲,菌草生產(chǎn)機(jī)械一體化發(fā)展將是菌草收獲的必然趨勢(shì)。

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