根茎类中药材机械化收获试验示范
长根茎中药材收获机试验研究
作者简 介 ： 王 志强（ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 硕士， 从 事 农 业 装备 工 程 技 术
方 面的 研 究 ． ．
２ ０ １ ３年 第 ３期
王 志强 ： 长根 茎 中药材 收 获机 试验研 究
４ ５
表１ Ｌ 日 （ ３ ） 。 正 交试验方案及结果
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｌ ９ （ ３ ） ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ
幕 ３期 总 第 ２ ２ ５期
２ ０ ｉ ３牟－ ３月
农 业 科 技 与 装 备
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ｅｑ ｕ ｉ ｐｍ ｅ ｎｔ
Ｎ Ｏ． ３ Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ｎ Ｏ． ２ ２ ５ Ｍ ａ ｒ ．２ ０ １ ３
长根茎 中药材收获机试验研 究
王 志 强
（ 沈 阳农 业 大 学 工 程 学 院 ， 沈阳 １ １ ０ ８ ６ ６ ）
摘 要： 为减 少 长 根 茎 中药 材 收 获 时 的牵 引 阻 力 ， 以振 动频 率 、 振幅 、 松 土铲 人 土 角 为影 响 因素 ， 采 用 正交 试 验 法 探 讨 各 因 素 对 牵 引 阻力 的影 响 。试 验 结 果 表 明 ， 三 因 素 对试 验 指 标 的 影 响 顺 序 为人 土 角 ＞ 振 幅＞ 振动频率 ； 振 动 作 业 和 不振 动 作 业 的沟 槽 剖 面 宽 度 不
Ｅ ｇ ｇ ｎ ｅ ｍ ｕ ｌ ｌ ｅ ｒ 采 用较 直 观 的力学 分析 方法 ，分析 垂 直
中药材 的收 获 主要 依靠 人 工 采挖 或 用 简 易挖 掘 机械 挖 掘 后人 工捡 拾 。人 工挖掘 长根 茎类 中药材 时 ， 需挖
根茎类中药材的机械化收获技术_张庆
的耕地实现机耕，促进了山区农机化水平提高，增进了农 阻大、板结的田块耕作，皮带传动的微耕机比较适应蔬菜
业增产和农民增收。但在购置、使用和维修上也存在一些 连作地和大棚内耕作。对于土壤非常粘结、不易打碎的田
┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆
右游动。 在作业行驶中，机具处于浮游的状态，即使拖拉 间作业，应根据负荷的大小，适时调整，选择最佳配重，达
机在前进的同时有小范围的左右摇摆和地面高低不平的 到既不多也不少。 大功率拖拉机从事根茎类中药材的田
颠簸，也不会影响机组的正常工作或损坏机具。
间收获作业，由于作业负荷一般都较大，拖拉机配重的标
6.及时清理缠绕在农机具上的杂物
论述纵横┆试验应用
根机
茎械
类化
中收
药获
材技
的术
张
庆
邵 珠 山
ห้องสมุดไป่ตู้
人工挖掘根茎类中药材，劳动强度大,生产率低,挖 掘成本高, 直接制约着药农的经济收入和药材产业的进 一步发展；机械收获根茎类中药材，生产率高，挖掘成本 低。根茎类中药材机械化收获是否干净，一方面在于收获 农机具的配套， 另一方面主要在于驾驶员田间作业对于 机组的驾驶和操作。
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块，对驾驶员操作技术和收获机具强度的要求较高，如果驾 驶员操作技术差、 机具选择不合理， 很容易伤害药材的品 质。 由于根茎类中药材大多生长在地表以下 5～43 cm 的土 壤中，机组作业负荷较大，作业行进速度慢，对机具的配套 和驾驶员的操作技术要求都很高。 笔者根据近几年中药材 （根茎类）机械化收获的实践，总结以下几点。
机组作业时很容易缠绕到机组的运动部件上， 增加了作 后轮加装有困难，可在驾驶室放置适当的面包铁块，解决
根茎类中药材收获装备现状及其收获工艺
２ 长根 茎 中药 材 收 获 工艺
在大 量调研 的基 础 Ｌ，本文提 ｝ 了一 种能一 次 Ｉ Ｉ
（９ 安 装在 前偏 心 轴 （７ 上川 于传 递 动 力 ； 输 轴 １） １） 传 支架 安装孑 机架 Ｊ， Ｆ 二其作 用是 支撑输人 轴 ； 向联轴 万 节 ｆ０ ２）安 装在输 入 轴上 川 于改 变输 人 轴 的安 装角
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作部 件 ，挖 掘铲 的 ＿作面 与 水平 面保 持 ２ 。３。 １ ７ ０ 的
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完 成深根茎 挖掘 、根茎 与士壤 高效 分离 以及 药材根 茎 自动条 形铺 放 的多遭 下序联合 作 业收获 一 艺 。 『 长根茎 中草药 收获 机 ，Ｆ分 禾器 （ ） ｝ １ １ 、悬 挂架 （ １ 、 刀 （ ） 振 动 深 松 挖 掘 铲 （ ） 夹 持 带 装 配 ２ ）犁 ２、 ５、 （ ０ 、 架 （２ 、 １ ）机 １） 吊耳 装 配 、 偏心 轴 ｆ４ 、 偏 心 轴 后 １）前
脉动等仿生挤奶关键技术与设备的国产化研发进程
已势 在必 行 。
（ 良龙 。 志超 ， 海 鸥 ， ． 胡 胡 王 等 中国 农 机化 ， ０ ９。４）１ ２０ （ ．
由于仿生挤奶中技术含量和制造要求较高的奶
根茎类中草药收获机械自动化技术研究与应用
2024年第2期农机使用与维修95㊀根茎类中草药收获机械自动化技术研究与应用张永军,柳㊀晨,李凌鹏,敖淑楠,郭海军(兰州石化职业技术大学,兰州730060)摘㊀要:中草药收获是一个繁琐且劳动密集的过程,尤其对于根茎类中草药,传统的手工收获方式效率较低且劳动强度大,在中草药种植规模不断扩大的驱动下,机械自动化收获的作业模式逐渐被经营者接受,且通过机械化收获不仅能降低生产成本,而且有利于提高中草药收获的及时性,改善后期药材加工的效率,提高市场竞争力㊂基于此,分析了根茎类中草药栽培现状及收获机械发展情况,给出了根茎类中草药收获机械自动化技术的优化形式及国产典型设备的应用情况㊂关键词:根茎类;中草药;收获机械;自动化技术;适用性中图分类号:S233.75㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Adoi :10.14031/ki.njwx.2024.02.025Research and Application of Automation Technology of Root and Stem Herb Harvesting MachineryZHANG Yongjun,LIU Chen,LI Lingpeng,AO Shunan,GOU Haijun(Lanzhou Petrochemical Vocational and Technical University,Lanzhou 730060,China)Abstract :Herbal harvesting is a tedious and labor -intensive process,especially for root herbs traditional manual har-vesting is less efficient and labor -intensive,under the drive of expanding the scale of herbal cultivation,the operation mode of mechanical automation harvesting is gradually accepted by the operators,and mechanized harvesting not only re-duces the cost of production,but also helps to improve the timeliness of the harvesting of Chinese herbs and the efficien-cy of the processing of herbs,and improves the competitiveness of the market.efficiency of herb processing and improve market competitiveness.Based on this,the current situation of root herb cultivation and the development of harvesting machinery and automation research are analyzed,and the optimized form of root herb harvesting machinery automationtechnology and the application of domestic typical equipment are given.Keywords :roots and tubers;chinese herbs;harvesting machinery;automation technology;applicability基金项目:2023年高校教师创新基金项目(2023B -278)作者简介:张永军(1990 ),男,甘肃会宁人,学士,讲师,研究方向为机械类㊂0㊀引言中草药栽培在我国具有悠久的历史,其栽培工艺和管理方式已经十分成熟,随着机械化及自动化技术在农业领域应用,中草药的耕种收过程也逐渐向机械作业转型,为降低生产人员劳动强度和提高生产效率提供助力㊂根茎类中草药是一种常见的药物种类,由于具有药用价值的根茎位于土壤中,其成熟后的收获过程需要大量的人工劳动力才能完成挖掘前茎叶分离㊁根茎挖出㊁泥土去除等复杂工作,在生产规模持续扩大的形势下,中草药的生产经营就需要高效㊁优质的根茎类收获机开展作业㊂1㊀根茎类中草药栽培现状从农业栽培角度来说,中草药属于经济作物的一种,其中根茎类中草药以根茎作为药用部位,在中医用药和医疗㊁保健行业应用广泛㊂由于我国中医历史悠久,栽培中草药一直以来传承了丰富经验,我国是目前中药材栽培品种最多㊁面积最大的中草药生产国和使用国㊂根据‘中华人民共和国药典(2020年版)“的权威数据统计,根茎类中草药共有169种,在可进行人工栽培和种植的中药材占比较大,约29%~33%,根茎类中草药的种类很多,按照根茎结构和形状等特征进行分类,可分为根状茎㊁块茎㊁球茎㊁鳞茎,常见中药包括干姜㊁人参㊁何首乌㊁山药㊁贝母㊁防风㊁麦冬㊁白芍等[1]㊂近年来,我国的中医医术和临床治疗效果进一步被医疗界认可,为满足市场需求,更多农民开始将根茎类中草药纳入农业种植计划,栽培面积逐渐扩大,并且涉及的草药种类也持续增多㊂根茎类中草药的栽培技术不断改进和推广,在育苗㊁种植㊁施肥㊁病虫害防治等方面,农民通过学习和实践,不仅提高了栽培技术水平,还提高了草药的产量和质量㊂为满足产业链需求,农业机械的应用已成为必然趋势,然而对于根茎类中草药而言,机械化收获始终是农机技术发展的重点与难点,如何针对不同形状㊁结构的药材进行高效率收获,并保护药材的外形不受损坏,根茎类中草药收获技术是中草药现代化生产的重要技术和发展方向之一㊂96㊀㊀农机使用与维修2024年第2期2㊀收获机械发展情况尽管我国中药栽培历史悠久,但受到机械化产业起步较晚等因素影响,我国的根茎类中药材收获机的研究起步较晚,约起始于20世纪90年代,落后于美国㊁加拿大㊁荷兰等农机强国约50年[2]㊂目前,我国应用的根茎类中草药收获机以挖掘收获机为主,根据收获机功能和技术形式的不同,包括铧犁式收获机㊁振动铲式收获机㊁螺旋式收获机,以及具有切断㊁挖掘㊁抖土㊁筛分等系列功能的一体化收获机㊂现阶段,我国中药材栽培中应用的根茎类收获机很多技术来源于农业生产中根茎蔬菜作物的采收技术,例如花生㊁马铃薯㊁甜菜等收获机械,并结合中药材的结构和特征进行优化㊂大部分根茎类中药材收获机不具备自走式机械特征,需要与拖拉机进行配套安装作业,作业过程中对于中药材的保护能力提升较快,但与大宗粮食作物和主要经济作物使用的收获机械相比,其产品的系列化和成熟化不足,存在技术水平不高,质量性能不稳定等问题,相关机械技术和产品仍有较大发展空间[3]㊂为进一步提高根茎类中药材收获机的适用性,我国从科研和产品优化的角度做了大量工作,为根茎类中草药收获机械的发展奠定了理论基础,并有效指导现有产品升级㊂杨亚军[4]以川芎为收获对象,意在通过研究和解决现有川芎收获机分离困难㊁易壅土㊁输送困难等问题,采用ADAMS软件对抛摔碎土分离机构进行参数化建模,对曲柄摇杆机构的周转副进行优化,实现了抛摔碎土分离机构性能优化,田间试验证实,通过技术优化后川芎收获机的明茎率为95%㊁损失率为4.5%㊁损伤率为0.4%㊂周梦渊[5]以黄芪的机械收获技术为研究,利用ANSYS/LS-DYNA软件分析了振动频率㊁铲尖振动幅值㊁机具行驶速度等多项特征,得出在振动挖掘工况中三角形铲片的工况状态,并对其进行仿生学优化,实现了作业深度㊁作业效率㊁收净率等参数的提升,及损伤率㊁总损失率的显著降低㊂3㊀自动化技术的优化形式3.1㊀现有特征根茎类中药材收获所应用的产品类型呈多样化特征,其统一特征为挖掘式收获,其他功能部件功能各异㊂挖掘铲的结构和形式多根据中药材根系特征而定制,挖掘铲的深度应能被精确控制,并具有良好的降低阻力性能和挖掘能力㊂挖掘铲的调节方式包括机械调节㊁液压调节和全自动调节三类,目前,根茎类中药材收获机多采用背负式结构,通过拖拉机与收获机安装配套后作业,挖掘铲的调节方式主要为机械调节㊁液压调节,只具备半自动化特征㊂大部分中药材收获机的电气自动化技术应用率较低,其自动化特征主要体现在机械技术方面㊂功能齐备的现有机型具备丰富的收获功能,能根据中草药的种类进行专项研发,例如,我国大连融兴农机有限公司生产的挖掘机在收获贝母时,能够实现挖掘㊁输送㊁筛分㊁去土等功能,能有效降低劳动强度,但其应用过程也会不可避免提高贝母损伤率,对于应用质量产生了一定影响㊂3.2㊀自动化新技术整体来看,我国的根茎类中药材收获机整体技术仍比较落后,不仅缺乏专用设备的研发,生产中应用的很多设备结构简单,电气化程度不足,亟需进行技术升级㊂3.2.1㊀引进国外先进设备近年来,我国的中药材生产经营已经展现出连片化趋势,专用收获机的市场前景也得到凸显,应当进行转向研发和技术升级㊂而引进国外成熟设备是提高研发效率的有效手段,从国际范围看,知名农机企业对于根茎类作物的收获设备已经具有成熟的技术并应用大量先进设备,例如,德国GT170型自走履带式马铃薯收获机㊁日本Kubota胡萝卜收获机㊁美国生产的KMC3384花生联合收获机等,均具备完善的机械功能,并应用了大量电控技术,实现了专业化㊁精细化㊁人性化的现代设备要求㊂我国在研发中草药收获机时,也可借鉴国外类似的成熟机型及其功能,并充分考虑中药材的根系特征,进行本土化研发和适用性改良[6]㊂3.2.2㊀传感器技术的融合应用传感器应用是机械设备向自动化转型的体现,通过多种传感器应用能够提高收获机作业过程对内外部环境的感知,进而为机械功能的实时调整提供便利㊂例如,通过位移传感器或深度传感器获取挖掘深度,并结合电控技术快速调整挖掘深度,以适应中药材根系特征,减少破损的产生;也可利用称重传感器控制振动筛或滚筒筛的转速,降低在去除泥土过程造成的药材损坏㊂随着传感器技术的应用,可针对控制系统功能进行控制技术的应用,利用PID控制技术将收获机的行驶状态㊁各部件运转速度㊁挖掘深度等多个参数进行综合协调,促进整机性能的提升[7]㊂2024年第2期农机使用与维修97㊀3.2.3㊀智能化技术应用除以传感器技术作为主要的感知技术手段外,还可利用多种农机中常用的智能化技术提升根茎类中药材收获机的自主作业能力㊂例如,利用GPS㊁GIS 技术进行精准导航和定位,或利用机器视觉和图像识别技术自动辨别中草药的生长位置或生长密度,实现目标挖掘㊁精确拾取㊂或结合人工智能和大数据分析进行生产方案的设计,优化收获作业流程,促进作业方式的合理化[8]㊂4㊀典型设备的技术应用从根茎类中草药收获的机械产品发展来看,我国农机市场上应用的设备以中小型设备为主,规模化的生产企业相对减少,但专门研究根茎类中药材收获的企业已经得到初步发展,一些收获机产品经过市场检验后也得到了越来越多农民的认可㊂图1为新乡地隆药业机械有限公司生产的4YX 系列根茎类中草药收获机,根据不同的作业幅宽,配套有58.8~154.5kW 的动力,挖掘深度可在200~400mm 调节,作业效率最高达0.17hm 2/h,起净率达到95%,适用于板蓝根㊁黄芪㊁防风㊁柴胡㊁党参㊁田七㊁苍术等多种药材和作物的收获作业㊂图1㊀地隆4YX 系列根茎类中草药收获机禹城市亚泰机械制造有限公司生产的4UYC 系列产品由传统的石块捡拾机械升级为根茎类中草药收获机(图2),可用于洋姜㊁太子参等根茎类中草药的收获作业,其配套动力44.13~88.26kW,作业深度250~300mm,机具与拖拉机采用牵引式后悬挂连接,收获效率高㊁破损率低㊁可实现药材与土块分离㊁运转轻快无震动㊁不堵草等特征,具有良好的应用价值㊂图2㊀亚泰机械4UYC 系列中草药收获机5㊀结语综上所述,中草药的机械化收获能有效改善传统生产过程劳动强度大㊁效率低㊁品质难以保证等问题,通过在现有根茎类中草药收获机上应用自动化技术,通过传感器来感知作业环境和作物状态,采用自动导航技术对收获设备进行路径规划和导航,并使用自动化操控系统进行设备操作和运行管理能有效提高收获作业能力,提高中草药的收获效率和品质,促进中药生产经营效益提升,推动中草药产业的发展㊂参考文献:[1]㊀葛燕飞,申俊龙,李洁,等.大健康产业视域下中医药经济价值的实现机制[J ].医学与社会,2020,33(6):38-41+52.[2]㊀于庆旭,曹光乔,陈彬,等.根茎类中药材收获机械化应用及研究现状[J ].中国农机化学报,2022,43(8):15-21.[3]㊀王荣炎,郑志安,高磊,等.中药农业机械化收获技术现状及对策[J ].农机化研究,2022,44(7):1-7.[4]㊀杨亚军.川芎收获机抛摔碎土分离机理及机构研究[D ].成都:西华大学,2023.[5]㊀周梦渊.黄芪收获机振动挖掘铲的设计与实验[D ].镇江:江苏大学,2021.[6]㊀颜兵兵,王俊发,刘明亮.深根中药振动挖掘铲参数化设计与仿真[J ].农机化研究,2010,32(2):30-32+36.[7]㊀刘伟健.温室遥控三七收获机挖掘工作部件研究[D ].昆明:昆明理工大学,2019.[8]㊀魏万行.小型元胡收获机关键部件的设计与研究[D ].汉中:陕西理工大学,2022.(04)。
振动分离式根茎类中药材收获机设计与试验
振动分离式根茎类中药材收获机设计与试验
张学剑;戴飞;史瑞杰;赵武云;马海军;赵新平
【期刊名称】《干旱地区农业研究》
【年(卷),期】2024(42)3
【摘要】根茎类中药材收获机使用固定式挖掘铲收获时挖掘阻力大、挖掘深度不足、碎土能力差、功率损耗严重,针对上述问题设计一种振动挖掘分离根茎类中药材收获机。
该机采用偏心轮构成的振动挖掘装置、一级药土分离装置、振动式二级药土分离装置等结构,实现根茎类药材的挖掘、分离、输送。
对关键部件进行设计分析与仿真,并进行了田间试验。
仿真试验表明:挖掘铲入土性能好,挖掘时对根茎挖抛的最大位移量为165 mm;输送分离装置能彻底分离根茎和土壤。
田间试验表明:该收获机挖净率为95.14%,伤损率为1.24%,挖掘深度均值为400 mm,不低于设计的最小值。
作业期间整机运行平稳,作业指标符合根茎类中药材收获标准,满足根茎类中药材机械化收获要求,可以作为振动分离式根茎类中药材收获机使用。
【总页数】12页(P264-275)
【作者】张学剑;戴飞;史瑞杰;赵武云;马海军;赵新平
【作者单位】甘肃农业大学机电工程学院;甘肃洮河拖拉机制造有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S225.79
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中药材机械化生产模式与典型案例
中药材机械化生产模式与典型案例中药材机械化生产模式与典型案例今天，我将为你带来一个有趣且备受关注的主题——中药材机械化生产模式与典型案例。
中药材作为中国传统医学的重要组成部分，一直以来都备受世界瞩目。
然而，随着人口增长和资源限制的挑战，传统的中药材种植方式逐渐面临着困境。
为了保护中药材资源并满足市场需求，中药材机械化生产模式应运而生。
那么，什么是中药材机械化生产模式呢？简单来说，它是利用机械设备和现代化生产工艺，对中药材的种植、收割、加工等环节进行自动化和智能化的生产方式。
相比传统的人工种植和采摘，中药材机械化生产模式具有高效、节约成本、增加产量等诸多优势。
在中药材机械化生产模式中，有一些典型的案例值得我们关注。
可以提到的是藏族药材的机械化种植。
藏族地区的气候恶劣，传统的种植方式往往需要大量人力和时间。
然而，通过引入机械化种植技术，种植者可以轻松应对恶劣的环境条件，提高种植效率，并且保证药材的品质。
作为典型的案例，藏族药材的机械化种植模式不仅解决了区域发展的问题，同时也保护了珍贵的中药资源。
另一个典型案例是茯苓的机械化加工。
茯苓作为一种重要的中药材，具有广泛的药用价值。
然而，在传统的加工方式中，茯苓的生产过程需要大量的人工和时间，效率低下。
通过引入机械化加工设备，茯苓的加工过程变得更加高效和精确。
农民们只需将茯苓投入机器中，机器会自动分拣和加工，大大节约了时间和劳动力成本。
中药材机械化生产模式的典型案例不仅提高了生产效率，同时也提高了产品的质量和功效。
通过科学的种植和加工流程，中药材的活性成分可以得到更好的保留，从而增强了药材的疗效。
机械化生产还能保证中药材的稳定供应，满足市场的需求。
作为一名中药材机械化生产模式的支持者，我认为这种模式有助于解决中国传统医学面临的挑战。
机械化生产能够提高中药材的产量，减少传统种植方式对土地资源的压力。
通过机械化加工，中药材的质量和功效得到了保证，为广大患者提供了更好的治疗效果。
长根茎类中草药收获机的试验研究
长根茎类中草药收获机的试验研究
孙叶强;王俊发;邹爱华
【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(028)003
【摘要】我国是中药材种植和出口大国,但目前种植中药材,特别是甘草、黄芪、防风等深根茎中药材收获时用工量大,采用机械收获时挖掘阻力大、功耗高,分离效果差、破损率高.降低了药材品质和经济效益,成为其发展扩种的瓶颈.因此,研制长根茎类中草药收获机极为必要.本文应用均匀设计方法对长根茎中草药收获机进行了室内试验,并且通过均匀设计软件3.0对试验数据进行了处理,得出了牵引阻力的回归数学模型.利用MATLAB6.5软件对数学模型运算分析,给出了优化工作参数,为根茎类作物收获机的研发提供了参考依据.
【总页数】4页(P380-383)
【作者】孙叶强;王俊发;邹爱华
【作者单位】佳木斯大学机械工程学院,黑龙江,佳木斯,154007;佳木斯大学机械工程学院,黑龙江,佳木斯,154007;佳木斯大学机械工程学院,黑龙江,佳木斯,154007【正文语种】中文
【中图分类】S372
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根茎类中药材机械化收获现状及展望
参、甘草等ꎻ最后是青藏高原产区ꎬ主要有胡黄连、羌
活、天麻等
[２]
ꎮ 中药材种植面积最多的省份有三个ꎬ
云南省种植面积连续六年位居第一ꎬ２０２２ 年种植面
积为 ６０.２３ 万 ｈｍ ꎻ第二为四川省ꎬ２０２２ 年种植面积
２
为 ５６.８ 万 ｈｍ ꎻ第三为贵州省ꎬ２０２２ 年种植面积为
２
５３.０８ 万 ｈｍ ꎬ三省种植面积较大的主要原因是由于
ａｎｄ ｌａｂｏｒｉｏｕｓꎬ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬ ｌａｃｋ ｏｆ ｍａｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｏｄｅｒｎ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｇｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｌ￣
ｔｉｖａｒｓ. Ｆａｒｍｅｒｓ' ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｉｓ ｌｏｗꎬ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｌｏｗ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ
２
国家扶贫政策的影响 [３] ꎮ
中药材经济进入了快速发展阶段ꎬ产业规模正
在不断扩大
[４]
ꎮ 但目前根茎类中药材收获仍依赖人
工劳动ꎬ耗时费力ꎬ缺乏针对不同地区和不同栽培品
种的成熟现代化收获机械ꎮ 农民对于现代化收获机
械的认知和接受度较低ꎬ致使机械化收获的普及率
较低ꎬ这些情况制约根茎类中药材产业发展ꎬ限制其
收稿日期:２０２３－０９－２２
基金项目:甘肃省教育科技创新项目(２０２１ＣＹＺＣ－２５) ꎻ 甘肃省科技计划项目(２１ＣＸ６ＮＡ０８１)
第一作者简介:王泽宇ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为旱作物农业装备ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｗｚｙ９８７８６１０１８＠ １６３.ｃｏｍꎮ
中药材适宜品种全程机械化生产模式与典型案例
中药材适宜品种全程机械化生产模式与典型案例中药材适宜品种全程机械化生产模式与典型案例1. 引言中药材是中医药领域中不可或缺的重要组成部分。
它们具有丰富的药理活性成分，被广泛应用于各种中医药制剂中。
然而，由于传统的人工种植和采摘方式存在劳动强度大、生产效率低下等问题，中药材产业一直面临着生产成本高、产品质量难以保证的挑战。
为了解决这些问题，中药材适宜品种全程机械化生产模式应运而生。
本文将围绕这一主题，探讨中药材适宜品种全程机械化生产模式的发展与案例，以期为中药材产业的可持续发展提供有价值的参考。
2. 传统种植方式的问题与机械化生产模式的优势传统的中药材种植方式通常依赖于人工操作，包括种植、施肥、病虫害防治、采摘等环节。
然而，由于劳动力成本昂贵且稀缺，这种方式往往导致生产效率低下、劳动强度大等问题。
相比之下，中药材适宜品种全程机械化生产模式具有以下几个优势：1）提高生产效率：机械化生产能够实现生产环节的自动化和快速完成，大大提高了中药材的种植和采摘效率。
2）降低生产成本：机械化生产能够减少人工投入，从而降低了劳动力成本，提高了中药材产业的竞争力。
3）保证产品质量：机械化生产能够减少人为因素对中药材生长和质量的影响，提高了中药材的一致性和稳定性。
3. 典型案例在中药材适宜品种全程机械化生产模式的发展过程中，出现了许多典型案例，下面将介绍其中两个。
3.1 机械化种植：以中药材-黄芪为例黄芪是中国传统中药材中的重要种类，被广泛用于中医药制剂中。
传统种植黄芪的方式存在种植周期长、采摘效率低下等问题。
为了解决这些问题，江苏省农业科学院联合多家科研机构开展了黄芪的机械化种植研究。
他们开发了一套全自动化的黄芪种植设备，实现了种植、施肥、病虫害防治等全部环节的机械化操作。
通过这套设备的应用，黄芪的种植周期从传统的2年缩短为1年，采摘效率提高了50%以上。
机械化种植还能够减少对土壤的破坏，提高土地的可持续利用率。
3.2 机械化采摘：以中药材-当归为例当归是中医中常用的补血药材。
11个中药材生产机械化模式与典型案例
11个中药材生产机械化模式与典型案例近年来，随着科技的不断发展，中药材生产也逐渐实现了机械化。
下面将介绍11个中药材生产机械化模式与典型案例。
1. 人参采摘机械化模式传统的人参采摘需要手工挖掘，效率低下。
现在已经出现了人参采摘机器人，可以自动识别人参的大小、形状和位置，准确地进行采摘。
2. 黄芪清洗机械化模式传统的黄芪清洗需要手工清洗，效率低下。
现在已经出现了黄芪清洗机，可以自动完成清洗、切割等多个环节，大幅提高了生产效率。
3. 枸杞烘干机械化模式传统的枸杞烘干需要晾晒或者烘干，时间长、效率低下。
现在已经出现了枸杞烘干机，可以自动完成烘干、晾晒等多个环节，大大缩短了生产周期。
4. 人参切片机械化模式传统的人参切片需要手工切割，效率低下。
现在已经出现了人参切片机，可以自动完成切割、分选等多个环节，大幅提高了生产效率。
5. 当归切片机械化模式传统的当归切片需要手工切割，效率低下。
现在已经出现了当归切片机，可以自动完成切割、分选等多个环节，大幅提高了生产效率。
6. 菊花分选机械化模式传统的菊花分选需要手工分选，效率低下。
现在已经出现了菊花分选机，可以自动完成分选、清洗等多个环节，大幅提高了生产效率。
7. 桂皮研磨机械化模式传统的桂皮研磨需要手工研磨，效率低下。
现在已经出现了桂皮研磨机，可以自动完成研磨、筛选等多个环节，大幅提高了生产效率。
8. 甘草清洗机械化模式传统的甘草清洗需要手工清洗，效率低下。
现在已经出现了甘草清洗机，可以自动完成清洗、切割等多个环节，大幅提高了生产效率。
9. 银杏剥壳机械化模式传统的银杏剥壳需要手工剥壳，效率低下。
现在已经出现了银杏剥壳机，可以自动完成剥壳、筛选等多个环节，大幅提高了生产效率。
10. 冬虫夏草分选机械化模式传统的冬虫夏草分选需要手工分选，效率低下。
现在已经出现了冬虫夏草分选机，可以自动完成分选、清洗等多个环节，大幅提高了生产效率。
11. 灵芝采摘机械化模式传统的灵芝采摘需要手工采摘，效率低下。
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Ⅱ ) 工作时，晃动筛上面的负荷大，特别是与摇杆 相连的两个销轴承受的冲击力就更大了，使得销轴 时常断裂，既影响生产又造成浪费 ；辉腾 170 型药 材收获机 ( 代号Ⅲ ) 机具上的链节是冲压焊合而成， 链 节 没有 套 筒， 工作 时 链 轮与 链 节 直 接 研 磨， 链 轮齿尖磨损速度很快，不能满足当地的农艺要求 ； 4Y-160F 型药材收获机 ( 代号Ⅳ ) 作业效率、拾净 率高，漏收率低，操作简便、调整方便、出净率高、 挖掘深度大，破损率低，振动幅度小，工作性能可 靠、作业质量及土垡回位好，不搅乱原耕层，并打 破犁底层，疏松土壤，符合黄芪、党参等长根茎类 药材挖掘收获的农艺要求，可以大批量引进。
三、项目效果
配套动力 处理 收获期
（马力）
Ⅰ 1/11
75
Ⅱ 1/11
95
Ⅲ 1/11
100
Ⅳ 1/11
120
工作幅宽 （cm) 20/25
160 170 160
表 3 不同处理收获记载表
挖掘深度 作业效率 挖出率 （cm） ( 亩 / 小时） （%）
拾净率 （%）
32
1
85
95
35
1.2
93
96
38
试验场
TRIAL
2. 试验设计 在园区开展 4 种不同型号的中药 材挖掘收获机械的对比试验，试验面积 16 亩，设 置 4 处理，每处理面积为 4 亩。中药材种植密度 16700 株 / 亩，株距 12cm，行距 30cm。前茬均为 玉米。
播种前和收获后分别取 0 ～ 20cm 土壤进行化 验。详见表 2。
5. 确定了运行机制 根据测试结果，中药材种 植加工销售的运营情况表明，采取“公司 + 专业合 作社 + 园区 + 政府扶持”的运行机制，实行企业化 经营，政府政策扶持，园区机械化生产，订单（不定 价）生产，合同（市场价格）收购加工销售，是适宜 隆德县中药材支柱产业健康良好发展的长效机制。
6. 确定了技术模式 通过选型试验，初步确定 了中药材机械化挖掘收获技术路线 ：引进机具→技 术培训→调试机具→打秧→挖掘 ( 测试）→农机作 业公司（合作组织、农机大户）开展中药材发掘收 获作业→人工按照市场（企业）需求分捡→企业收 购加工→产品销售。
1.4
93
96
40
1.8
95
97
损失率 （%）
5 4 4 3
漏收率 （%）
15 7 7 5
土垡回位 情况 差 较好 较好 好
表 4 中药材挖掘收获机挖掘收获作业成本对比
项目
从上表看出 ：黄芪收获后土壤中有机质、水 解氮、PH 值、全盐、有效磷、全氮比播种前下降， 速效钾比播种前增加。
机具性能的测试，即在不同处理小区收获高 低表现依次为代号Ⅳ处理、代号Ⅲ处理、代号Ⅱ处 理、代号Ⅰ处理。详见表 3。
3. 成本测算 不同处理小区经济效益高低表现 依次为代号Ⅳ处理，平均亩纯收入 1952 元 ；代号 Ⅲ处理，平均亩纯收入 1934 元 ；代号Ⅱ处理，平 均亩纯收入 1924 元 ；代号Ⅰ处理，平均亩纯收入 1724 元。详见表 4。
量可靠的根茎类中药材挖掘收获机提供依据。
2. 机具选型试验 引进目前全国较为成熟的 4
种根茎类中药材挖掘收获机进行对比试验。详见下
表1：
表 1 参试的中药材挖掘收获机具一览表
生产地及厂家
产品型号及规格 台数 代号
山东省新泰市金源机 械 科技 LSX-1-55 型悬挂深
1Ⅰ
有限公司
耕犁
山西运城闻喜富隆农业机 械 4UD-175 型根茎类
二、试验地点、试验机具与过程
1. 试验地点 选择在交通便利、群众接受程
度 高、 适 宜 机 械化作业 且 土 地 流 转的隆 德 县 联 财
镇 联合村区县共建中药材机械化科 技 示范园区。
该园区示范面积 1130 亩，其中黄芪 730 亩、党参
400 亩。
50
农 机 科 技 推 广 2017.10
AGRICULTURE MACHINERYTECHNOLOGY EXTENSION
表 2 0 ～ 20cm 土壤养分土壤测试值
全盐 有机质 全氮 水解氮 有效磷 速效钾 处理 PH
g/mg g/mg g/mg mg/mg mg/mg mg/mg 播种前 8.44 0.76 15.17 0.89 237.4 13.4 121.26 收获后 8.09 0.17 13.67 0.85 80.8 12.2 157.23
试验场
TRIAL
根茎类中药材机械化收获试验示范
○宁夏回族自治区隆德县农机化推广服务中心 车建海 柳继荣
隆德县地处宁南山区黄土高原腹地，六盘山西 麓，是传统的中药材种植、栽培大县。随着全县农 业产业结构调整的进一步深入，中药材产业作为主 导产业之一，得到迅猛发展，2015 年种植面积达 66.2 万亩。由于黄芪等中药材是地下根茎类作物， 多年来主要依靠人 工作业 来完成，劳动强度大， 生产成本高，效率比较低，严重影响了中药材的种 植规模。为此，隆德县农业机械化推广服务中心引 进根茎类中药材收获机械开展了试验示范工作，为 大面积推广中药材机械化收获技术提供科学依据。
一、方案设计 宁夏回族自治区 2015 年财政支持中药材机械 化科技示范园区建设，针对宁夏隆德县中药材产业 种植收获环节突出问题，提出总体技术设计方案。 1. 建设目标任务 坚持农机与农艺融合，建立 中药材机械化科技示范园区，引进目前较为成熟的 中药材收获机具，开展在相同试验条件下的生产技 术模式、作业深度、作业速度、作业效率及对药材 收获损伤率、药材品质、药材收获时土垡回位及其 经济 效 益的对比试 验， 筛 选 适 宜当地 不同收 获 条 件的推广应用机型，为农户选择购买性能稳定、质
1Ⅱ
有限公司
药材收获机
河北省安国市辉腾农 机 具制 辉 腾 170 型 药 材 收
1Ⅲ
造有限公司
获机
河南新乡地隆药业 机 械 有限 4Y-160F 型 药 材 收
1Ⅳ
公司
获机
3. 探索技术路线 中药材挖掘收获机械试验的
技术路线 ：引进机具→技术培训→调试机具→打
秧→挖掘 ( 测试）→筛选→分离→人工捡拾。