0引言
胡蘿卜\\(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，現栽培于整個溫帶地區。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］。
胡蘿卜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卜素、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。栽植胡蘿卜田間管理相對簡單，病蟲害較少，容易進行規?；N植。栽培中所需施用農藥量較少，農藥污染輕微，適于培育無公害蔬菜;且具有易儲運、生長期短及便于茬口安排的特點，是一種傳統救災作物［5］。
根據農業部近年統計資料表明，我國胡蘿卜栽培面積已近48萬hm2，產量約占世界總產量的1/3，是當之無愧的胡蘿卜生產大國。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，目前很少采用機械化收獲。隨著國際市場胡蘿卜需求量的持續增長，為我國胡蘿卜產業發展提供了有利機遇;但胡蘿卜產業體系中收獲已是個大問題。人工收獲勞動強度大，效率低，并且隨著城鎮化進程的推進，農村勞動力的轉移、雇工難、費用上漲等問題已日益突出，使得農戶對胡蘿卜收獲機械的需求更為迫切。收獲難題已經成為制約胡蘿卜產業發展的“瓶頸”問題［6－24］，因此推進胡蘿卜收獲機械化進程已迫在眉睫。
1國內外胡蘿卜收獲機械的研究現狀
1．1國內胡蘿卜收獲機械的研究現狀
國內胡蘿卜收獲主要有人工收獲、半機械化收獲和機械化聯合收獲等方式。盡管我國胡蘿卜種植面積和產量均居世界首位，但仍以人工收獲為主，機械化收獲水平相對較低，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，直接導致胡蘿卜質量下降，影響銷售。
我國在胡蘿卜收獲機械方面的研究才剛剛起步，胡蘿卜專用聯合收獲機還處于空白狀態。近幾年，雖有少數地區胡蘿卜收獲開始采用機械化作業，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獲機兼收胡蘿卜［25］。所謂胡蘿卜收獲機械化只是借助現有農機具在胡蘿卜側面進行松土，然后人工拔取，最后切櫻。此種收獲方式存在工序多、勞動量大、能耗高、經濟成本高等問題，無法滿足胡蘿卜規?；N植的要求。
一些農戶根據自身對胡蘿卜收獲機的農藝要求，開始進行自制胡蘿卜收獲機，如圖1所示。該機采用履帶行走式底盤，自制收獲單體、輸送帶及切櫻裝置，能一次性收獲兩行。其采用胡蘿卜底部進行松土，行走地輪仿形，具有一定的可行性;但是，由于是農戶自制的機械，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］。
由于我國幾大胡蘿卜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獲機械都無法滿足我國胡蘿卜收獲的農藝要求。
兼顧胡蘿卜收獲機械設計的可行性與農戶的經濟效益，研制適合我國胡蘿卜種植模式和農藝要求的收獲機械，將有助于胡蘿卜種植產業的統一化與標準化。
1．2國外胡蘿卜收獲機械的發展狀況
國外胡蘿卜收獲機械的發展經歷了從牽引式到自走式的發展歷程。
1．2．1單行牽引式胡蘿卜收獲機
1937年，美國斯闊特．瓦伊涅耳公司成功研制了世界上第一臺拔取式胡蘿卜收獲樣機，并在這個基礎上研制出塊根類作物單行牽引式聯合收獲機。
1950年，蘇聯開始進行食用塊根收獲機的研制工作。在1959－1966年之間，全蘇農業機械制造科學研究所、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獲機進行了研制工作。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·阿爾契聯合收獲機，如圖3所示。其他國家的幾種聯合收獲機也都借鑒了該機原理，如東德EM－11、羅馬尼亞CLＲ－1、比利時杰烏里費等。
20世紀90年代，日本于成功研制了后懸掛拔取式蘿卜收獲機械，并很快投入使用。
21世紀開始，國外的胡蘿卜收獲機已開始走向成熟，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卜收獲機，該機整體采取后懸掛形式，通過3組傳送帶將胡蘿卜運送到與作業拖拉機配套使用的儲料箱內。單行牽引式胡蘿卜收獲機的還有ASA－FILT公司生產的CM－1000、CM－1000E等單行牽引式料斗胡蘿卜收獲機，并開始走向國際市場。
1．2．2多行胡蘿卜收獲機
2002年，我國臺灣嘉義大學生物機電系黃文祿設計制造了兩行自走式胡蘿卜收獲機，配套動力29．4kW，如圖5所示。
2009年，針對進行深加工的胡蘿卜，Weremczuk公司研制生產了切頂式胡蘿卜收獲機，采用先切頂后撿拾的收獲方式，莖葉殘留率低，收獲后的胡蘿卜主要用于深加工。
ASA－LIFT公司生產的多行牽引料斗式胡蘿卜收獲機，不但收獲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;能夠在復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獲單體寬度較大，且單體間距大，故無法滿足我國農藝要求。
1．2．3自走式胡蘿卜收獲機
20世紀90年代，日本久保田公司研制自行走式胡蘿卜收獲機，如圖6所示。該收獲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，目前國外發達國家胡蘿卜聯合收獲機械化程度很高，歐美地區多以大型側牽引聯合收獲機為主［28－31］，技術先進、作業效率高，適合大面積作業;亞洲的日、韓及我國臺灣等地區多采用中小型收獲機械，機器結構緊湊、配套動力小，適用于小地塊作業。
由于我國胡蘿卜種植面積大、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獲機在國內的應用還有很多問題。因此，研制適合我國農藝要求和種植模式的胡蘿卜收獲機械已成為當前亟待解決的問題。
2現役胡蘿卜收獲機存在的問題
目前，胡蘿卜收獲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
胡蘿卜種植的農藝特性直接影響其收獲方式，是胡蘿卜收獲機設計的重要依據。我國胡蘿卜種植區域分布廣而分散，種植多以小農戶為主，種植模式復雜且品種多樣，行、株距差異較大。這些復雜的農藝特性，使得研制出的胡蘿卜收獲機不具有廣泛的適應性。所以，農機農藝脫節問題在胡蘿卜收獲機的研發中表現得尤為突出。
2．2漏收損失過大
機械化收獲胡蘿卜時，一般經過挖掘\\(松土\\)、夾持、輸送、切櫻及收集等工序。在收獲時，由于受胡蘿卜的埋根深度、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，致使胡蘿卜收獲機作業時，存在漏收率高、損失大和作業效率低等問題。
3胡蘿卜機械化收獲的主要影響因素
我國是胡蘿卜生產和出口大國，與大豆、玉米、馬鈴薯等作物機械化收獲水平相比，其機械化收獲水平還比較低，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，長期以來其生產采用手工作業。人們主觀認為，蔬菜生產屬于勞動密集型產業，只能采用手工生產，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。三是我國幾大胡蘿卜主產區種植模式不同、農藝要求較復雜［34－37］，農機農藝嚴重脫節。
4結論
實現胡蘿卜生產機械化，一方面要從制約胡蘿卜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卜主產區進行規劃管理，實現規?；N植。同時，一是要加大對胡蘿卜機械化收獲的研發力度和資金投入，出臺相應的惠農政策，最好能針對胡蘿卜收獲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、栽培模式創新到收獲機械研發，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卜收獲方面存在的問題，結合國情，引進國外的先進技術，經過消化吸收創新，研制出適合我國各地區農藝要求的胡蘿卜收獲機械。
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