成熟期菜心茎秆切割力学特性测试

凌燕梅，马稚昱，韦鸿钰，褚 璇，刘洪利

(仲恺农业工程学院机电工程学院，广东 广州510225)

0 引言

我国是蔬菜种植面积最大的国家，2019年蔬菜播种面积2 086.274万hm2，占农作物总播种面积的12.57%，蔬菜年产量达到72 102.56万t，同比增长2.5%[1-4]。叶菜作为我国蔬菜种植的主要品目之一，适应性广、一年四季均可播种，是人们纤维素摄入的重要来源[5-8]。但目前菜心的收获主要以人工收获为主，收获效率低，作业强度高，劳动成本和生产成本高，已不适应蔬菜标准化、规划化、全程机械化发展需求。而切割是叶菜收获装置的主要工序，影响到整个叶菜的收获作业，开展叶菜茎秆切割力学特性的研究，可为叶菜机械化收割装置的研制提供重要的理论依据[9-10]。

目前，国内外对于蔬菜茎秆力学特性的研究很多，主要集中在生菜、油菜、大葱、韭菜、鸡毛菜、甘蓝和上海青等蔬菜茎秆力学特性参数的研究，而对菜心茎秆的力学特性参数及切割力的影响因素鲜有报道，几乎见不到针对菜心的收获装置[11-16]。菜心是一种属于不结球白菜亚种的叶类蔬菜，品种多样，种植面积和消费市场逐年扩大，也是一种相对容易实现机械化收获的蔬菜种类，最有可能利用现有装备和技术实现全程机械化作业，而且在广东利用设施可以实现周年生产供应。因此，本研究通过对不同品种菜心茎秆的切割力学特性及影响其切割力大小的因素进行研究，以期为菜心机械化采收装置设计提供重要的依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

试验材料为2020年11—12月在仲恺农业工程学院现代设施农业智能装备实验室的温室内种植的菜心茎秆，菜心种子来自于广东省良种引进服务公司提供的国内3种典型菜心品种青野尖叶、青翠和青崎。……