枸杞的机械采收

第三节　枸杞的机械采收

一、枸杞机械采收的背景和意义

枸杞采果需占用大量劳动力，严重增加了生产成本，降低了种植效益，且挤占了其他作物管理时间和劳动力，枸杞采果环节不仅严重制约了枸杞产业自身的发展，而且影响了农业各产业间均衡发展。因此，近年来各界对于枸杞机械采收的呼声日益高涨和迫切，枸杞采收机械的研制也成为一个新的枸杞研究方向。研制和推广应用采摘机械，目的在于研制可代替手工采果、能提高采摘效率、保证采摘质量的机械设备，从而缓解枸杞采摘压力，降低生产成本，提高种植效益，加快枸杞产业化发展步伐，促进农业经济全面均衡发展，为早日实现农业现代化贡献力量。

二、枸杞采摘机的研制

（一）枸杞采摘机的国内外研制动态

虽然枸杞属植物多达80余种，但在世界范围内，药用枸杞的栽培只有中国、韩国等少数国家，韩国虽然栽培面积不大，但由于其工业化程度高，农业人口少，劳动力成本大等原因，枸杞采摘成本极高，也促使其很早就在进行枸杞采摘机的研制，但其研制目标，是大型、全自动机械，资料显示，韩国研制了至少2代采摘机样机，并进行了室内模拟采摘，但鉴于枸杞的生长习性以及种植模式限制，样机至今无法进入田间开展实地采摘。

国内最早开展枸杞采摘机研制的单位是宁夏农林科学院，研制小组针对我国枸杞以农户分散经营为主、果实持续成熟的特点特性，结合栽培模式综合考虑，将枸杞采果机的研制定位在“小型便携式”的目标上。经过不懈努力，于2006年完成了便携式枸杞采摘机的自主设计、样机研制、初步采摘试验以及采摘性能和机械性能的评价。在随后几年中，经过不断改进完善，“便携式枸杞采摘机”逐步成熟，于2008年进入中试。

截至目前，在枸杞机械采摘研制过程中，就能否应用机械采果、采摘设备的工作原理等问题，国内、外所有研制机构已基本达成共识：一致认为枸杞果实机械采摘是可行的。在机械研制方面，我国枸杞采摘机研制方向均以小型、便携为目标。现已有多款样机在进行前期采摘试验，有的已在进行示范，但完全用于生产试验还需时日。

（二）便携式枸杞采摘机的设计与研制思路

工作原理：枸杞的采摘过程是收获果实，与收获植株有本质区别，又不同于一次性集中成熟的果实。理论上，枸杞果实采摘可应用振动、切割、仿生和色别等原理，但从枸杞的果实特点、机械制造成本、工艺难度、经济发展水平等综合考虑，振动原理更适合枸杞的果实成熟特点，且设备造价低廉、制造工艺简单，实用性强。

机型设计：枸杞特殊的生长与成熟特性，现有的经营模式、栽培特点、生产水平、经济条件等，共同影响并决定了枸杞采摘机的设计与研制。因此，设计研制小型、轻便的枸杞采摘设备，符合枸杞生长特点和成熟特性，也适应目前我国农村经济发展水平、农户经济条件的现状。

（三）枸杞采果机的研制

宁夏农林科学院研制的便携式枸杞采摘机，是国内最早的一款采摘机械，具有小巧、轻便、实用的特点。主要构造包括动力系统、主机系统、收集系统。其中主机系统是枸杞采摘机的核心。

便携式枸杞采摘机主机由中央控制器、手柄及采果头、控制系统，果实接受系统、动力部分组成。

便携式枸杞采摘机整体样机体积小、重量轻、操作方便。主机总重量3.0～3.5 kg，手柄及采果头重量1.3 kg。工作时主机为背负式，单手持手柄，开启手柄上的操作开关，采果头即可开展采摘。

便携式枸杞采摘机主机系统的作用是承接上游动力，通过特殊装置并将旋转力转变为振动力，再将振动力传递到采果头和枝条上，即由动力驱动，带动主机工作和果枝联动，达到振动采果目的。

本款枸杞采摘机为交流电驱动，工作时需要连接外部电源或由发电机发电来满足动力需求。

就果实采摘形式而言，按采摘器与采摘对象接触的准确性，分精确采摘和模糊采摘，精确采摘是指针对具体采摘对象而实施的采摘，一般为一次对单个采摘对象的采摘；而模糊采摘则指采摘单位不确定的采摘，为一次对多个采摘对象的采摘。按采摘器与果实接触的部位，又分接触采摘和非接触采摘，前者指采摘器直接接触采摘对象（果实），后者指采摘器不直接接触采摘对象。精确采摘和接触式采摘的采摘对象准确，但采摘效率低，而模糊采摘和非接触式采摘则采摘效率高，但采摘对象相对不准确。

便携式枸杞采摘机在采摘过程中，采果头只接触枝条，而不直接接触果实，因此，从采摘形式上讲，枸杞采摘机属于模糊采摘和非接触性采摘。

（四）枸杞采果机的采摘性能

便携式枸杞采摘机已经过了多年的研制历程，研制了多代样机，第3代样机已进行过无数次田间采摘试验，采摘试验表明，第3代样机便携式枸杞采摘机具有较好的采摘性能和机械性能，是目前国内、外枸杞采摘机中综合性能较好的一款。调查表明，每台采果机采果量为每小时13.5～26.8 kg，平均效率是人工的3～5倍。采摘也不会直接造成果实烂裂、破损等机械损伤，影响采摘质量。

（五）便携式枸杞采摘机的采摘条件

枸杞采摘机的采摘效率、质量、采净率等与被采树体关系密切，首先，在种植密度上，虽然便携式枸杞采摘机有体积小、重量轻的特点，但与人工采摘相比，机械活动还需要一定的活动空间，因此，使用采摘机采摘的枸杞园地，树体之间最好能有一定间距，以保证采摘头工作时有足够的空间，不会碰及其他植株。树体间应该保持20～30 cm的间隙，以便于操作人员活动和采果机工作。其次，由于枸杞采摘机实行多枝大面积采摘原则，因此，无论是“一把伞”还是“三层楼”树形，当枝条长顺、自然下垂时，枝条排列相对整齐，便于采果头插入和取出，工作阻力小，有利于缩短采摘周期，采摘效率高、质量好，对枝条、叶片的伤害也相对较小。相反，短截枝、横枝、混枝多时，采摘速度慢、采摘质量差，采果头工作阻力大，出入易碰上枝叶，采摘损伤大。

此外，在树形培养方面，考虑到采摘机采果头+手柄有一定的长度，使用采摘机采果在一定程度上延长了手臂，因此，可通过修剪适当抬高树体高度，增加果枝数量，提高产量。

由于枸杞叶片肉质，机械采摘时容易折损，因此，机械采摘更应避开雨天、露水期。因为叶片表面过多的水分，会进一步增加叶片脆性，加大了叶片折损和脱落的几率，且采摘质量差。

果实/果柄的结合力，是果实生理成熟的指标之一，也是决定枸杞果实适宜采摘的因素。在同一季节，在采摘拉力（外力）一致的前提下，果实成熟状况直接影响果实和果柄的结合力，从而影响采摘效果。成熟（八成熟）果实的直观感觉是果实/果柄结合力小，易于采摘，这与生产上采摘成熟度相吻合。成熟度小于八成时，机械采摘果实脱落量少，采摘效率低，而过熟采摘易使果实组织受损，影响果实质量。

机械采摘效率的高低还取决于成熟果的数量，虽然一年中枸杞从6月中旬～10月中旬均有果实，但不同时期果实成熟数量不同，需要采摘的果实数量也不同，宁夏在6月下旬～8月初，是果实集中成熟期，全年产量的70%在此期间成熟，需采量大，机采效率高、质量好，节省劳动力效果明显。相反，在果量稀少时，机械采摘效果差，且枝叶损伤严重。因此，在果实非集中成熟期，不建议使用机械采摘。

此外，近期在采果机动力方面，出现了以直流电为动力，代替发电机或交流电源的机型。与交流电动力的机型比较，以直流电为动力的机型有田间使用动力方便的优势。