香蕉生产机械化现状和前景展望.doc

海南大学Hainan University课 程 论 文课程设计题目：香蕉生产机械化现状和前景展望学院： 机电工程 系： 机械 专业班级：农业机械化及其自动化2班学生姓名： 王名炜 学号： 20090506310061 指导教师： 樊军庆（教授）时间： 2012年5月15日至6月5日 香蕉生产机械化现状和前景展望作者：王名炜摘要:对国内外香蕉生产设施与机械的发展现状进行了分析，研究了病虫害防治、水肥管理、假茎还田处理和无损采收等主要生产环节，并针对香蕉生产机械化的发展趋势提出了建议。关键词 香蕉作物特点； 生产设施； 机械化Present situation and trend for Mechanization of Banana ProductionwangmingweiAbstract: The current status of production facilities and machinery of banana at home and abroadwas analyzed This paper studied the mainproduction practices including pest control，integrationof water and fertilizer，pseudostem shredding and non-destructive harvesting Some suggestionsabout the trends of the mechanization of banana production were put forwardKey words The characters of banana ; Production facilities; Mechanization1、香蕉作物特点（1）生长特点香蕉原产于亚洲东南部热带、亚热带地区，因此它具有热带作物的特点，其叶片宽大，植株水分含量高，在生长过程中需要充足的光照但又不能过猛。香蕉是多年生大型草本单子叶植物，其地下茎为粗大的球茎，根、茎、叶、花、果及吸芽(繁殖用)均由此长出。香蕉喜高温多湿，通常生长温度2035，最适温度2432，各器官的临界温度为叶片1012，果实13，根1315。年均温21以上是香蕉的主要分布区，少数分布在20及其以下的地域。（2）采摘特点一般香蕉在未变黄的情况下就进行采摘，并且将蕉茎和香蕉整体割下，这样有利于储存和运输。（3）蕉茎的处理特点香蕉一般可种植一到三年，但蕉茎每年要作淘汰处理，所以蕉茎的处理成了香蕉生产的重要一环!蕉树因富含大量的有机质、氮、钾、磷和微量元素是良好的有机肥料。2、生产设施与机械发展现状（1）病虫害防治机械化香蕉结果期除了对蕉果进行套袋护果和适时断蕾外，还要喷施高效低毒农药或生物农药以杀菌除虫1。目前，国内以背负式手动喷雾器和担架式机动喷雾机为主，风送式喷雾机的应用发展速度较快。孙诚志等2在湛江遂溪示范基地进行了农机与农艺结合栽培技术试验，规模生产中采用J500 型机动喷雾器于宽行间进行精密、微量、高浓度和强对靶式喷药防治，测得平均每台机动喷雾机完成作业面积0 15 hm2 /h，比手动喷雾效率提高近4倍。国外先进的植保机械广泛采用微电子、自动化和信息化等技术，提高了设备的可靠性、安全性及方便性，更好地实现了低喷量、少污染、高工效、高防效和低成本的性能要求。基于超声波、光学和红外传感技术的自动对靶施药技术在国外发展较为成熟，系统的计算机将采集反馈的传感器信号数据进行处理，测定树冠位置和形状，控制电路、电磁阀和喷头对准目标进行施药作业，使农药喷雾特性更精确地与果树形状相一致。在施药过程中，控制雾滴的飘移、提高药液的附着率是减少农药流失、降低对土壤和环境污染的重要措施。气助式静电喷雾技术采用高压静电在喷头与喷雾目标间建立静电场，农药液体流经喷头雾化后，通过不同的充电方法被充上电荷，形成群体荷电雾滴，然后在静电场力和高速空气流的联合作用下，雾滴作定向运动而吸附在目标的各个部位上，它具有沉积效率高、雾滴飘移损失少、改善生态环境等良好性能。（2）水肥管理机械化采用喷灌系统进行灌溉，水肥雾化程度较低，对蕉叶和土壤的打击强度较大，会使土壤形成一定程度的板结，且易传播病害影响作物生长3采用滴灌系统对香蕉进行局部灌溉，水肥直接输入到作物根部，土壤结构好，并抑制杂草生长，对作物生长有利，如辅助地膜覆盖则能有效保水和保温; 另外，滴灌根系生长较其他灌溉方式要深4，深根有利于防止大风引发的倒伏，还有利根系避开夏季浅层土壤的高温，滴灌堵塞问题主要出在设备安装后的使用管理上，可通过加强滴灌施肥知识的培训加以改善。地下滴灌技术是将滴灌毛管按精准要求铺设在作物耕作层内，通过施肥系统、自动探测控制水肥系统、远程数据采集系统和多级清洗系统等精准农业技术，将蕉树所需的水、肥、农药直接灌注到作物根系区5。近年来，海南和广东等地区在香蕉种植中大量采用了北京绿源塑料联合公司、北京双翼环能技术公司、山东莱芜绿丰节水灌溉设备公司等开发的微喷带微灌技术，并配合各种施肥装置，根据土壤含水量、田间持水量和香蕉萎蔫系数，对灌溉量、灌溉时间和施肥量进行合理调节，较好地解决了香蕉的灌溉施肥问题。以色列Netafim 公司的滴灌系统在广西香蕉产区应用较为普遍，带有压力补偿的地表滴灌和地下滴灌系统均有推广。与地上滴灌相比，地下滴灌系统在播种工序上每年不需要铺设及回收地面毛管，埋设在耕作层以下的特点保证了灌水期间不会影响田间劳动和机械化耕作，埋入地下的滴灌管道专用接头和滴头具有极强的抗堵塞性能。（3）假茎还田处理机械化由于蕉树富含大量的有机质、氮、钾、磷和微量元素，是良好的有机肥料。因此，香蕉假茎粉碎还田处理有利于增加土壤有机质、改善土壤结构、提高土壤肥力，与人工整株挖除抬出蕉园外处理相比，机械化粉碎与处理不但可减少环境污染、省时、省力，且辅以机械深翻犁地装置还可备耕处理以增加土壤透气性、促进香蕉根系的生长。香蕉假茎还田机大多数是采用悬挂式工作方式，通过与中、大型轮式拖拉机配套进行田间作业。（4）无损采收机械化为了保证香蕉果实的外观质量和商品价值，采用砍蕉辅助和无损采收技术是提高产品质量和商品率的必要措施。澳大利亚昆士兰州早在1960 年开始应用一种“香蕉折弯器”进行砍蕉辅助，一根8 英尺长杆的顶部装有钢拉杆，钢拉杆的朝下高挂钩用于将切割后的假茎向下拉，钢拉杆的朝上低挂钩用于支撑弯曲的假茎，使其可在约1 35 m 的高度进行砍蕉。美国麻省理工学院于2005 年研制出一种砍蕉辅助装置，优化设计的轻型三角架顶部装有夹持器，夹持器内装有1 个带弹簧的单向锁凸轮，砍蕉时先用夹持器套住蕉穗果轴，砍蕉后凸轮机构受力夹紧果轴，当人工向上起挑蕉穗时，单向锁凸轮松开，蕉穗脱离夹持器。蕉穗运送的方式有人工肩挑、推车运送、运输车运送和索道传输等多种方式。人工肩挑或背负方式不用投资设施，操作较方便灵活，适用于小面积分散种植的蕉园。推车运送指采用特制的采收推车来运送蕉穗，运输前需将倒置蕉穗挂在悬钩上，果轴套入车上设计好的钢制圆筒内，并系牢果轴末端，以避免蕉穗在运输过程中不会来回摆动而产生机械损伤。运输车运送通常是在载货平台预先铺上单层或多层软材料垫体，再将收获的蕉穗放在垫体上以减少运输途中的振动和碰撞，倒V 形平台结构的运输车在我国海南省较为常见。摩托车运蕉时通常先将蕉穗落梳，然后再用垫体对每梳进行保护装筐。也有将三轮农用摩托车直接改装成类似推车运送方式的专用采收车。在牙买加较早开展了一项调研，蕉穗采用卡车进行运送，运送时蕉穗被水平堆放在蕉叶垫上，结果发现装卸作业是造成果实机械损伤的主要原因，而车辆行驶中的振动对于机械损伤影响不大。索道传输是通过蕉园内布置的空中索道进行蕉穗输送，拱架支撑的索道上悬挂有滑轮，滑轮之间用撑杆相连既可保证蕉穗之间的距离，避免机械伤，又可将多串蕉穗连成一体。蕉穗串的输送可由人工进行牵拉也可采用小型动力机拖动。整个采收过程香蕉不着地，不仅避免了碰伤、压伤等机械损伤，也提高了工作效率，降低了劳动强度。国外早在1971 年就开始在蕉园中采用索道采收方式，一些种植园在索道上悬挂了电动机以便于实现对蕉穗串输送过程的制动操作，但这种方法并不普遍使用，主要原因在于会导致电缆和滑轮严重磨损。国外香蕉的采收索道主要有带托管、无托管和缆绳3种。带托管采收索道用镀锌管作托管、焊上圆钢作为悬挂滑轮运送香蕉的轨道，运送量大，人工牵拉轻，效率高，轨道并接方便，易于形成蕉园运送网，主要在菲律宾的大蕉园中使用。无托管采收索道是直接用圆钢作为悬挂滑轮运送香蕉的轨道，运送量中等，采用辅助轨道可并接成蕉园运送网，主要在美洲的大蕉园中使用，以美国路易斯安那州托马斯索道产品公司生产的索道最为常见。缆绳采收索道是用钢缆绳作为悬挂滑轮运送香蕉的索道，运送量少，人工牵拉重，效率低，索道并接困难，不易形成蕉园运送网，主要在澳大利亚的大蕉园中使用。我国已在广西、海南、广东和福建等省建成了多个香蕉索道采收生产示范点。3、生产设施与机械化发展趋势假茎还田机械应主要从备耕和蕉茎粉碎作业环节入手，对备耕刀片参数、蕉茎粉碎工艺和防缠绕技术进行改进研究，探讨新的作业方式和机械结构优化途径，应用电子监控、自动控制和新材料等技术，达到低能耗、可控性好和作业高效的性能要求。无损机械化采收迫切需要采用耐磨损、成本低的轻型化材料制造索道和滑轮，以增加设备的使用寿命; 通过设计能方便转移、拆卸和自动循环运行的活动式索道结构，减少设备的投资，提高机械化和自动化程度; 开发索道采收适用的高精度无线遥控技术，实现对采收输送作业的远程遥控控制，从而进一步降低人工管理成本。基于信息化技术的水肥一体化智能控制系统是节水灌溉技术的主要发展方向。在微灌、滴灌技术的基础上，利用传感器、无线网络和自动控制技术，通过对土壤墒情、有机质含量、气候和环境等信息的检测，按照香蕉生长过程要求和水肥需求预测模型进行远程监控，实现对蕉树适时适量供水和施肥的智能化精准灌溉作业。机器视觉技术将在病虫害防治装备中得到更广泛的应用。施药机械的控制单元根据图像传感器和速度传感器实时获取的信息，确定蕉树所在空间位置、特征和相对速度，寻求喷雾技术参数与蕉树生长期特征的最佳匹配，并通过喷雾控制器对蕉树形状仿形过程、喷头工作状态、喷雾量、喷头与目标的相对位置进行自动调整，实现精准变量施药。4、结语我国香蕉产业要向标准化、集约化、规模化发展，高水平的机械化配套生产是决定性影响因素之一。针对香蕉生产设施和机械化发展的薄弱环节，开发低喷量、高精度和强对靶性的新型施药机械，推广香蕉大田水肥管理自动化设施，加强蕉茎还田机械的高粉碎率和低成本化的技术研究，设计节能、可靠、远程可控的无机械损伤香蕉采收索道装置，以便进一步完善农业机械在香蕉生产过程中的系统配套。为加快香蕉生产机械化进程，还需完善香蕉生产基础设施的建设，按照适地适栽的原则，大力调整产业布局，加快建立香蕉优势区，健全农机社会化服务体系，强化农业机械监督管理，同时培养机械化人才，推动农业机械的发展，促进香蕉产业整体升级。参考文献1梁锐 香蕉生产机械化技术J