深读机械化苹果怎么种开脑洞了爽身粉
2022-08-10 23:52:55 德润机械网
文/ 半岛记者 刘雪莲 图/ 半岛记者 梁玉鹏
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”现场会在临沂市沂水县的一片苹果试验田举行，现场会上亮出苹果机械化生产的十八般武器。
苹果自动化生产的很多机械虽然炫目，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。
现场技术人员登上苹果多功能作业平台，展示采摘过程。
◆苹果机械化生产亮出十八般武器
自动栽植机，栽苹果不再“挖坑”
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”。
4pz—1700型苹果多功能作业平台演示。
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”。
技术人员登上果树开沟栽植机，快速种出一行果树，又快又稳。
“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。
两名技术人员在苹果多功能栽植机演示高垄种果树。
自动套袋机，三四分钟能套50个
“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。
智能苹果套袋机成为现场一大亮点，技术人员用模型小苹果演示操作方法。
“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。
多功能采摘平台，高效又无损
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。记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。
自动导航，拿着遥控器施肥
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。
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……
◆自动化机械,越炫酷越好？
“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。
青农大机电学院院长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。
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。
王东伟表示，苹果生产的机械化，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米5，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，但是对于烟台梦现自动化设备有限公司的总经理陈爱民来说，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。
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。
◆试验背景
2年时间 10家单位 213名技术人员
2017年，青岛农业大学主持承担2017年度山东省农机装备研发创新计划体系项目 “苹果生产全程机械化技术装备研发”。这一项目的目标任务是：围绕山东省苹果产业实行全程全面机械化的目标，进行苹果农机农艺融合生产技术模式体系建设，构建苹果生产机械全程机械化技术装备体系，研发苹果生产机械智能化共性技术，创建苹果数字化、信息化、可视化的全程机械化生产技术数字模拟体系。
据青岛农业大学机电工程学院院长尚书旗介绍，这一项目历时两年，建立了两处合计660亩的高标准示范基地，用于样机试验、测试。此次观摩会上，有26台机具进行了现场展示。
据悉，“苹果生产全程机械化技术装备研发”项目由青岛农业大学主持，联合山东省计算中心(国家超级计算济南中心)、莱芜丰田节水器材股份有限公司、烟台杰瑞石油装备技术有限公司、潍坊森海机械制造有限公司、高密市益丰机械有限公司、烟台市农业机械科学研究所、烟台梦现自动化设备有限公司、淄博市农业机械研究所、烟台云都海鹰无人机应用技术有限公司、荣成市顺达车业有限公司等10个企事业单位共同承担。项目开始后，共有213名技术人员参与研发，项目外8家生产企业也积极参与，协作完成了部分样机及产品的生产应用。
经过两年时间，该项目突破了1项苹果机械化与智能化融合的共性技术，实现了12项重大关键技术的创新，研发了样机11种23台装备，形成自主知识产权技术72项，编写苹果机械化生产技术规程、地方标准及企业标准合计9项，发表论文21篇。形成了国内该领域具有显著优势的苹果机械化技术创新团队。
实现11种机型技术推广与辐射带动，截止到2018年10月31日，各类机具推广应用2000余台，实现了约1.2亿元的经济效益，提供了就业岗位300余个，在山东、陕西、山西、宁夏、甘肃、新疆、湖北等9个省市自治区进行了推广，培养了50余名专业技术人才、800余名技术人员。