苹果生产用上十八般“武器”

2018-11-26 11:11:06|作者:创新农业|来源:

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用上自动栽植机,栽苹果树不用“挖坑”,一小时栽完一亩地很轻松;给苹果套袋的手持式套袋机,套完50个苹果只要三四分钟;苹果专用多功能采摘平台,可以实现苹果的高效无损采摘……近日,由青岛农业大学牵头的山东省农机装备研发创新计划项目“苹果生产全程机械化技术装备研发”现场会在山东省临沂市沂水县的一片苹果试验田举行,现场会上亮出苹果全程机械化生产的十八般武器。

苹果全程机械化生产的机械品种虽然炫目,但大面积推广仍面临规模化标准化种植不足、“山寨”机械严重等各种问题,农业生产以机器代替人路途漫长。

十八般“武器”助力苹果全程机械化生产

提起苹果树种植,很多人会想到先挖个坑,然后把树苗放进去,再培上土。先进些的,会用机器挖坑,然后放苗、培土。不过,观摩会现场演示的苹果自动栽植机,让栽苹果不必再“挖坑”。

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苹果多功能栽植机

一台苹果自动栽植机,一人驾驶,两人站在车后作业平台上,从平台中间的空隙,也就是喂苗系统中,将树苗依次放下去,随着机器的行驶,一排苹果树就栽好了。树苗之间的株距约为60公分,笔直排列,十几棵树苗栽好也就用了几分钟,说是栽树,看上去更像是“插树”。“这么快,这树栽得能结实吗?”对于看起来如此轻松的栽树方式,观摩人群中立即出现怀疑声。有人走到栽好的树苗前,先是用手轻轻晃一晃,树苗纹丝不动,然后嘴里说着“哎哟,还挺结实”,便用力去拔,树苗仍然岿然不动。

“这个机器种的树苗,5级风之内,是刮不倒的。”担任现场解说的青岛农业大学机电工程学院副院长王东伟笑着说,用这样一台机器,只需要三个人,一亩地不用一个小时就可以栽完,树苗和树苗之间的距离是可以自行设定的。

另外一台更高大上一些的自动栽植机,后面的作业平台上还有两把小椅子,工作人员坐在椅子上,拿着树苗往喂苗系统里放就行。和上台栽植机不同,这台栽植机可以起很高很宽的垄,有利于水肥一体化的灌溉系统铺设。

“这是什么,苹果自动套袋机?这个得好好看看。”由烟台梦现自动化设备有限公司研发的手持式苹果套袋机,在观摩会现场引发了极大关注。这台苹果套袋机,样子看起来像一台大一些的吹风机,单手拿着,像拎着一瓶矿泉水。套袋机手柄上方有个白色感应按钮,看好需要套袋的苹果后,手指接触按钮,不需要用力按,一个袋子弹出,袋口自动张开,套住苹果后自动封闭袋口,套一个苹果也就几秒钟的时间。移开机器,另一个袋子自动弹出,就可以套下一个苹果了。

“套袋机配有苹果专用袋,机器中一次可放50个袋子。”烟台梦现公司总经理陈爱民表示,给苹果套袋的活儿一般是女性来做,要考虑她们的胳膊承受力,每次装50个袋子,套完换袋子的工夫可以休息一下。“如果不考虑找苹果的时间,用这个机器,50个苹果三四分钟就能套完。”

据王东伟介绍,为了减少苹果生长过程中的病虫害和损伤,以及避免苹果与农药接触,全国的苹果种植达到98%以上的套袋率。但是现在苹果套袋的人工成本高、人手短缺,而适合苹果套袋的时间又是有限的,时间不等人,所以苹果套袋机很有市场。

最近几年,每到苹果成熟季,就会有果农抱怨找人摘苹果价格太贵,甚至有时有钱也找不到人。观摩会现场,大家对于苹果的自动采摘机器相当感兴趣。一台苹果专用多功能采摘平台引起关注。这台机器拥有全液压系统的可自主升降平台,可根据苹果树的高度自主调节高度,而且,不管地形如何倾斜,作业平台都会调整保持水平,以保证在平台上作业人员的安全。

机器平台上有4个作业工位,可供4人同时采摘苹果。每个工位上都有一个转向非常灵活的手柄,与待采摘的苹果保持亲密距离。手柄与传输系统相连,传输系统工作人员摘下苹果后,顺手放到手柄传输带上,苹果经过黑色传输带,再穿过一片柔软的、绿色小瀑布一样的传送装置,就会进入系统下面的集果箱中。集果箱满了后,系统自动降下箱子,缓慢无震放到地上,然后换上新的集果箱就可以连续作业。现场,工作人员开动机器采摘了一些苹果。笔者从集果箱中拿起苹果仔细看了看,经过传输系统的苹果,完整性非常好,无任何碰撞损伤。青岛农业大学机电工程学院院长尚书旗表示,这一采摘系统用的是柔性限位输送系统,整个输送系统所用材料都是柔性的,另外传输过程中,每个苹果都有固定位置,互相不会碰撞,这些都保证苹果不会因传输而受损,又大大提高了采摘效率。

除草、施肥、喷药……苹果,是一种需要多次植保的农作物,在此次观摩会上,各种植保机械的数量也不少。一台自动导航的施肥机,工作人员启动机器后,便手拿遥控器跟在机器后面,悠闲地看着机器工作。

观摩会现场,大部分机器个头都挺大,适合在有一定行距的标准化果园里使用,如果是那种人都很难进去的传统苹果园,这样的大机器也无用武之地。一款小巧的多功能施肥机就为传统苹果园而生。绿色的小巧机身,看起来只有五六十公分高,放到林中,人在外面用遥控器遥控,小机器便贴地运行施肥,相当灵活。

自动化机械,越炫酷越好?

此外,现场会上还有一批吸引关注的自动化机械系统:可以快速获得地表性状、喷洒农药的无人机;用于沙地、丘陵地的开沟机;拥有二次雾化技术的植保机;可以将修建后的树枝打成小片状的树枝粉碎机;小巧迷你的背负式锄草机;螺旋式打穴机;防堵防漏的水肥一体化设备;可以远程监看的苹果智慧物联网系统……

“用了机器后,这摘苹果还离不开人啊!”观摩会现场,在看到最终的机械收获苹果演示后,观摩人群中有人觉得这技术不够“炫”,恨不得从头到尾所有的程序都由机器来完成,人只要坐享其成就行。

“大家可能都看过网上的视频,用机器摇苹果树,苹果树下兜着块布,一摇,苹果哗哗掉下来。”王东伟看出大家的小失落,他表示有些看着很“炫”的操作,其实并不是最佳的选择,就像用机器摇苹果树,对苹果树还是有明显损害,会影响到第二年的正常生长。此外,通过摇苹果树的方式采摘苹果,苹果之间很容易互相碰撞,造成损伤,这样的苹果很难保存,一般都是用来做果酱和果汁,而对于我们习惯的鲜食苹果,这样的方式并不可取。

尚书旗也提到了机械手摘苹果技术,真正的机器人操作,但结果并不比人快,相反还比人要慢很多。“这机器摘苹果前,得先观察苹果的颜色,看红到了什么程度,能不能摘,等确认能摘了,要再观察这个苹果周围的枝杈,看该从哪里‘下爪’。”尚书旗说,等到这些步骤都做完,把苹果摘下来,已经比人慢了很多。

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苹果多功能作业平台

在现场会上,观摩者也更注重自动化机械的实用性以及性价比。看完苹果专用多功能采摘平台后,立即就有人感慨“这个很实用”。看起来最貌不惊人的苹果套袋机,成为众人追逐的焦点,大家亲自拿着机器模拟套袋,仔细询问机器的价格、纸袋的价格,研究纸袋的构造,还有人建议研发拆袋机。

机械代替人要过几道坎

此次青岛农业大学的现场会在沂水县的一片苹果园里举行,这也是学校牵头的为期两年的苹果机械化项目研发两片试验田之一,另一片试验田在烟台。此次现场会上展现的很多机械都让人眼前一亮,不过,不少机械用得有些“憋屈”,并不能发挥最大功能,而原因就在于苹果园的条件限制了机器的发挥。

“我们看这片苹果园,不是我们理想中的样子,但更符合我们现在的实际。”现场会一开始,王东伟就坦然指出,这片试验田,并没有达到机械化种植的完美状态。为了方便机器的演示,有些地方还是青农大的工作人员临时进行了修剪。


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4PZ—1700型苹果多功能作业平台

王东伟表示,苹果生产的全程机械化,很重要的一条是种植的规模化和标准化。规模化的种植,可以提高机器的利用率。标准化的种植,则可以发挥机器的功效。

标准化种植的苹果园该是什么样的呢?王东伟的描述,基本颠覆了我们对于传统苹果园的印象。传统苹果园,一棵苹果树长得枝繁叶茂,一棵树就占据四周很大一片地盘,又高覆盖面积又大,然后树与树之间枝丫交错,别说进机器,进人都难。

标准化的苹果园,则是“矮砧密植”,苹果树下面的砧木只有五六公分,树的整体高度控制在2米到2.5米,苹果树行与行之间的距离达到3.5米到4米,为机器作业留出足够的空间,而一排苹果树间的株距,则可以密到50公分左右,苹果树呈纺锤状生长,密集结果。这样的一种种植,无论是修剪、喷药、施肥还是采摘,都是特别适合机械规模化作业的。

“山东省500多万亩的苹果种植面积,能实现标准化种植的不足十分之一。”王东伟说,对于很多果农来说,把现有的果园翻倒重来,并不是一件容易的事情,需要考虑的因素有很多。在推广机械化的路上,这也是我国和欧美国家很大的不同,欧美很多国家的规模化、标准化种植已经很多年。

除了受规模化、标准化种植的限制,自动化机械的研发也受到“山寨”产品的威胁。

在观摩会现场备受宠爱的苹果自动套袋机,计划于下个月正式上市。虽然这一产品已有37项专利在手,但是对于陈爱民来说,最担心的还是产品的仿冒。这一产品,公司从2014年起就开始研发,2017年加入青岛农业大学的项目团队后,在青农大的帮助下,技术进一步完善,终于有了现在的产品,但是产品一旦上市,太容易有人伪造,而这会大大打击公司新机械的研发热情。

山东省农机局有关处室负责人表示,农业自动化机械的推进,也要考虑到整个劳动力市场的情况,目前,还有一部分人靠农业的生产生活,过于快速的机械化推进会剥夺他们的工作机会,我们需要做的是保证有机械化生产的能力,然后适度推进。

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