科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业,农业

需求背景

马铃薯是宁夏中部干旱带和南部山区的主要粮食作物，也是当地农民增收致富的重点支柱产业，多年来产业规模不断扩大，规模效益不断提升。但是，由于马铃薯受种植地域限制，与水稻、小麦、玉米等粮食作物相比，马铃薯生产机械化一直都处于较低水平。特别是马铃薯在收获环节，一直采用机械挖掘后铺放在地表，再用人工进行捡拾回收的分段收获方式，人工捡拾不但效率低、劳动强度大、成本高，而且极易因收获期短、挖掘和捡拾不及时受冻害，给农户造成严重损失。同时由于分段收获作业环节多，造成马铃薯破皮率居高不下。目前，宁夏乃至全国马铃薯收获环节短板十分突出，人工捡拾费用高，是马铃薯生产各环节中人力需求最多、成本最高的瓶颈环节。组织研发攻关适宜宁南山区坡台地作业的低破皮、低含杂率的山地小型马铃薯联合收获作业机械，一次作业可完成马铃薯挖掘、低损输送、筛分除杂、集箱或装袋等工序迫在眉睫，对解决宁南山区及周边地区马铃薯产业发展短板、提升宁南山区乃至全国马铃薯全程机械化技术水平具有重大意义。产品研发应用后，形成集成技术体系，具有巨大的市场需求潜力。

需解决的主要技术难题

1.研究地表挖掘仿形系统，突破常规挖掘机构挖掘铲磨损快、地表仿形效果不佳的难题。

2.研究新型分秧除杂、薯土分离、薯膜分离系统，解决现有分秧除杂机构复杂，黏重土质条件下薯土分离、薯膜分离困难的问题，突破马铃薯收获后含杂率高的难题。

3.研制柔性抖动筛分输送系统，突破马铃薯收获后破皮率高、输送系统易卡滞、故障率高的难题。

4.研发新型快速收集系统，形成整机一体化作业，突破分段作业成本高的难题。

5.研究整机可视化智能监测和传感预警系统，实现驾驶作业及操作故障及时报警、可视化监测，减轻操作强度。

6.建立示范基地，形成马铃薯全程机械化生产技术模式，开展集成技术示范应用。

期望实现的主要技术目标

1.适宜宁南山区坡台地作业使用，整机可实现仿形挖掘、低损输送、薯土薯膜分离、除杂筛分及收集装箱（袋）等联合作业。

2.配套动力≥100马力，配备可视化智能监测和传感预警系统。

3.作业幅宽≥80cm，挖掘深度≥20cm可调，作业效率≥3亩/h。

4.作业时损失率≤4%，伤薯率≤2%，破皮率≤3%，含杂率≤4%。

5.研发不同结构形式的马铃薯联合收获机2台。

6.申请国家专利3项。

7.形成马铃薯全程机械化生产技术规范1套，在宁南山区马铃薯优势产区生产中开展示范应用，节本增效10%以上。

需求解析

解析单位：“科创中国”宁夏科技服务团（宁夏回族自治区科学技术协会） 解析时间：2023-10-07

王解生

宁夏机械工程学会

秘书长

综合评价

马铃薯是宁夏中部干旱带和南部山区的主要粮食作物，也是当地农民增收致富的重点支柱产业。但由于马铃薯受种植地域限制，生产机械化一直都处于较低水平。组织研发攻关适宜宁南山区坡台地作业的低破皮、低含杂率的山地小型马铃薯联合收获作业机械，一次作业可完成马铃薯挖掘、低损输送、筛分除杂、集箱或装袋等工序迫在眉睫，对解决宁南山区及周边地区马铃薯产业发展短板、提升宁南山区乃至全国马铃薯全程机械化技术水平具有重大意义。产品研发应用后，形成集成技术体系，具有巨大的市场需求潜力。本需求需要农机、信息化等专业的跨行业专家共同解决。通过对上述技术的研究，并加以解决，一种具备适宜宁南山区坡台地作业使用，整机可实现仿形挖掘、低损输送、薯土薯膜分离、除杂筛分及收集装箱（袋）等功能的山地小型马铃薯联合收获作业机械就可能研发成功。

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