0引言
胡蘿蔔(Carrot)，又稱甘荀，是一年生或兩年生傘形科草本植物，原產亞洲西南部，阿富汗為最早演化中心，栽培歷史在2000年以上，現栽培於整個溫帶地區。其以肉質根作蔬菜食用，肉質根呈圓、扁圓、圓錐、圓筒形等，根色有紫紅、橘紅、橘黃、白、青綠等顏色;其根營養豐富，日本稱之為“小人參”“菜人參”［1－4］。
胡蘿蔔具有十分豐富的營養價值和較高的藥用價值，藥菜雙優。其根含有豐富的胡蘿蔔素、花青素、番茄紅素、核黃素、蛋白質、碳水化合物及人體所必需的多種微量元素，可增強視力、提高人體免疫力、預防心臟病、清除人體內氧自由基、排出結合毒素及增加冠狀動脈血流量，同時具有降血脂、降血壓、抗癌、抗衰老等多重功效。栽植胡蘿蔔田間管理相對簡單，病蟲害較少，容易進行規模化種植。栽培中所需施用農藥量較少，農藥污染輕微，適於培育無公害蔬菜;且具有易儲運、生長期短及便於茬口安排的特點，是一種傳統救災作物［5］。
根據農業部近年統計資料表明，我國胡蘿蔔栽培面積已近48萬hm2，產量約占世界總產量的1/3，是當之無愧的胡蘿蔔生產大國。其種植區域主要分布在的華北、華中、西北及東北的部分省份。因其種植模式繁雜，目前很少採用機械化收穫。隨著國際市場胡蘿蔔需求量的持續增長，為我國胡蘿蔔產業發展提供了有利機遇;但胡蘿蔔產業體系中收穫已是個大問題。人工收穫勞動強度大，效率低，並且隨著城鎮化進程的推進，農村勞動力的轉移、僱工難、費用上漲等問題已日益突出，使得農戶對胡蘿蔔收穫機械的需求更為迫切。收穫難題已經成為制約胡蘿蔔產業發展的“瓶頸”問題［6－24］，因此推進胡蘿蔔收穫機械化進程已迫在眉睫。
1國內外胡蘿蔔收穫機械的研究現狀
1．1國內胡蘿蔔收穫機械的研究現狀
國內胡蘿蔔收穫主要有人工收穫、半機械化收穫和機械化聯合收穫等方式。儘管我國胡蘿蔔種植面積和產量均居世界首位，但仍以人工收穫為主，機械化收穫水平相對較低，在農忙時搞人海戰術，不僅浪費人力物力、財力，而且不能很好抓住農時，易錯過最佳收購時間，直接導致胡蘿蔔質量下降，影響銷售。
我國在胡蘿蔔收穫機械方面的研究才剛剛起步，胡蘿蔔專用聯合收穫機還處於空白狀態。近幾年，雖有少數地區胡蘿蔔收穫開始採用機械化作業，但這種機械化的作業形式僅是實現挖掘功能的半機械化，或者直接利用其他根莖類收穫機兼收胡蘿蔔［25］。所謂胡蘿蔔收穫機械化只是藉助現有農機具在胡蘿蔔側面進行鬆土，然後人工拔取，最後切櫻。此種收穫方式存在工序多、勞動量大、能耗高、經濟成本高等問題，無法滿足胡蘿蔔規模化種植的要求。
一些農戶根據自身對胡蘿蔔收穫機的農藝要求，開始進行自製胡蘿蔔收穫機，如圖1所示。該機採用履帶行走式底盤，自製收穫單體、輸送帶及切櫻裝置，能一次性收穫兩行。其採用胡蘿蔔底部進行鬆土，行走地輪仿形，具有一定的可行性;但是，由於是農戶自製的機械，未經過長時間的理論研究與試驗，其可靠性低、不能連續作業，且造價高、維修費時［26］。
由於我國幾大胡蘿蔔主產區的種植模式差異較大，無論是國外已成熟的機型還是國內現有的塊根類收穫機械都無法滿足我國胡蘿蔔收穫的農藝要求。
兼顧胡蘿蔔收穫機械設計的可行性與農戶的經濟效益，研製適合我國胡蘿蔔種植模式和農藝要求的收穫機械，將有助於胡蘿蔔種植產業的統一化與標準化。
1．2國外胡蘿蔔收穫機械的發展狀況
國外胡蘿蔔收穫機械的發展經歷了從牽引式到自走式的發展歷程。
1．2．1單行牽引式胡蘿蔔收穫機
1937年，美國斯闊特．瓦伊涅耳公司成功研製了世界上第一台拔取式胡蘿蔔收穫樣機，並在這個基礎上研製出塊根類作物單行牽引式聯合收穫機。
1950年，蘇聯開始進行食用塊根收穫機的研製工作。在1959－1966年之間，全蘇農業機械製造科學研究所、國家蔬菜機械化專業設計工藝所和蔬菜科學研究所共同對УКШ－1單行拔取式食用塊根收穫機進行了研製工作。該機懸掛在T－16自動底盤上，結構如圖2所示［27］。
1961年跨國福特公司生產了新型斯闊特·阿爾契聯合收穫機，如圖3所示。其他國家的幾種聯合收穫機也都借鑑了該機原理，如東德EM－11、羅馬尼亞CLＲ－1、比利時傑烏里費等。
20世紀90年代，日本於成功研製了後懸掛拔取式蘿蔔收穫機械，並很快投入使用。
21世紀開始，國外的胡蘿蔔收穫機已開始走向成熟，有代表性的幾家大型公司主要有:ASA－FILT、Weremczuk和Kubota。圖4為Weremczuk公司生產的拔取式胡蘿蔔收穫機，該機整體採取後懸掛形式，通過3組傳送帶將胡蘿蔔運送到與作業拖拉機配套使用的儲料箱內。單行牽引式胡蘿蔔收穫機的還有ASA－FILT公司生產的CM－1000、CM－1000E等單行牽引式料斗胡蘿蔔收穫機，並開始走向國際市場。
1．2．2多行胡蘿蔔收穫機
2002年，我國台灣嘉義大學生物機電系黃文祿設計製造了兩行自走式胡蘿蔔收穫機，配套動力29．4kW，如圖5所示。
2009年，針對進行深加工的胡蘿蔔，Weremczuk公司研製生產了切頂式胡蘿蔔收穫機，採用先切頂後撿拾的收穫方式，莖葉殘留率低，收穫後的胡蘿蔔主要用於深加工。
ASA－LIFT公司生產的多行牽引料斗式胡蘿蔔收穫機，不但收穫單體間的高度和寬度可調節，而且單體均可獨立仿形，控制機架上升下降;能夠在複雜的環境下高效地收取多種塊根類作物。因該公司所生產的機型收穫單體寬度較大，且單體間距大，故無法滿足我國農藝要求。
1．2．3自走式胡蘿蔔收穫機
20世紀90年代，日本久保田公司研製自行走式胡蘿蔔收穫機，如圖6所示。該收穫機已漸漸走入我國市場，但是因其工作效率不高，且我國土質較粘，易出現對行不準的現象，在我國未能得到廣泛應用。
總之，目前國外已開發國家胡蘿蔔聯合收穫機械化程度很高，歐美地區多以大型側牽引聯合收穫機為主［28－31］，技術先進、作業效率高，適合大面積作業;亞洲的日、韓及我國台灣等地區多採用中小型收穫機械，機器結構緊湊、配套動力小，適用於小地塊作業。
由於我國胡蘿蔔種植面積大、分布區域廣、各地的種植模式和農藝要求差異較大［32－33］，以及價格昂貴等原因，致使引進國外的聯合收穫機在國內的應用還有很多問題。因此，研製適合我國農藝要求和種植模式的胡蘿蔔收穫機械已成為當前亟待解決的問題。
2現役胡蘿蔔收穫機存在的問題
目前，胡蘿蔔收穫機存在的問題主要表現在農機農藝脫節和漏收損失過大等方面。
2．1農機農藝脫節
胡蘿蔔種植的農藝特性直接影響其收穫方式，是胡蘿蔔收穫機設計的重要依據。我國胡蘿蔔種植區域分布廣而分散，種植多以小農戶為主，種植模式複雜且品種多樣，行、株距差異較大。這些複雜的農藝特性，使得研製出的胡蘿蔔收穫機不具有廣泛的適應性。所以，農機農藝脫節問題在胡蘿蔔收穫機的研發中表現得尤為突出。
2．2漏收損失過大
機械化收穫胡蘿蔔時，一般經過挖掘(鬆土)、夾持、輸送、切櫻及收集等工序。在收穫時，由於受胡蘿蔔的埋根深度、畦上位置、個體形狀、大小及土壤含水率和硬度等因素的影響，出現漏收、誤傷、掉落等現象，致使胡蘿蔔收穫機作業時，存在漏收率高、損失大和作業效率低等問題。
3胡蘿蔔機械化收穫的主要影響因素
我國是胡蘿蔔生產和出口大國，與大豆、玉米、馬鈴薯等作物機械化收穫水平相比，其機械化收穫水平還比較低，國內幾乎一片空白。究其原因，其主要影響因素可以歸結為以下3方面:一是傳統觀念的束縛。蔬菜易損傷，長期以來其生產採用手工作業。人們主觀認為，蔬菜生產屬於勞動密集型產業，只能採用手工生產，機械化作業達不到人工作業的水準，而且影響蔬菜的質量;再加之機械化的一次性投入成本較高，回收期相對較長，加重農民負擔。二是我國的特殊國情。農村人口多，以往勞動力投入成本相對較低，導致對蔬菜機械化的重視不夠，農機研發的主要精力都集中在大田作物機械上。三是我國幾大胡蘿蔔主產區種植模式不同、農藝要求較複雜［34－37］，農機農藝嚴重脫節。
4結論
實現胡蘿蔔生產機械化，一方面要從制約胡蘿蔔生產機械化的主觀因素入手，更新觀念，加大對機械化生產的宣傳力度，提高對蔬菜生產機械化的認識;另一方面，從客觀上政府要對幾大胡蘿蔔主產區進行規劃管理，實現規模化種植。同時，一是要加大對胡蘿蔔機械化收穫的研發力度和資金投入，出台相應的惠農政策，最好能針對胡蘿蔔收穫機械的研究開發專題立項，大力推進農機農藝技術融合，由農藝專家與農機專家共同努力、從品種改良、栽培模式創新到收穫機械研發，聯合攻關。二是要做到因地制宜選擇優良品種和種植技術，農藝科學化，農機服務農藝。三是要針對我國胡蘿蔔收穫方面存在的問題，結合國情，引進國外的先進技術，經過消化吸收創新，研製出適合我國各地區農藝要求的胡蘿蔔收穫機械。
參考文獻:
［1］韓鳳，陳海濤，任珂珂，等．北方胡蘿蔔的力學物理特性研究［J］．東北農業大學學報，2012(5):36－40．
［2］陳海濤，任珂珂，余嘉．北方壟作蘿蔔物理力學特性［J］．農業工程學報，2010，26(6):163－168．
［3］陳維榮，陳則明，付淑華，等．胡蘿蔔高產栽培技術［J］．天津農林科技，2008(3):20－21．
［4］李向剛．胡蘿蔔種植技術［J］．吉林蔬菜，2011(3):11－12．
［5］劉李峰．我國胡蘿蔔產業發展現狀分析［J］．上海蔬菜，2006(2):4－6．
［6］馬勇，李偉，侯連民，等．我國胡蘿蔔栽培技術與機械化生產［J］．農業機械，2011(12):97－98．
［7］劉玉玲，馮愛蓮，王志強．胡蘿蔔種植方式與配套機械的探討［J］．農村牧區機械化，2007(3):71．
［8］袁鵬飛，張俊才，田治遠．胡蘿蔔種植模式與機械化分析［J］．農業機械，2013(3):105－106．
［9］計福來，胡良龍，胡志超，等．胡蘿蔔種植及其收穫機械［J］．農業機械，2008(22):43－45．
［10］馬勇，江友文，李偉，等．自走式胡蘿蔔分段收穫機的研發［J］．農業機械，2013(9):137－138．
［11］熱娜古麗·薩吾爾．胡蘿蔔高產栽培技術［J］．農村科技，2009(5):77．
胡蘿蔔(Carrot)，又稱甘荀，是一年生或兩年生傘形科草本植物，原產亞洲西南部，阿富汗為最早演化中心，栽培歷史在2000年以上，現栽培於整個溫帶地區。其以肉質根作蔬菜食用，肉質根呈圓、扁圓、圓錐、圓筒形等，根色有紫紅、橘紅、橘黃、白、青綠等顏色;其根營養豐富，日本稱之為“小人參”“菜人參”［1－4］。
胡蘿蔔具有十分豐富的營養價值和較高的藥用價值，藥菜雙優。其根含有豐富的胡蘿蔔素、花青素、番茄紅素、核黃素、蛋白質、碳水化合物及人體所必需的多種微量元素，可增強視力、提高人體免疫力、預防心臟病、清除人體內氧自由基、排出結合毒素及增加冠狀動脈血流量，同時具有降血脂、降血壓、抗癌、抗衰老等多重功效。栽植胡蘿蔔田間管理相對簡單，病蟲害較少，容易進行規模化種植。栽培中所需施用農藥量較少，農藥污染輕微，適於培育無公害蔬菜;且具有易儲運、生長期短及便於茬口安排的特點，是一種傳統救災作物［5］。
根據農業部近年統計資料表明，我國胡蘿蔔栽培面積已近48萬hm2，產量約占世界總產量的1/3，是當之無愧的胡蘿蔔生產大國。其種植區域主要分布在的華北、華中、西北及東北的部分省份。因其種植模式繁雜，目前很少採用機械化收穫。隨著國際市場胡蘿蔔需求量的持續增長，為我國胡蘿蔔產業發展提供了有利機遇;但胡蘿蔔產業體系中收穫已是個大問題。人工收穫勞動強度大，效率低，並且隨著城鎮化進程的推進，農村勞動力的轉移、僱工難、費用上漲等問題已日益突出，使得農戶對胡蘿蔔收穫機械的需求更為迫切。收穫難題已經成為制約胡蘿蔔產業發展的“瓶頸”問題［6－24］，因此推進胡蘿蔔收穫機械化進程已迫在眉睫。
1國內外胡蘿蔔收穫機械的研究現狀
1．1國內胡蘿蔔收穫機械的研究現狀
國內胡蘿蔔收穫主要有人工收穫、半機械化收穫和機械化聯合收穫等方式。儘管我國胡蘿蔔種植面積和產量均居世界首位，但仍以人工收穫為主，機械化收穫水平相對較低，在農忙時搞人海戰術，不僅浪費人力物力、財力，而且不能很好抓住農時，易錯過最佳收購時間，直接導致胡蘿蔔質量下降，影響銷售。
我國在胡蘿蔔收穫機械方面的研究才剛剛起步，胡蘿蔔專用聯合收穫機還處於空白狀態。近幾年，雖有少數地區胡蘿蔔收穫開始採用機械化作業，但這種機械化的作業形式僅是實現挖掘功能的半機械化，或者直接利用其他根莖類收穫機兼收胡蘿蔔［25］。所謂胡蘿蔔收穫機械化只是藉助現有農機具在胡蘿蔔側面進行鬆土，然後人工拔取，最後切櫻。此種收穫方式存在工序多、勞動量大、能耗高、經濟成本高等問題，無法滿足胡蘿蔔規模化種植的要求。
一些農戶根據自身對胡蘿蔔收穫機的農藝要求，開始進行自製胡蘿蔔收穫機，如圖1所示。該機採用履帶行走式底盤，自製收穫單體、輸送帶及切櫻裝置，能一次性收穫兩行。其採用胡蘿蔔底部進行鬆土，行走地輪仿形，具有一定的可行性;但是，由於是農戶自製的機械，未經過長時間的理論研究與試驗，其可靠性低、不能連續作業，且造價高、維修費時［26］。
由於我國幾大胡蘿蔔主產區的種植模式差異較大，無論是國外已成熟的機型還是國內現有的塊根類收穫機械都無法滿足我國胡蘿蔔收穫的農藝要求。
兼顧胡蘿蔔收穫機械設計的可行性與農戶的經濟效益，研製適合我國胡蘿蔔種植模式和農藝要求的收穫機械，將有助於胡蘿蔔種植產業的統一化與標準化。
1．2國外胡蘿蔔收穫機械的發展狀況
國外胡蘿蔔收穫機械的發展經歷了從牽引式到自走式的發展歷程。
1．2．1單行牽引式胡蘿蔔收穫機
1937年，美國斯闊特．瓦伊涅耳公司成功研製了世界上第一台拔取式胡蘿蔔收穫樣機，並在這個基礎上研製出塊根類作物單行牽引式聯合收穫機。
1950年，蘇聯開始進行食用塊根收穫機的研製工作。在1959－1966年之間，全蘇農業機械製造科學研究所、國家蔬菜機械化專業設計工藝所和蔬菜科學研究所共同對УКШ－1單行拔取式食用塊根收穫機進行了研製工作。該機懸掛在T－16自動底盤上，結構如圖2所示［27］。
1961年跨國福特公司生產了新型斯闊特·阿爾契聯合收穫機，如圖3所示。其他國家的幾種聯合收穫機也都借鑑了該機原理，如東德EM－11、羅馬尼亞CLＲ－1、比利時傑烏里費等。
20世紀90年代，日本於成功研製了後懸掛拔取式蘿蔔收穫機械，並很快投入使用。
21世紀開始，國外的胡蘿蔔收穫機已開始走向成熟，有代表性的幾家大型公司主要有:ASA－FILT、Weremczuk和Kubota。圖4為Weremczuk公司生產的拔取式胡蘿蔔收穫機，該機整體採取後懸掛形式，通過3組傳送帶將胡蘿蔔運送到與作業拖拉機配套使用的儲料箱內。單行牽引式胡蘿蔔收穫機的還有ASA－FILT公司生產的CM－1000、CM－1000E等單行牽引式料斗胡蘿蔔收穫機，並開始走向國際市場。
1．2．2多行胡蘿蔔收穫機
2002年，我國台灣嘉義大學生物機電系黃文祿設計製造了兩行自走式胡蘿蔔收穫機，配套動力29．4kW，如圖5所示。
2009年，針對進行深加工的胡蘿蔔，Weremczuk公司研製生產了切頂式胡蘿蔔收穫機，採用先切頂後撿拾的收穫方式，莖葉殘留率低，收穫後的胡蘿蔔主要用於深加工。
ASA－LIFT公司生產的多行牽引料斗式胡蘿蔔收穫機，不但收穫單體間的高度和寬度可調節，而且單體均可獨立仿形，控制機架上升下降;能夠在複雜的環境下高效地收取多種塊根類作物。因該公司所生產的機型收穫單體寬度較大，且單體間距大，故無法滿足我國農藝要求。
1．2．3自走式胡蘿蔔收穫機
20世紀90年代，日本久保田公司研製自行走式胡蘿蔔收穫機，如圖6所示。該收穫機已漸漸走入我國市場，但是因其工作效率不高，且我國土質較粘，易出現對行不準的現象，在我國未能得到廣泛應用。
總之，目前國外已開發國家胡蘿蔔聯合收穫機械化程度很高，歐美地區多以大型側牽引聯合收穫機為主［28－31］，技術先進、作業效率高，適合大面積作業;亞洲的日、韓及我國台灣等地區多採用中小型收穫機械，機器結構緊湊、配套動力小，適用於小地塊作業。
由於我國胡蘿蔔種植面積大、分布區域廣、各地的種植模式和農藝要求差異較大［32－33］，以及價格昂貴等原因，致使引進國外的聯合收穫機在國內的應用還有很多問題。因此，研製適合我國農藝要求和種植模式的胡蘿蔔收穫機械已成為當前亟待解決的問題。
2現役胡蘿蔔收穫機存在的問題
目前，胡蘿蔔收穫機存在的問題主要表現在農機農藝脫節和漏收損失過大等方面。
2．1農機農藝脫節
胡蘿蔔種植的農藝特性直接影響其收穫方式，是胡蘿蔔收穫機設計的重要依據。我國胡蘿蔔種植區域分布廣而分散，種植多以小農戶為主，種植模式複雜且品種多樣，行、株距差異較大。這些複雜的農藝特性，使得研製出的胡蘿蔔收穫機不具有廣泛的適應性。所以，農機農藝脫節問題在胡蘿蔔收穫機的研發中表現得尤為突出。
2．2漏收損失過大
機械化收穫胡蘿蔔時，一般經過挖掘(鬆土)、夾持、輸送、切櫻及收集等工序。在收穫時，由於受胡蘿蔔的埋根深度、畦上位置、個體形狀、大小及土壤含水率和硬度等因素的影響，出現漏收、誤傷、掉落等現象，致使胡蘿蔔收穫機作業時，存在漏收率高、損失大和作業效率低等問題。
3胡蘿蔔機械化收穫的主要影響因素
我國是胡蘿蔔生產和出口大國，與大豆、玉米、馬鈴薯等作物機械化收穫水平相比，其機械化收穫水平還比較低，國內幾乎一片空白。究其原因，其主要影響因素可以歸結為以下3方面:一是傳統觀念的束縛。蔬菜易損傷，長期以來其生產採用手工作業。人們主觀認為，蔬菜生產屬於勞動密集型產業，只能採用手工生產，機械化作業達不到人工作業的水準，而且影響蔬菜的質量;再加之機械化的一次性投入成本較高，回收期相對較長，加重農民負擔。二是我國的特殊國情。農村人口多，以往勞動力投入成本相對較低，導致對蔬菜機械化的重視不夠，農機研發的主要精力都集中在大田作物機械上。三是我國幾大胡蘿蔔主產區種植模式不同、農藝要求較複雜［34－37］，農機農藝嚴重脫節。
4結論
實現胡蘿蔔生產機械化，一方面要從制約胡蘿蔔生產機械化的主觀因素入手，更新觀念，加大對機械化生產的宣傳力度，提高對蔬菜生產機械化的認識;另一方面，從客觀上政府要對幾大胡蘿蔔主產區進行規劃管理，實現規模化種植。同時，一是要加大對胡蘿蔔機械化收穫的研發力度和資金投入，出台相應的惠農政策，最好能針對胡蘿蔔收穫機械的研究開發專題立項，大力推進農機農藝技術融合，由農藝專家與農機專家共同努力、從品種改良、栽培模式創新到收穫機械研發，聯合攻關。二是要做到因地制宜選擇優良品種和種植技術，農藝科學化，農機服務農藝。三是要針對我國胡蘿蔔收穫方面存在的問題，結合國情，引進國外的先進技術，經過消化吸收創新，研製出適合我國各地區農藝要求的胡蘿蔔收穫機械。
參考文獻:
［1］韓鳳，陳海濤，任珂珂，等．北方胡蘿蔔的力學物理特性研究［J］．東北農業大學學報，2012(5):36－40．
［2］陳海濤，任珂珂，余嘉．北方壟作蘿蔔物理力學特性［J］．農業工程學報，2010，26(6):163－168．
［3］陳維榮，陳則明，付淑華，等．胡蘿蔔高產栽培技術［J］．天津農林科技，2008(3):20－21．
［4］李向剛．胡蘿蔔種植技術［J］．吉林蔬菜，2011(3):11－12．
［5］劉李峰．我國胡蘿蔔產業發展現狀分析［J］．上海蔬菜，2006(2):4－6．
［6］馬勇，李偉，侯連民，等．我國胡蘿蔔栽培技術與機械化生產［J］．農業機械，2011(12):97－98．
［7］劉玉玲，馮愛蓮，王志強．胡蘿蔔種植方式與配套機械的探討［J］．農村牧區機械化，2007(3):71．
［8］袁鵬飛，張俊才，田治遠．胡蘿蔔種植模式與機械化分析［J］．農業機械，2013(3):105－106．
［9］計福來，胡良龍，胡志超，等．胡蘿蔔種植及其收穫機械［J］．農業機械，2008(22):43－45．
［10］馬勇，江友文，李偉，等．自走式胡蘿蔔分段收穫機的研發［J］．農業機械，2013(9):137－138．
［11］熱娜古麗·薩吾爾．胡蘿蔔高產栽培技術［J］．農村科技，2009(5):77．
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