金秋時節,黑龍江廣袤的黑土地上“鐵牛”馳騁,一機收千畝的機械化作業景象蔚為壯觀。在黑龍江牡丹江寧安市石巖烤煙種植綜合體,一臺一人多高、整體框架呈箱形的農機在集中連片的煙田里勻速“行走”,沿途一片片煙葉被作業工位上的工人快速采摘,很快就在拖拽的U型貨倉壘成了堆。
這臺乍看上去簡單的農機,并不簡單。據農機的研制者之一、牡丹江煙草科學研究所高級農藝師賀國強介紹,4YY-2型高地隙煙葉輔助采收機的研制,填補了黑龍江煙區煙葉生產采收環節技術裝備的空白,促進了關鍵技術裝備轉型升級,對推動黑龍江煙區到“十四五”末實現全程機械化作業具有重要的意義。
需求
東北平原山環水繞、沃野千里,黑龍江耕地平坦、集中連片,具有其他地區難以比擬的規模化生產、機械化作業優勢。
“大環境”溫潤“小氣候”,黑龍江煙區機械化作業程度較高,與大農業相通的整地、起壟等煙葉生產環節,通用機械得到廣泛應用,而近年來圍繞移栽、采收等關鍵環節研制的7種機型9種型號的機械設備,進一步提升了機械化作業水平。
與耕種相比,煙葉采收對專業機械要求高,市場上沒有適合的輔助采收機械,煙葉采收仍以人工為主。對此,沉在一線深入調研的賀國強思考良多。
勞動強度大。采摘煙葉時,人要不停彎腰,邊走邊采,采下的煙葉夾抱在腋下,達到一定數量后堆放結成煙包,再把煙包扛到田間地頭,而煙包頗重,必須由男工完成。一天下來,疲累可想而知。
用工多。煙葉采收屬勞動密集型作業,一般由10多人組成1個采收隊,男工和女工比例大約為1∶3,3.5至4個小時采收一房煙(20至22畝煙葉)。隨著城鎮化、人口老齡化進程加快,農村勞動力逐年減少,加之煙葉采收與秋糧、秋菜用工重疊,缺工現象時有發生。
雇工貴。在黑龍江煙區,煙葉采收環節每畝平均用工費用約為300多元,在煙葉生產畝均用工費用中占到近五分之一。
此外,由于采摘過程中的夾抱、扛運等動作,容易導致煙葉出現青痕,也會降低煙葉品質和工業使用價值。
賀國強說,“通過調研,我們發現煙葉產區和煙農有降低采收用工量、減少用工費用、降低勞動強度的強烈需要,卷煙工業企業客戶也有減少青痕的要求。”
以解決問題、滿足需求為出發點,在黑龍江省局(公司)黨組全面提升煙草農業現代化水平的統籌規劃下,科研所展開了采收機的研制攻關。
攻關
人工采收煙葉勞動強度大、用工多、雇工貴的問題,并非當下存在,也不是黑龍江煙區所特有。賀國強記得,早在幾年前,科研所就進行過煙葉機械化采收方面的研究,有過一臺大型樣機,但笨重、價格高、作業穩定性不強,與煙草農藝不太匹配,應用效果不佳。
針對煙葉生產全程機械化關鍵環節展開攻關,研制出適用好用的專業農機具,挑戰與機遇并存,研究所下決心啃下硬骨頭。
攻關之初,研究所專用農機研發基礎薄弱,缺乏熟練掌握機械、電控技術的專業人才,為此,他們專門從綏化市局(公司)吸納了一名精通機械的專業人員加入,補齊技術人才短板。
2021年上半年,“百變煙機”QC小組成立。煙葉機械化采收從“0”到“1”,確定創新思路成為擺在QC小組面前的首要問題。
通過煙區現場走訪、問卷調查,做到心中有數,借鑒行業內外研究成果,對比煙葉采摘機、微耕機、履帶式液壓挖掘機等可借鑒對象的優缺點,歸納出煙葉臨儲貨倉、液壓馬達驅動、履帶行走結構、采收作業工位設置等設計借鑒點,QC小組提出了創新思路。
作為服務生產一線的創新活動,只有思路遠遠不夠,重要的是如何付諸實踐。QC小組選擇課題,確定目標,提出方案并確定最佳方案,制訂對策……4YY-2型高地隙煙葉輔助采收機立項和研制同時推進,攻關緊鑼密鼓。
2021年7月下旬,由QC小組成員自主購買設備和材料、切割、焊接、組裝的采收機樣機開始測試,并在8至9月的煙葉采收季進入田間試驗。“采收機的機械性能如何,只有到地里反復試驗才能確定并不斷完善。”賀國強和同事一頭扎進“實戰”。
4YY-2型高地隙煙葉輔助采收機正在現場作業? ? /牡丹江煙草科學研究所 供圖
作業工位離地高度40cm、50cm、60cm,哪個高度方便不同身高的作業人員上下?采收上部、中部、下部煙葉哪個高度舒適性較好?不斷模擬驗證,QC小組最終確定最佳高度。
行走單元是采用輪式還是履帶?經比較,黑龍江煙葉采收期降雨較多,且部分煙田有緩坡、地頭作業空間小,QC小組認為履帶驅動更適合田間作業。
機械傳動和液壓傳動都能實現傳動效率高、故障率低,且經久耐用、易更換,選擇哪一種?液壓傳動伸縮性好,易于布局和操縱,更符合煙葉采收作業幅寬和地隙高度可調的要求。
凡此種種,不一而足。在QC小組全體成員的共同努力下,采收機研制成功,田間使用效果良好。“特別是機械操作簡單,實驗中經過不到半個小時的培訓煙農就能輕松上手,這一點很實用也很重要。”賀國強說。
2021年9月8日,黑龍江省農墾農業機械試驗鑒定站對采收機進行現場鑒定,檢驗報告認定:該機械采用履帶驅動行走,無級變速,越野性能好,爬坡能力強,轉彎半徑小,能適應緩坡等多種地形地貌,在北方煙區具有廣泛的推廣應用前景。
升級
采收機的研制源于需求、服務生產,具備諸多優點:大量使用市場標準件,整機成本低,煙農買得起、用得上;機體比較小,轉彎半徑小,靈活性好,穩定性高;作業時不損傷煙株,不刮傷煙葉等等。
最為重要的是,采收機投入煙葉生產后,煙葉采收平均用工從1.58人/畝減少至0.73人/畝,每畝節省用工0.85個,機械替代人工,消除了行走、夾抱、扛運等動作,減工降本、提質增效、降低勞動強度效果明顯。
采收機的成功研制,有效促進煙葉采收環節技術裝備轉型升級,有利于打通煙葉生產全環節機械化作業。2021年11月10日,黑龍江省局(公司)主要負責人羅明德聽取龍江煙區全程機械化進展情況匯報,對課題目標、工作思路、取得成果給予肯定,提出課題組要在現有設備持續升級方面下功夫。
將更好服務煙區、煙農和卷煙工業企業客戶作為前行動力的QC小組,對第一代采收機進行了改進和提升。
黑龍江耕地普遍集中連片,牡丹江煙區25畝至50畝的煙田占48%,50畝至100畝的煙田占40%,采收機在長長的煙壟間作業,貨倉很容易被煙葉堆滿,倉儲空間不足。為此,QC小組在采收機后增加了兩個臨時儲藏貨倉,滿足長壟作業需求。
采收機如果只用于采摘煙葉,一個生產季只能使用1個多月。QC小組充分利用高地隙作業平臺,增加煙葉移栽、植保、平頂抑芽單元,煙葉生產進行到哪個環節就安裝哪個模塊,一機多用,進一步提高利用效率。
此外,采收機還加裝了遠程操控系統,實現無人駕駛,提高了機械智能化程度。
賀國強介紹,改進升級的5臺第二代采收機從今年8月份開始,已投入煙區試用,此后將批量生產,在煙區推廣使用,助力黑龍江煙區機械化全程、全面、高質、高效發展。
機械化是農業現代化的必由之路。“十四五”時期,黑龍江煙區堅定向推動煙葉生產實現規模化、專業化、綠色化、機械化、數字化,不斷提高現代煙草農業建設水平的目標邁進,田間地頭激蕩的科技創新動能為規模化生產、機械化作業兩個相輔相成的關鍵要素注入源源不斷的動力。
在2022年全國QC小組成果發布交流會上,《4YY-2型高地隙煙葉輔助采收機的研制》獲評專業級成果獎。獲獎成果賦能煙葉生產,科技創新這個“關鍵變量”正成為龍江煙葉高質量發展的“最大增量”。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察