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李平最新研制的马铃薯收获机。记者 栗园园 摄/视觉重庆 |
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人物名片 李平,40岁,重庆市农业科学院农机研究所高级工程师,专门从事山地农机研发。近年来,瞄准山区马铃薯播种、收获机械化率低的问题,他带领团队潜心研发,帮助山区马铃薯坐上“专属座驾”,破解了产业“无机可用”的难题。 |
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4月18日,开州区竹溪镇平溪村正加紧收获早熟马铃薯。
“本地马铃薯一般5月上市,我提前半个月,每斤就能多赚几毛钱!”开州区广德农机专业合作社负责人陈令笑着说,今年地里还多了位得力帮手——一台崭新的中型马铃薯收获机,效率更高了。
农机缓缓驶过,圆滚滚的马铃薯纷纷从泥土里“蹦”了出来,铺满垄面。陈令忍不住冲着身旁的市薯类产业技术体系专家、市农科院农机研究所高级工程师李平连连点赞:“这台大小刚好,挖出来的土豆一个个干干净净,漂亮!”
这是李平团队今年新研发改进的中型马铃薯收获机首次下田。“以前主攻小型机,现在要服务大户,得上中型机器。第一次实地表现就这么提气,我心里有底了。”李平笑着说。
“要解决自己的问题,只能靠自己研发”
作为一名从事农机研发的科研人员,李平和马铃薯农机已“死磕”近10年。
“农户的呼声太高了。”李平说,马铃薯已跃升为我国第四大主粮作物,在重庆山区,它是与红薯、玉米并列的“三大坨”之一,全市种植面积约500万亩,主要集中在秦巴山区和武陵山区。
这两大山区“巴掌田”“鸡窝地”遍布,耕作条件先天不足,适用农机少得可怜。数据显示,重庆马铃薯机播率、机收率分别只有8.39%、11.15%,机械化水平低成了产业发展的突出瓶颈。
“种土豆、收土豆都特别费人工。”李平表示,“马铃薯农机在原理上并不复杂,既然我就是干这行的,那我就来试试。”
刚开始,他的想法很直接:北方马铃薯机械化技术早已成熟,有现成的机器,引进来推广就行,顶多稍作改良。恰好青岛一家厂商专门针对山区推出了中小型播种机和收获机,部分种植大户率先购买试用。
“可这些机器一到重庆便大面积‘水土不服’。”李平说,以播种机为例,农户普遍反映漏播率太高,超过了10%。这意味着种一亩土豆就要缺400斤左右的产量。要想补种,光人工一天就要多花160元,折算下来每亩成本还多出30多元。
收获机也好不到哪儿去——重庆大多是黏重土壤,从北方来的机器无法适应,挖出来的土豆几乎全裹在泥疙瘩里,根本没法看。
“重庆山区还有很多没有经过高标准改造的农田,北方大型农机在转弯抹角的地方根本照顾不到。”李平坦言,“北机南用”这条路完全走不通。
“没办法,要解决自己的问题,只能靠自己研发。”李平说,2017年起,他带着团队,正式踏上了山区马铃薯农机自主研发之路。
播种机装上“火眼金睛”,漏播率直降7个百分点
研发的突破口,首先放在了播种机上。
仔细观察后,李平发现漏播问题主要出在挖取种薯的“小勺”上——农户切出的种薯大小不一,巫溪的种薯偏大,“勺子”装不下;永川的偏小,一勺能舀上来两三个。为了让抓取更可靠,他起初选择把“勺子”尽量做大。但试验下来,漏播依旧。一筹莫展之际,包装生产线上普遍使用的红外线检测技术,突然跳进了他的脑海。
“原理很简单,发射端和接收端分别放在两侧,物体经过时挡住信号,说明有料;信号没断,就是空的,立刻停止包装。”李平说,他很快将这套技术移植到播种机上,并在“勺子”上方增设补薯装置:一旦下方红外线检测到漏播,上方立即补种一颗。为防万一,还加装了报警器——连续漏播两次,机器直接鸣响提醒。
但实际测试过程中,新问题又来了。“有些种薯太小,沉在‘勺子’底部,红外线照不到,系统就会误判为漏薯。”吸取教训后,李平在“勺子”上下各增设一组发射器和接收器,彻底堵住了检测盲区。
反复打磨之后,一台集红外线监测与自动补种于一体的马铃薯精量播种机终于成型。2023年在巫溪实地测试,漏播率被压至不足5%,较传统播种机降低7个百分点,达到国内领先水平。
“专治”黏重土壤,收获机“脱泥不伤皮”
播种机取得突破后,李平立即将目光转向收获机的“脱泥”难题。
“重庆是典型的黏重土壤,不像北方沙土,机器跑过去土就散了,留下干干净净的土豆。这里的土豆出土时,全裹在厚厚的泥壳里。”这让团队颇费了一番脑筋。
其实问题也很好解决:通过收获机分离输送带的振动,把泥巴从出土的土豆“身”上抖下来。但这个“分寸”极难拿捏——振轻了,泥脱不净;振重了,土豆表皮破损,丧失了商品性。
怎么才能既挖出土豆,又把粘在表皮上的泥土彻底抖落?“只有靠笨办法,反复调试振动频率。”李平说,为了找到最恰当的“分寸”,他们在试验田里反复测试、比对。
真正让他“上了一课”的是农户的反馈。一次,他把试验田里调试成功的机器拉去农户地里示范,很快就接到了“投诉”:“你这机器把我的土豆全挖烂了,啷个办!”
原来,全市各地土壤黏重程度差异很大,试验田的那一组参数,换个地方就“翻了车”。李平只能带着团队继续“闭关”,从全市选取10种不同黏重程度的典型土壤,一遍遍模拟、比对,寻找最合适的振动参数,终获成功。
在竹溪镇平溪村,记者看到正在作业的收获机:前方拖拉机牵引,分离输送带匀速转动,土豆从泥土中被带起,在履带间上下、左右“翻滚”,抖落一身泥土后,干净利落地散落在地表。
“你看,前几天才下过雨,土还很湿,但土豆干干净净,表皮没有一点破损。”李平随手抓起一把湿泥捏成团,再拿起一颗土豆放在旁边对比,脸上带着笑意。
李平介绍,2024年小型马铃薯收获机率先研发成功,此次中型机器采用同样的技术路线,搭载复合振动分离技术,精准解决了“轻了不脱泥、重了伤表皮”的两难问题。目前,这套技术可有效覆盖全市中度以下黏重土壤的马铃薯机收需求,山区的小土豆终于坐上了可靠的“专属座驾”。
但李平的脚步丝毫没有放缓。“中型播种和收获机还要继续改进、完善,接下来要跟农机企业一道,把样机变成量产机,做到好用又实惠,真正让西南山区的农户种马铃薯不再弯腰受累。”他笑着说,“再往远看,我们还要做‘傻瓜式’农机,让不懂农技、不懂农机的人,也能用我们的机器种出好土豆。”