團隊成員以花生聯(lián)合收獲機為共用平臺，通過模塊化設(shè)計，成功研發(fā)出4DLB-2型自走式大蒜聯(lián)合收獲機。這款機具填補了國內(nèi)空白，在大蒜主產(chǎn)區(qū)進行了大量試驗示范和推廣，受到業(yè)內(nèi)專家和廣大農(nóng)戶的一致認可和好評。
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花生、甘薯、大蒜、甜菜、洋蔥、胡蘿卜、馬鈴薯……這些長在土下的果實，種類繁多，有20多種，是我國重要的經(jīng)濟作物，其種植面積達數(shù)億畝，涉及農(nóng)戶過億，各類作物產(chǎn)量和種植面積均居世界前列。然而，到了收獲的季節(jié)，要高效完整地采摘這些土下果實，對農(nóng)民來說卻不是輕而易舉的事情。
“目前，歐美發(fā)達國家收獲花生等土下果實大多采用隨行限深挖掘技術(shù)，實現(xiàn)了自動壓限深挖掘，保障了挖掘作業(yè)環(huán)節(jié)順暢和人性化操作。”農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研究員胡志超在接受《中國科學(xué)報》采訪時指出，當前我國土下果實收獲限深挖掘技術(shù)措施較為粗放落后，已成為制約土下果實機械化收獲作業(yè)性能的關(guān)鍵因素之一，亟待研究和攻克。
作為團隊首席專家，胡志超帶領(lǐng)的土下果實收獲機械創(chuàng)新團隊是首批進入中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的團隊之一。他們長期以花生、薯類等土下果實機械化收獲技術(shù)與裝備研發(fā)為主要研究方向，先后研發(fā)出花生、甘薯、甜菜、大蒜等土下果實10多種機械化收獲裝備，先后申獲國家發(fā)明專利41件，已在生產(chǎn)中獲得良好應(yīng)用。
花生收獲機械化程度低
花生作為土下果實作物之一，是我國最具國際競爭力的優(yōu)質(zhì)優(yōu)勢油料作物，常年種植面積7000多萬畝。
胡志超說，花生產(chǎn)業(yè)是個勞動密集型產(chǎn)業(yè)，是個必須實現(xiàn)機械化，但實現(xiàn)機械化難度很大的產(chǎn)業(yè)。收獲作為花生的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，存在著勞動強度大、用工多、成本高等問題。國內(nèi)機械化收獲技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、可借鑒先進技術(shù)少、發(fā)展緩慢，成為制約我國花生生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)成長的主要問題。
花生生產(chǎn)全程機械化主要指機械完成花生生產(chǎn)農(nóng)藝全過程的技術(shù)，主要內(nèi)容為：耕、種、管、收、加，包括耕整地、播種、鋪膜、施肥、田間管理、收獲、摘果、脫殼、產(chǎn)后加工等機械化技術(shù)。“目前，我國花生生產(chǎn)機械化尚處于發(fā)展初期，總體需求迫切、關(guān)注度很高，但歷史欠賬較多，與發(fā)達國家差距較大。”胡志超說。
花生生產(chǎn)全程機械化核心環(huán)節(jié)是播種和收獲，這是兩個占用勞動力多、勞動強度大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。但幾年前，除了花生主產(chǎn)區(qū)基本實現(xiàn)機械化，非主產(chǎn)區(qū)，尤其是南方產(chǎn)區(qū)的花生播種，基本上以人力和畜力為主；收獲方面，主產(chǎn)區(qū)以人力和半機械化分段收獲并存，南方產(chǎn)區(qū)還主要以人工為主。而在當時，盡管挖掘機、花生收獲機、摘果機等作業(yè)機具已在部分花生主產(chǎn)區(qū)獲得應(yīng)用，但能夠一次完成挖掘、清土、摘果、果雜分離、果實收集和秧蔓處理等花生收獲作業(yè)全部工序的聯(lián)合收獲機，還處在研制改進試銷階段，實際應(yīng)用較少。
與此同時，美國等少數(shù)發(fā)達國家花生機械化收獲技術(shù)已非常成熟和先進，花生收獲過程全部實現(xiàn)機械化作業(yè)。與發(fā)達國家的落后差距，一度讓胡志超感到非常焦急。
突破技術(shù)瓶頸
就在胡志超進入土下果實生產(chǎn)機械化領(lǐng)域時，農(nóng)機形勢整體不景氣、經(jīng)費少，但他和團隊成員們十余年扎根花生等土下果實機械化收獲的研究，先后研發(fā)出4HLB-2型挖拔組合半喂入式花生聯(lián)合收獲機、4H-1500型和4H-800型花生分段收獲機、4HZB-2型半喂入花生摘果機，填補了國內(nèi)花生收獲裝備空白。
這些產(chǎn)品成為花生收獲機市場主體和主導(dǎo)產(chǎn)品，市場占有率逾30%，并實現(xiàn)出口，使同期我國花生機收水平從2009年的18.02%提升至2013年的29.67%。該成果解決了國內(nèi)花生機械化收獲技術(shù)瓶頸問題，引領(lǐng)我國花生收獲技術(shù)革新和跨越發(fā)展，整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。
在取得成果和榮譽后，土下果實收獲機械創(chuàng)新團隊并沒有放慢腳步。
為滿足我國高效花生聯(lián)合收獲設(shè)備市場需求，這支精英團隊通過潛心研究，在2013年創(chuàng)制出擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)的世界首臺半喂入四行花生聯(lián)合收獲機。經(jīng)多輪優(yōu)化設(shè)計，技術(shù)性能已趨于成熟，不僅為滿足我國花生機械化高效收獲需求提供了有力技術(shù)支撐，也為團隊在花生機械化聯(lián)合收獲技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域占領(lǐng)制高點奠定了基礎(chǔ)。
2014年國內(nèi)首臺八行花生撿拾聯(lián)合收獲機的問世，更是將我國花生收獲設(shè)備的水平提升到了一個新的高度，對打破美國花生撿拾聯(lián)合收獲技術(shù)壟斷，促進我國花生產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，發(fā)揮了極其重要的作用。
土下果實收獲機械屢獲成功
花生聯(lián)合收獲機取得成功之后，胡志超開始帶領(lǐng)團隊向其他土下果實收獲機械攻關(guān)。
大蒜是我國重要的經(jīng)濟作物，其種植面積、總產(chǎn)量及出口量均高居世界首位，是我國優(yōu)勢出口農(nóng)產(chǎn)品之一。自2000年以來，我國大蒜產(chǎn)量和出口量均占世界的60%以上，且呈逐年上升趨勢。
與我國相比，歐美國家大蒜種植面積相對較小，僅占全球的13%，但其大蒜生產(chǎn)機械的研發(fā)水平遠遠高于我國，尤其是大蒜機械化收獲裝備技術(shù)水平先進，處于國際領(lǐng)先地位。胡志超告訴記者，20世紀60 年代末，歐美國家大蒜的播種、田間管理、收獲等均已實現(xiàn)機械化作業(yè)。同時，由于大蒜并非是這些地區(qū)的主要農(nóng)作物，種植面積較少，因而專門用于大蒜收獲的機械相對較少，多數(shù)設(shè)備可兼收大蒜、洋蔥、胡蘿卜等根莖類作物。
而長期以來，我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展重點主要集中在稻麥油棉等作物，對大蒜等經(jīng)濟作物重視程度相對不足，導(dǎo)致大蒜機械化生產(chǎn)水平遠落后于歐美發(fā)達國家，尤其是收獲作業(yè)環(huán)節(jié)依然沿襲傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，勞動強度大、作業(yè)效率低、生產(chǎn)成本高，已成為我國大蒜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。
這一次，胡志超的目標是大蒜聯(lián)合收獲機，可一次性完成挖掘、清土、果秧分離、集果等工序，具有作業(yè)集成度高、收獲損失小、生產(chǎn)效率高、人工勞動強度低等優(yōu)勢。
團隊成員以花生聯(lián)合收獲機為共用平臺，通過模塊化設(shè)計，成功研發(fā)出4DLB-2型自走式大蒜聯(lián)合收獲機。這款機具填補了國內(nèi)空白，在大蒜主產(chǎn)區(qū)進行了大量試驗示范和推廣，受到業(yè)內(nèi)專家和廣大農(nóng)戶的一致認可和好評。
胡志超帶領(lǐng)著團隊再接再厲，積極拓展，又在薯類、甜菜等其他土下果實作物收獲技術(shù)裝備研發(fā)上取得了顯著成效。
他們創(chuàng)新研發(fā)出4QL-1型甘薯起壟收獲多功能機、4JHSM80和90型甘薯秧蔓粉碎還田機、4GS-1500型甘薯收獲機等甘薯收獲設(shè)備，具有良好的經(jīng)濟性和適應(yīng)性，并已在農(nóng)機骨干企業(yè)獲得產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用；通過消化吸收國際先進技術(shù)和再創(chuàng)新研制，研發(fā)出適合我國國情、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的甜菜聯(lián)合收獲機，為提升我國甜菜機械化生產(chǎn)水平提供了有效支撐。
