程子文 楊德秋 汪昕 劉萌萌 李洋 陳新予

摘 要： 近年來，我國丘陵山區(qū)馬鈴薯種植面積越來越大，產(chǎn)量有所提升，但馬鈴薯收獲機械化率卻遠低于全國平均水平，而收獲是馬鈴薯全程機械化中用工量最大的環(huán)節(jié)，造成了馬鈴薯生產(chǎn)過程人工成本逐漸提高，種植戶效益下降。分析了目前我國丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲技術(shù)概況及制約丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化發(fā)展瓶頸問題，提出了丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化收獲技術(shù)的發(fā)展對策和展望，為從事丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化收獲技術(shù)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：丘陵山區(qū)；馬鈴薯；收獲技術(shù)；機械化收獲；輕簡型收獲

中圖分類號：S225文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2095-1795（2023）11-0005-08

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.11.001

0 引言

馬鈴薯作為我國第4 大糧食作物，糧、飼、蔬兼用，具有較高的經(jīng)濟價值，對于調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、保障國家糧食安全起到重要作用[1-3]。馬鈴薯具有適應(yīng)性強、生長周期短、產(chǎn)量高及無性塊莖繁殖的特點，自傳入我國以后，開始廣泛種植[4-5]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)顯示，我國2021 年馬鈴薯種植面積約578.27 萬hm2，產(chǎn)量9 436.2 萬t，分別占世界總種植面積和總產(chǎn)量的31.89% 和25.1%，是馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量最大的國家[6]。

《國務(wù)院關(guān)于加快推進農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導(dǎo)意見》提出，到2025 年全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到75%，丘陵山區(qū)縣（市、區(qū)）農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到55%，其中馬鈴薯收獲機械化率達到45%。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《2021 年全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2021 年馬鈴薯耕種收綜合機械化率50.76%。而2021 年馬鈴薯機收率只有32% 左右[7]。南北方綜合機械化率和各環(huán)節(jié)機械化差異巨大，距離目標(biāo)實現(xiàn)仍有一定的距離。目前，對于丘陵山區(qū)，挖掘阻力大、薯土分離難、收獲效率低等問題造成“無好機可用”的現(xiàn)象急需解決。

針對丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和機械裝備需求，本研究總結(jié)制約馬鈴薯收獲機械化發(fā)展的瓶頸并提出發(fā)展對策，為從事丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化收獲研究人員提供參考。

1 收獲概況

我國馬鈴薯栽培形成了區(qū)域相對集中、各具特色的北方一作區(qū)、中原二作區(qū)、西南一二季混作區(qū)和南方冬作區(qū)[8-9]。2022 年4 大作區(qū)特點、種植面積占比及總產(chǎn)占比如表1 所示。

由表1 可知，2022 年西南一二季混作區(qū)種植面積占全國總種植面積的53%，成為我國馬鈴薯種植面積占比最大的作區(qū)，但收獲機械化率低。目前，丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲多以人工為主，人工收獲勞動強度大、效率低，人工收獲現(xiàn)場如圖1 所示。丘陵山區(qū)立地條件差，現(xiàn)有大、中型馬鈴薯收獲機械很難入地工作，并且與其他作區(qū)相比，受年均降水量、土壤黏重的影響，馬鈴薯機械化收獲中，挖掘阻力大、薯土分離難、機械化效率低等問題尤為突出[10]。因此，機械化收獲成為制約丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化生產(chǎn)發(fā)展的主要瓶頸。

隨著丘陵山區(qū)馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量的增加，以及薯農(nóng)老齡化、農(nóng)村勞動人口減少等問題的加劇，想要節(jié)本增效、減輕自然災(zāi)害的影響，必須加快對丘陵山區(qū)輕簡型馬鈴薯收獲機械的研發(fā)[11]。

2 收獲裝備研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

20 世紀(jì)初，國外開始研究馬鈴薯收獲技術(shù)，40—50年代，美國、加拿大、英國、法國和德國等歐美國家基本實現(xiàn)了馬鈴薯收獲的機械化，意大利、日本和韓國等國家也相繼實現(xiàn)了馬鈴薯收獲的機械化[12]。國外的馬鈴薯收獲機向大型化、復(fù)合功能和高效作業(yè)方向發(fā)展，而且機電液一體化控制技術(shù)比較成熟，如美國DOUBLE L 公司、德國GRIMME 公司和比利時DEWULF公司等在馬鈴薯收獲機方面主要向大型聯(lián)合收獲機發(fā)展，在追求更高收獲效率及更先進控制技術(shù)的同時，也造成了高成本及后期維護費用高的問題。因此，此類機型只適用于大田作業(yè)，不適用我國丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲。意大利、波蘭、日本和韓國等國家的耕地類型與我國南方地區(qū)相似，多以山地種植為主、田塊小而分散，因此，這些國家的馬鈴薯收獲機可以為我國丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲機的研制提供參考。

意大利EUROPA 公司生產(chǎn)的K600 型馬鈴薯收獲機如圖2 所示，采用牽引式驅(qū)動，單行收獲，兩邊最多可配備6 名工作人員進行分揀，尾部配有裝薯箱。人工分揀馬鈴薯后置于兩邊，薯秧從中間脫落，但輸送鏈過短且未設(shè)計薯秧分離機構(gòu)，造成馬鈴薯輸送到后段時，薯秧及土塊等雜質(zhì)較多，而輔助分揀人員工作效率不高，漏薯現(xiàn)象嚴(yán)重。

松山株式會社、東洋農(nóng)機株式會社是日本比較具有代表性的農(nóng)機公司。圖3 為松山株式會社生產(chǎn)的GSA600 型微型自走式馬鈴薯聯(lián)合收獲機，該機型由自身配備的發(fā)動機提供動力，前方配有限深輪，可進行單行收獲，同時兩邊配備撿拾臺，可由兩名工作人員配合進行撿拾分級，在傳送帶尾端配備了緊急停止桿，可緊急制動，保證操作人員安全。為了匹配人工輔助分揀的作業(yè)效率，機器前進速度有所限制，收獲效率不高。側(cè)邊配有控制面板和3 級可調(diào)振動裝置，可滿足不同土壤條件下的振動強度，機器尾部可設(shè)置卸框裝置，方便快捷，有利于后續(xù)的集薯處理。

圖4 為東洋農(nóng)機株式會社生產(chǎn)的TPD3V 型牽引式馬鈴薯收獲機，該機器采用三點式懸掛，所需拖拉機動力30～74 kW，可進行2 壟收獲，裝配2 級輸送鏈，薯土分離效果更佳，機器尾部下方配備鎮(zhèn)壓輥，方便后續(xù)撿拾工作的進行。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界第1 位，但是對于馬鈴薯生產(chǎn)機械化研究起步較晚[13-15]。20 世紀(jì)60 年代開始引進國外馬鈴薯收獲機，并在其基礎(chǔ)上開始研究適合我國的馬鈴薯收獲機械[8]。“十一五”期間，通過科技攻關(guān)，中機美諾科技股份有限公司研制開發(fā)出我國第1 臺馬鈴薯聯(lián)合收獲機，填補了國內(nèi)馬鈴薯聯(lián)合收獲機的空白。

國內(nèi)各主產(chǎn)區(qū)機械化發(fā)展不平衡，北方一作區(qū)機械化程度最高，而西南一二季混作區(qū)、南方冬作區(qū)機械化程度偏低，部分區(qū)域更是停留在人工挖掘收獲階段[16]。隨著國家對馬鈴薯種植業(yè)的重視，丘陵山區(qū)馬鈴薯全程機械化變得尤為關(guān)鍵。一些小型馬鈴薯收獲機可以很好地解決純?nèi)斯な斋@面臨的人工勞動強度大、生產(chǎn)效率不高等問題。近幾年，馬鈴薯機械生產(chǎn)廠家增多，中低端機具研發(fā)能力不斷增強，但多數(shù)產(chǎn)品為小型1 級抖動馬鈴薯收獲機，存在同質(zhì)化技術(shù)雷同現(xiàn)象（圖5），而且體積小、機型緊湊，在進行收獲作業(yè)時，壅土、薯土分離不凈、傷薯率高等問題嚴(yán)重。因此想要獲得適合在丘陵山區(qū)普遍推廣的機器需要有針對性地解決上述問題，在原有的機器和技術(shù)基礎(chǔ)上，進行創(chuàng)新。

對于馬鈴薯收獲機械來說，關(guān)鍵部件是挖掘部件和分離部件，各部件的類型及特點如表2 所示[17-19]。國內(nèi)關(guān)于馬鈴薯全程機械化做得比較好的企業(yè)有中機美諾科技股份有限公司、青島洪珠農(nóng)業(yè)機械有限公司和山東希成農(nóng)業(yè)機械科技有限公司等。中機美諾1120 型馬鈴薯收獲機（圖6）是一款小型馬鈴薯收獲機，挖掘?qū)挾?.1 m，挖掘深度15～25 cm，可實現(xiàn)單行收獲，配套22～37 kW 拖拉機，可實現(xiàn)挖掘、清土、鋪放等功能，有效緩解農(nóng)村勞動力不足的問題，降低人工成本。

部分科研院所及高校針對馬鈴薯收獲機進行了相關(guān)的研究，為丘陵山區(qū)輕簡型馬鈴薯收獲提供了參考。桑永英等[20] 針對馬鈴薯收獲過程中不同的下落高度對馬鈴薯內(nèi)部造成的損傷進行研究，結(jié)果表明，當(dāng)下落高度30 cm 時，馬鈴薯損傷率<4%，為馬鈴薯防碰撞控制提供參考。王萬虎[21] 通過馬鈴薯摩擦損傷試驗得出，當(dāng)馬鈴薯表面所受力超過200 N 時，馬鈴薯表皮開始有明顯損傷。郭世魯?shù)萚22]、呂金慶等[23]、馮斌等[24]研究了馬鈴薯收獲過程中，土薯分離機構(gòu)、振動篩、升運鏈對馬鈴薯造成機械損傷的問題，為馬鈴薯收獲機具的研究設(shè)計提供參考。王海翼等[25] 設(shè)計了一種設(shè)有圓弧過渡曲面的二階挖掘鏟，增強了碎土剪切性能，提高了碎土能力，可用于丘陵山區(qū)的馬鈴薯挖掘作業(yè)。

石林榕等[26]、李曉鵬[27]、趙萍等[28]、崔剛等[29] 介紹了將仿生技術(shù)融入到馬鈴薯挖掘鏟中，分別對螻蛄前足、野豬拱嘴、鼴鼠爪趾運用逆向工程技術(shù)，對挖掘鏟外形進行建模優(yōu)化，進而提高馬鈴薯挖掘鏟的減阻性能。呂金慶等[30] 研究了黏重土壤條件下，升運鏈長度匹配性不佳等問題，設(shè)計了一種適合黏重土壤的升運鏈輸送分離機構(gòu)。楊然兵等[31] 針對傳統(tǒng)馬鈴薯分離裝置存在的傷薯率高、去土率低及分離裝置結(jié)構(gòu)形式單一且調(diào)節(jié)不便的問題，設(shè)計了一款由聚氨酯材料構(gòu)成的左右螺旋對稱式去土輥與可調(diào)節(jié)式光輥交替排列組合的馬鈴薯收獲機輥組式輸送分離裝置。魏忠彩等[32] 研制了一種緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機，采用2 級高頻低幅振動分離、薯秧分離及側(cè)輸出和低位鋪放技術(shù)，為進一步探討薯土分離有關(guān)的優(yōu)化改進提供參考。王相友等[33] 針對現(xiàn)有馬鈴薯聯(lián)合收獲機清選裝置除雜率低、傷薯率和破皮率高等問題，采用清選輥和光輥交替排列、兩輥差速轉(zhuǎn)動的形式設(shè)計了一種適用于黏重土壤條件下的清選裝置。呂金慶等[34] 針對黏重土壤條件下，馬鈴薯收獲過程中薯秧分離不佳的問題，設(shè)計了一種薯秧分離裝置，建立彈性力學(xué)模型，并確定了影響薯秧分離效果的主要因素，為后續(xù)對薯秧分離機構(gòu)的研究提供參考。

魏忠彩等[7] 針對丘陵山區(qū)和小地塊，設(shè)計了一種履帶自走式分揀型馬鈴薯收獲機，采用高頻低幅振動碎土和人工輔助分揀技術(shù)，履帶式可以很好地保證機器在潮濕黏重的土壤條件下正常工作，為解決丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲機械化提供了參考。劉嘉程等[35] 針對南方丘陵山區(qū)機械化水平低、傳統(tǒng)馬鈴薯收獲機消耗大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，設(shè)計了一種適用于丘陵山區(qū)的滾筒式馬鈴薯收獲機，其挖掘機構(gòu)及滾筒篩如圖7所示。

3 制約因素

3.1 立地條件

丘陵山區(qū)地塊細碎、高山陡坡，地形起伏較大（圖8），對馬鈴薯收獲機械的運行和操作產(chǎn)生較大的影響。此外，丘陵山區(qū)黏重土壤（圖9）具有通透性差、顆粒細小、透氣透水不良的特點，在雨季，土壤容易變得黏重，旱季又容易板結(jié)，兩者都會增加挖掘阻力，收獲過程中60%～73% 的功率消耗于挖掘阻力[36-37]。

土壤質(zhì)量差異較大，土壤中石塊含有量較高，高山及陡坡種植較多，使得國外引進的機械和國內(nèi)研發(fā)的中大型機械并不適合在這些地塊作業(yè)。丘陵山區(qū)小地塊要求研制的馬鈴薯收獲機械整體結(jié)構(gòu)緊湊，因此，薯、土、秧混合物在機器工作部件上運動距離不如大中型馬鈴薯收獲機，導(dǎo)致薯、土、秧分離不徹底，易出現(xiàn)明薯率低的問題。由于丘陵山區(qū)地形和土壤條件的復(fù)雜性，機器空行程大，作業(yè)效率和質(zhì)量一致性差，操作人員勞動強度大，馬鈴薯收獲機械在工作過程中更容易受到振動和沖擊，這些因素容易導(dǎo)致部件的損傷和故障，從而增加維修和更換零部件的成本。因此，馬鈴薯收獲機械的設(shè)計和生產(chǎn)需要考慮機械耐用性和可靠性等因素。同時，立地條件與種植模式的多樣性，造成機械化技術(shù)方案與路徑無法統(tǒng)一，為機械化技術(shù)研究增加了難度。

3.2 機械設(shè)備質(zhì)量因素

由于我國對馬鈴薯機械研究起步較晚，相較于國外的機械應(yīng)用水平還有較大差距。生產(chǎn)加工精度低、材料質(zhì)量差等因素，導(dǎo)致馬鈴薯收獲機質(zhì)量不穩(wěn)定，存在瑕疵和缺陷，無法保證設(shè)備的性能和壽命。部分馬鈴薯收獲機在實際工作中效率低、作業(yè)速度慢、薯土分離效果差，造成損失，導(dǎo)致農(nóng)民收益降低。丘陵山區(qū)土壤和地形多樣，機械設(shè)備需要具有較強的適應(yīng)性，才能滿足各種地形和土壤類型，目前市場上部分馬鈴薯收獲機械仍存在適應(yīng)性差、同質(zhì)化嚴(yán)重、產(chǎn)品種類少及功能單一等問題，盡管機具種類多，但無好機可用。由于丘陵山區(qū)交通不便、服務(wù)體系不健全，馬鈴薯機械在發(fā)生故障后維修困難，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

3.3 機械化收獲損傷高

馬鈴薯收獲是整個馬鈴薯生產(chǎn)過程中用工量最大的環(huán)節(jié)，也是馬鈴薯商品化外觀品質(zhì)好壞的決定性作業(yè)過程，而馬鈴薯收獲階段的損傷問題一直是決定商品化率的關(guān)鍵。

我國馬鈴薯具有季節(jié)性收獲、鮮食消費為主、貯藏保障均衡供應(yīng)的特殊性，對于丘陵山區(qū)使用的馬鈴薯收獲機而言，其挖掘鏟、升運鏈和薯土分離機構(gòu)都會對馬鈴薯造成一定的損傷，導(dǎo)致馬鈴薯在儲藏過程中出現(xiàn)腐爛，對農(nóng)戶收益造成影響。

3.4 其他因素

除了上述因素外，由于丘陵山區(qū)經(jīng)濟欠發(fā)達，農(nóng)民收入水平較低，機械化收獲成本高，購買和維修成本也較高，以及近些年馬鈴薯售賣價格波動較大導(dǎo)致農(nóng)民購買機器的能力和積極性降低。并且，丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營推動緩慢，土地流轉(zhuǎn)面積小，很難出現(xiàn)種植大戶，降低了丘陵山區(qū)對馬鈴薯收獲機械的消費需求和消費能力[38]。

丘陵山區(qū)農(nóng)民的文化觀念和傳統(tǒng)習(xí)慣也是制約機械化收獲的因素之一，很多農(nóng)民習(xí)慣手工收獲，勞動追求休閑，對機械化收獲缺乏認(rèn)知和了解，認(rèn)為機械化收獲只會增加生產(chǎn)成本，并不能帶來利益。還存在種植模式復(fù)雜多樣，種植規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問題。

4 發(fā)展建議

丘陵山區(qū)的馬鈴薯種植面積占比大、產(chǎn)量大，但是由于地形復(fù)雜、土壤黏重，小農(nóng)戶分散化小規(guī)模種植，適宜機械缺乏等問題導(dǎo)致丘陵山區(qū)機械化水平遠低于北方大田地區(qū)。以下是對推進丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲機械化發(fā)展的幾點建議。

4.1 推進宜機化改造，建立規(guī)模化種植

持續(xù)推進丘陵山區(qū)土地宜機化改造工作，針對小地塊和高含石量等問題，加大土地整理力度，科學(xué)合理規(guī)劃適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地布局。對多石區(qū)域進行去石作業(yè)，逐年改善土質(zhì)環(huán)境，為機械化作業(yè)創(chuàng)造條件。機械化作業(yè)是建立在規(guī)?；幕A(chǔ)之上，因此，應(yīng)著力擴大經(jīng)營和生產(chǎn)規(guī)模，以種植大戶或新型經(jīng)營主體為主，推動馬鈴薯集中化和規(guī)?；N植。同時，發(fā)展農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)，提高土地產(chǎn)出率和生產(chǎn)效率，有助于提升農(nóng)戶的收入水平。

4.2 建立健全馬鈴薯機械化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

地理條件和農(nóng)藝多樣性對馬鈴薯全程機械化的實施帶來一定挑戰(zhàn)。為了克服這些障礙，可以根據(jù)不同區(qū)域的特點，依據(jù)主要產(chǎn)區(qū)高產(chǎn)量的栽培模式進行推廣種植。建立健全馬鈴薯機械化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，包括制定明確的操作流程、設(shè)備選型指南、作業(yè)流程等，確保在不同地區(qū)實施機械化時具有可行性。此外，還需要加大規(guī)范執(zhí)行力度，為馬鈴薯全程機械化提供堅實基礎(chǔ)。

4.3 加強農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合

馬鈴薯收獲農(nóng)機農(nóng)藝融合是在不影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，通過收獲機和馬鈴薯生產(chǎn)農(nóng)藝的相互協(xié)調(diào)來規(guī)范馬鈴薯收獲的作業(yè)環(huán)境[39]。新品種的培育和新農(nóng)藝的推廣是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。在推廣過程中，必須以適應(yīng)機械化作業(yè)為前提，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件進行試驗，優(yōu)化適合機械化栽培的模式和規(guī)范。農(nóng)機為農(nóng)藝服務(wù)是原則，但單方面要求農(nóng)機服務(wù)于農(nóng)藝的思維已經(jīng)過時，實際操作中，為了滿足特定馬鈴薯生產(chǎn)的農(nóng)藝要求，有時研制的機械過于復(fù)雜，制造難度也過大。因此，需加強農(nóng)藝與農(nóng)機的相互結(jié)合，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4.4 積極推進馬鈴薯先進適用機械研發(fā)

在馬鈴薯收獲機方面降阻減黏、減少漏挖和薯塊損傷是迫切需要解決的問題。為此，可以結(jié)合仿生學(xué)原理對挖掘鏟進行設(shè)計，加強研究黏重土壤降阻和降耗，減少動力損耗，并通過實際應(yīng)用進行優(yōu)化，得出科學(xué)數(shù)據(jù)，提供既滿足降阻降耗要求又能滿足挖掘條件的設(shè)計方法。另外，為解決挖掘過程和薯土分離過程中薯塊損傷問題，可以加大對覆蓋在機械表面的柔性材料和非金屬材料方面的應(yīng)用研究，降低薯塊與機器、薯塊與薯塊之間的碰撞，同時加強黏重土壤條件下土薯分離的研究，提高馬鈴薯收獲質(zhì)量。在不影響收獲機穩(wěn)定性和可靠性的同時，盡量降低整機質(zhì)量。此外，針對丘陵山區(qū)中小型收獲機具供需不平衡的問題，多措并舉解決機械收獲效率低和薯塊破損問題。通過合作研發(fā)等方式，進行技術(shù)嫁接，突破技術(shù)瓶頸，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

4.5 加大政策傾斜力度，加強宣傳推廣

國家應(yīng)加大對馬鈴薯機械化收獲的支持力度，包括農(nóng)機購置補貼、農(nóng)機作業(yè)補貼等優(yōu)惠政策。特別是丘陵山區(qū)，應(yīng)加大區(qū)域性馬鈴薯機械購機補貼力度，鼓勵薯農(nóng)采用機械化收獲技術(shù)。加強對馬鈴薯機械化收獲技術(shù)的宣傳力度，加強對薯農(nóng)進行專業(yè)技能的培訓(xùn)，提高薯農(nóng)對機械化收獲的認(rèn)知和接受度。鼓勵馬鈴薯生產(chǎn)機械研發(fā)部門和生產(chǎn)企業(yè)加大現(xiàn)場調(diào)研與生產(chǎn)實際相結(jié)合的力度。通過深入了解薯農(nóng)的實際需求和問題，開展針對性的研發(fā)工作，提供更適用、高效的馬鈴薯機械化收獲設(shè)備。

5 結(jié)束語

隨著馬鈴薯種植產(chǎn)量的增加和農(nóng)村勞動力的流失問題，勞動成本快速上升，農(nóng)戶對生產(chǎn)效率的追求及國家農(nóng)機購置補貼政策作用下，對于農(nóng)機的購置意愿也會增加。丘陵山區(qū)馬鈴薯收獲機械化是必然趨勢，應(yīng)追求南北方差異化發(fā)展，即丘陵山區(qū)向輕簡型馬鈴薯收獲機械化方向發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，推進輕簡型馬鈴薯收獲機械機電液一體化技術(shù)的應(yīng)用。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要政府、科研院所、高校和企業(yè)之間協(xié)同合作，針對丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化收獲過程中存在的傷薯率高、薯土分離難、材料受限等問題，研究解決方案，并研發(fā)與農(nóng)藝相結(jié)合的馬鈴薯收獲機。這是跨學(xué)科、多領(lǐng)域的相互融合，以實現(xiàn)馬鈴薯收獲機械化突破口，提高丘陵山區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，推動馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

王琪琪．中國將啟動土豆主糧化戰(zhàn)略土豆或成第四主糧[J]．新農(nóng)村（黑龍江），2015（4）：21-23．

柳國光，王濤，姚愛萍，等．浙江省馬鈴薯機械化收獲關(guān)鍵技術(shù)探討[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2019，40（8）：48-52．

LIU Guoguang，WANG Tao，YAO Aiping，et al．Discussion on keytechnologies of potato mechanized harvesting in Zhejiang Province[J]．Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2019，40（8）：48-52．

徐寧，張洪亮，張榮華［3］ ，等．中國馬鈴薯種植業(yè)現(xiàn)狀與展望[J]．中國馬鈴薯，2021，35（1）：81-96．

XU Ning， ZHANG Hongliang， ZHANG Ronghua， et al． Currentsituation and prospect of potato planting in China[J]． Chinese PotatoJournal，2021，35（1）：81-96．

劉崇林，胡軍，趙勝雪，等．馬鈴薯收獲機具研究進展[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2019，40（4）：31-35，124．

LIU Chonglin， HU Jun， ZHAO Shengxue， et al． Research progresson potato harvesting equipments[J]． Journal of Chinese AgriculturalMechanization，2019，40（4）：31-35，124．

謝從華．馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012（1）：1-4．

XIE Conghua．Potato industry：status and development[J]．Journal ofHuazhong Agricultural University （Social Sciences Edition），2012（1）：1-4．

聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫[EB/OL]．https：//www.fao.org/faostat/en/#data/QCL．

魏忠彩，王興歡，李學(xué)強，等．履帶自走式分揀型馬鈴薯收獲機設(shè)計與試驗[J]．農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2023，54（2）：95-106．

WEI Zhongcai， WANG Xinghuan， LI Xueqiang， et al． Design andexperiment of crawler self-propelled sorting type potato harvester[J]．Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2023，54（2）：95-106．

趙慶亮．國內(nèi)外馬鈴薯收獲機械研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J]．農(nóng)業(yè)工程，2020，10（6）：7-10．

ZHAO Qingliang． Research status and development prospect of potatoharvesting machinery at home and abroad[J]．Agricultural Engineering，2020，10（6）：7-10．

楊雅倫，郭燕枝，孫君茂．我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望[J]．中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2017，19（1）：29-36．

YANG Yalun，GUO Yanzhi，SUN Junmao．Present status and futureprospect for potato industry in China[J]． Journal of Agricultural Scienceand Technology，2017，19（1）：29-36．

徐錦大，王濤，吳列洪，等．丘陵山區(qū)薯類生產(chǎn)裝備有效供給的現(xiàn)狀與對策[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2017，38（5）：129-134．

XU Jinda， WANG Tao， WU Liehong， et al． Present situation andcountermeasures about effective supply of potato production equipment inhilly and mountainous areas[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2017，38（5）：129-134．

敖方源，秦大春，周兵，等．重慶市丘陵山區(qū)宜機化地塊整理整治實踐[J]．農(nóng)業(yè)工程，2017，7（4）：122-124，132．

AO Fangyuan，QIN Dachun，ZHOU Bing，et al．Application of landconsolidation suitable for mechanization in hilly and mountainous areasof Chongqing City[J]． Agricultural Engineering， 2017， 7（ 4） ： 122-124，132．

竇青青，孫永佳，孫宜田，等．國內(nèi)外馬鈴薯收獲機械現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2019，40（9）：206-210．

DOU Qingqing， SUN Yongjia， SUN Yitian， et al． Current situationand development of potato harvesting machinery at home and abroad[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2019， 40（ 9） ：206-210．

員貝貝，瞿江飛，鄭紅斌，等．西北旱區(qū)馬鈴薯壓縮力學(xué)特性研究[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2017，38（11）：57-62．

YUN Beibei， QU Jiangfei， ZHENG Hongbin， et al． Study on thecompressive mechanical properties of potato in arid areas in Northwest

China[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2017，38（11）：57-62．

單愛軍，劉俊杰，崔冰冰．馬鈴薯收獲機現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．農(nóng)機化研究，2006（4）：19-20．

SHAN Aijun， LIU Junjie， CUI Bingbing． The present situation ofpotato harvester and its development trends[J]． Journal of AgriculturalMechanization Research，2006（4）：19-20．

李震，常清，劉繼柱，等．國內(nèi)外馬鈴薯收獲機械發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2020，56（9）：207-208．

LI Zhen， CHANG Qing， LIU Jizhu， et al． Development status andtrend of domestic and overseas potato harvesters[J]． Modern ManufacturingTechnology and Equipment，2020，56（9）：207-208．

楊紅光， 胡志超， 王冰， 等． 馬鈴薯收獲機械化技術(shù)研究進展[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2019，40（11）：27-34．

YANG Hongguang，HU Zhichao，WANG Bing，et al．Research progressof harvesting mechanization technology of potato[J]． Journal ofChinese Agricultural Mechanization，2019，40（11）：27-34．

呂金慶，溫信宇，楊曉涵．馬鈴薯挖掘機挖掘鏟的現(xiàn)狀及展望[C]//2020 中國馬鈴薯大會論文集，2020：491-496．

劉瀟，何彬濤，段愛國，等．振動式馬鈴薯挖掘裝置關(guān)鍵部件設(shè)計[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2020，41（3）：6-12．

LIU Xiao，HE Bintao，DUAN Aiguo，et al．Design of key componentsof vibrating potato excavator[J]． Journal of Chinese AgriculturalMechanization，2020，41（3）：6-12．

李聿堯，楊紅光，王冰，等．馬鈴薯聯(lián)合收獲薯土分離技術(shù)與裝置研究[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2022，43（10）：42-50．

LI Yuyao，YANG Hongguang，WANG Bing，et al．Study on technologyand device of potato and soil separation in potato combined harvest[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization 2022， 43（ 10） ：42-50．

桑永英，張東興，張梅梅．馬鈴薯碰撞損傷試驗研究及有限元分析[J]．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008（1）：81-84．

SANG Yongying， ZHANG Dongxing， ZHANG Meimei． Study onbruising damage experiment of potato and finite element analysis[J]．Journal of China Agricultural University，2008（1）：81-84．

王萬虎．基于離散元的馬鈴薯撿拾裝置試驗研究[D]．楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2017．

WANG Wanhu． Potato collecting device experimental study based ondscrete element[D]．Yangling：Northwest A & F University，2017．

郭世魯，王衛(wèi)兵，陳紹杰，等．小型馬鈴薯收獲機薯機碰撞有限元分析[J]．中國農(nóng)機化學(xué)報，2016，37（5）：14-17．

GUO Shilu， WANG Weibing， CHEN Shaojie， et al． Finite elementanalysis for crash safety of the potato and mechanism of small potato harvesterworking[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2016，37（5）：14-17．

呂金慶，楊曉涵，呂伊寧，等．馬鈴薯挖掘機升運分離過程塊莖損傷機理分析與試驗[J]．農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2020，51（1）：103-113．

LV Jinqing，YANG Xiaohan，LV Yining，et al．Analysis and experimentof potato damage in process of lifting and separating potato excavator[J]．Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2020，51（1）：103-113．

馮斌，孫偉，石林榕，等．收獲期馬鈴薯塊莖碰撞恢復(fù)系數(shù)測定與影響因素分析[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33（13）：50-57．

FENG Bin，SUN Wei，SHI Linrong，et al．Determination of restitu- tion coefficient of potato tubers collision in harvest and analysis of its influencefactors[J]． Transactions of the Chinese Society of AgriculturalEngineering，2017，33（13）：50-57．

王海翼，張兆國，IBRAHIM Issa，等．丘陵山區(qū)小型馬鈴薯收獲機設(shè)計與試驗[J]．浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2021，33（4）：724-738．

WANG Haiyi，ZHANG Zhaoguo，IBRAHIM Issa，et al．Design andexperiment of small-sized potato harvester suitable for hilly and mountainousareas[J]．Acta Agriculturae Zhejiangensis，2021，33（4）：724-738．

石林榕， 孫偉， 王蒂， 等． 馬鈴薯仿生挖掘鏟片的設(shè)計與仿真[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（1）：268-272．

SHI Linrong，SUN Wei，WANG Di，et al．Design and simulation researchon the potato bionic digging shovel[J]．Agricultural Research inthe Arid Areas，2014，32（1）：268-272．

李曉鵬．馬鈴薯耦合仿生挖掘及其減阻研究[D]．成都：西華大學(xué)，2018．

LI Xiaopeng．Research on potato coupled-bionic digging and its drag reduction[D]．Chengdu：Xihua University，2018．

趙萍，趙吉喆，樊昱，等．馬鈴薯仿生挖掘鏟的設(shè)計與有限元靜力學(xué)分析[J]．中國科技論文，2017，12（22）：2 543-2 548．

ZHAO Ping， ZHAO Jizhe， FAN Yu， et al． Design and finite elementstress analysis on the potato bionic digging shovel[J]． China Sciencepaper，2017，12（22）：2 543-2 548．

崔剛，馬云海，楊德秋，等．馬鈴薯挖掘鏟仿生減阻技術(shù)研究概況[J]．農(nóng)業(yè)工程，2019，9（9）：19-22．

CUI Gang， MA Yunhai， YANG Deqiu， et al． Research situation ofbionic resistance reducing technology about potato digging shovel[J]．Agricultural Engineering，2019，9（9）：19-22．

呂金慶，孫賀，兌瀚，等．粘重土壤下馬鈴薯挖掘機分離輸送裝置改進設(shè)計與試驗[J]．農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48（11）：146-155．

LV Jinqing， SUN He， DUI Han， et al． Design and experiment onconveyor separation device of potato digger under heavy soil condition[J]． Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2017，48（11）：146-155．

楊然兵，田光博，尚書旗，等．馬鈴薯收獲機輥組式薯土分離裝置設(shè)計與試驗[J]．農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2023，54（2）：107-118．

YANG Ranbin， TIAN Guangbo， SHANG Shuqi， et al． Design andexperiment of roller group type potato soil separator for potato harvester[J]． Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2023，54（2）：107-118．

魏忠彩，李洪文，蘇國粱，等．緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機研制[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35（8）：1-11．

WEI Zhongcai， LI Hongwen， SU Guoliang， et al． Development ofpotato harvester with buffer type potato-impurity separation sieve[J]．[J]． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2019，35（8）：1-11．

王相友，呂丹陽，任加意，等．裝袋型馬鈴薯聯(lián)合收獲機清選裝置研制[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2022，38（S1）：8-17．

WANG Xiangyou，LV Danyang，REN Jiayi，et al．Design and parameteroptimization of the cleaning device for a bagged potato combineharvester[J]．Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2022，38（S1）：8-17．

呂金慶，王鵬榕，劉志峰，等．馬鈴薯收獲機薯秧分離裝置設(shè)計與試驗[J]．農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2019，50（6）：100-109．

LV Jinqing， WANG Pengrong， LIU Zhifeng， et al． Design and experimentof potato harvester potato stem separation equipment[J]． Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2019，50（6）：100-109．

劉嘉程，魏夢陽，康宏彬，等．基于滾筒式分離的馬鈴薯收獲機設(shè)計與試驗[J]．農(nóng)機化研究，2021，43（5）：96-103．

LIU Jiacheng， WEI Mengyang， KANG Hongbin， et al． Design andexperiment of drum type potato harvester separation device[J]． Journalof Agricultural Mechanization Research，2021，43（5）：96-103．

劉偉，謝守勇，李明生，等．西南丘陵山區(qū)馬鈴薯全程機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的問題[J]．農(nóng)業(yè)工程，2022，12（5）：10-13．

LIU Wei，XIE Shouyong，LI Mingsheng，et al．Current situation andexisting problems of potato mechanization production in hilly and mountainousregions of southwest China[J]．Agricultural Engineering，2022，12（5）：10-13．

邢歡歡．基于離散單元法的機械式挖掘機工作阻力模擬[D]．沈陽：東北大學(xué)，2014．

XING Huanhuan． The simulation of the mechanical excavatorworkingresistance based on discrete element method[D]．Shenyang：NortheasternUniversity，2014．

信桂新．山地丘陵區(qū)土地資源流動與整合機制研究[D]．重慶：西南大學(xué)，2016．

XIN Guixin．Mechanism research on mobility and integration of land resourcein mountain and hilly areas[D]． Chongqing： Southwest University，2016．

柳國光，王濤，程林潤，等．馬鈴薯收獲農(nóng)機農(nóng)藝融合試驗[J]．農(nóng)業(yè)工程，2021，11（6）：28-33．

LIU Guoguang，WANG Tao，CHENG Linrun，et al．Experiment onintegration of agricultural machinery and agronomy for potato harvest[J]．Agricultural Engineering，2021，11（6）：28-33．