焉耆盆地工业辣椒机械化采收技术现状与思考

金若成，袁小伟，赵黎炜，吕慧捷，郑 楠，屈 涛

（1.巴州农业农村机械化发展中心，新疆 库尔勒 841000；2.巴音郭楞职业技术学院；3.巴州农业技术推广中心）

0 引言

辣椒属茄科类作物，一年或有限多年生草本植物，是中国菜蓝子主要蔬菜之一。辣椒除用作鲜食、制干、调味品、辣椒油等原料外，辣椒红素和辣椒碱还可作为医药、化工军事等方面的工业原料，用途广泛。焉耆盆地位于新疆塔里木盆地东北侧，是天山山脉中的一个山间盆地，面积约1.3万km2，包含新疆巴州的和静、和硕、焉耆、博湖四个县，是新疆最大的辣椒生产基地。焉耆盆地光照充足，昼夜温差大，气候环境和光热条件独特，生产的工业用辣椒产量高、品质好，干物质及红色素含量高。据统计2022年焉耆盆地巴州北四县工业辣椒种植总面积约2.976 万hm2，其中和静县1.158 万hm2，焉耆县0.659 万hm2，和硕县0.711万hm2，博湖县0.449万hm2。

1 工业辣椒品种及栽培模式

1.1 工业辣椒品种

焉耆盆地工业用辣椒种植品种主要有线椒、铁皮椒和板椒系列。线椒品种有红安6号、红安8 号、航椒4 号、红龙16、佳线2 号和二荆条。线椒果细长，果皮皱，干椒长120～200mm，横径15mm左右，单干椒重约1.2～1.5g。因线椒价格波动大，市场不稳定，种植面积逐年缩减，种植区域主要集中在和静县哈尔莫敦镇和巴润哈尔莫敦镇。铁皮椒品种主要有墨西哥甜椒、红金303、韩国大甜椒、美原一号和红龙17。其果实呈牛角形，果面平滑光亮，皮厚，干椒长160mm以上、横径30mm以上，单干椒重6～8g。铁皮椒抗病性差，种植风险大，种植较少。板椒品种主要有大将、金塔、探将、红龙13、红龙23、红龙18、新椒17 号、新椒21号、新椒22号和富贵红。板椒果实呈羊角形，果面平滑，皮厚，干椒长80mm以上，横径20mm左右，单干椒重2～3.6g[1]。目前越来越多种植户倾向选择红龙23板椒品种，该品种种植面积约占焉耆盆地工业辣椒总面积的90%以上。

线椒植株紧凑，主茎长直，茎秆分叉集中于顶部，初果枝位置较高，果实细长，多数生长在节点上，适合采用弹齿滚筒式收获机收获。板椒植株松散，茎秆长向杂乱，分叉节点处茎秆较为粗壮，多级分叉，叉幅较宽大，分叉节点处结果，一般分5 层结果，依次为门椒、对椒、四门斗椒、八面风椒和满天星椒，初果枝位置较低，结果分散，果实腔体较大，板椒的这些生长姿态和生理特点导致弹齿滚筒收获破损率和含杂率较高[2]。目前板椒机采多用于加工颗粒，对辣椒完整度和含杂率要求高时，人工采摘居多。

1.2 栽培模式

焉耆盆地各县土质和光热条件不尽相同，种植模式也不同，膜宽、株行距、种植方式等因素叠加在一起所形成的多样化栽植模式不利于机采。博湖县地理位置靠近博斯腾湖，地下水位较高，为了排涝散墒，椒农习惯中耕开沟，和硕县沙质土壤1膜4行种植密度过高，上述两个县的管理方式和种植模式均不利于机采。和静、焉耆县大部分采用1000mm 和1250mm 地膜的栽培模式，采用合理密植等行距栽培模式，较为适合机采。

（1）地膜铺管直播栽培模式：主要有1 膜2 行和1 膜4 行，地膜宽度900mm、1000mm、1050mm、1250mm 和1400mm 不等，产量500～600kg/667m2，直播模式主要集中在和静县哈尔莫敦镇，其根系较移栽模式扎根深，分叉较少，不易倒伏，中耕不开沟，近几年直播模式多采用螺旋对辊非对行收获机采收。

（2）地膜铺管移栽栽培模式：主要有1膜2行模式，集中在和静县和焉耆县，1膜4行模式主要集中在和硕县，个别种植户使用1膜3行。地膜宽度视各地土质和光热条件采用700～1400mm不等，产量550～700kg/667m2。近几年综合考虑辣椒的群体效应和通风采光，越来越多的农户选择1000mm 和1250mm 地膜宽度的2 行模式进行合理密植，一穴双株，株数约11000～11500株/667m2。据调查，辣椒种植采用1 000～1 250mm 地膜，1 膜2 行种植625 mm和760mm等行距，产量高，其种植密度适宜机采。

2 辣椒机采技术及应用情况

当前，焉耆盆地辣椒收获主要有非对行辣椒机采技术和对行辣椒机采技术，其采收原理和作业方式不同，采收效果和适用性也存在差异。

2.1 非对行辣椒机采技术

非对行辣椒采收机普遍采用3 600 mm 的弹齿滚筒进行收获，作业不受行距限制，适合辣椒移栽种植模式，其作业幅宽能够适应焉耆盆地北四县不同模式线椒和板椒收获，采摘效率0.47～1.00hm2/h，作业效果较好，但破损率和含杂率受驾驶员技能水平、机器调试以及辣椒长势和成熟度等因素影响较大。为减少对辣椒的摩擦力、击打力和剪切力，降低辣椒收获破损，弹齿采用流线型设计，包裹有柔性材料，代表产品以新疆机械研究院股份有限公司生产机型为主。该公司自2009年研制出第一台辣椒采收机以来，通过技术更新，目前生产有牧神4JZ-3600A、4JZ-3600B两种机型。非对行采收机采摘台工作时，采摘滚筒上的弧形柔性弹齿将辣椒梳刷摘落并抛送到割台输送带上，割台输送带将物料聚拢，通过过桥输送带运送到清选装置上，经过清选辊、复脱滚筒、清选风机等装置进行清选、复脱、分离后升运到料箱[3]。目前非对行辣椒采收机发展为主流机型，在焉耆盆地得到大规模推广运用，仅2021～2022年就在新疆焉耆盆地销售近90台，2022年在焉耆盆地的作业面积超过1.2万hm2，占机采面积的93%。

2.2 对行辣椒采收技术

对行辣椒采收机需要对行采收，对辣椒种植模式要求较高，购机户需根据作业区域不同的种植模式匹配相应采摘割台。如对行距为300mm+700mm和300mm+800mm的宽窄行模式配置300mm+450mm+300mm 的割台，针对625 mm、730 mm 等行距种植模式需要配置600～750 mm可调行距割台。自走式对行辣椒采收机的收获破损率和含杂率均能得到当地辣椒种植户认可。焉耆盆地对行辣椒采收机代表产品以河北中农博远农业装备有限公司联合库尔勒源丰农机有限公司研发机型为主，公司自2018年研制出第一台双螺旋对辊式辣椒采收机以来不断进行技术升级，目前产品型号为4JZ-3160 型自走式对行辣椒采收机，其采摘台采用斜置双螺旋对辊装置，采摘模拟人工手捋动作，辣椒和枝叶能够完全分离。工作时安装在机具最前端的扶禾器用于对行，对辣椒进行采收前预整理，倾斜安装在扶禾器后方的双螺旋对辊高速旋转，对接触的辣椒产生向上的拉拢力，使辣椒从植株上脱离，完成辣椒的采摘，从茎秆分离的辣椒掉落到双螺旋对辊两侧下方的输送带，通过安装在后方的升运器输送到收集箱[4]。自走式对行螺旋对辊辣椒采收机两种割台的行宽可调，虽然采摘台调节幅度达到2400～4000mm，但机器区域适应性仍然较差，作业效率约2hm2/天，购机户投资回报率不高，作业对行要求高，推广应用受到限制。由于该机型不能收获移栽模式的辣椒，因此在巴州拥有量较少，主要收获和静县巴润哈莫敦镇的直播辣椒，目前在用6 台，每年作业面积400余hm2，占机收面积的7%。

3 机采与人工采收经济效益对比

辣椒是劳动密集型的经济作物，焉耆盆地辣椒收获期为9月～10月中旬。在每年收获时节，辣椒采摘需要大量人工，据统计焉耆盆地每年采收季需要大约4万采摘工，导致农时季节劳动力紧缺，在当地政府大力推动下，辣椒机采技术得到逐步示范推广。线椒品种收获宜机性较好，普遍使用非对行弹齿滚筒收获机采收，收费80～100 元/667m2，完全实现了机采。板椒是主栽品种，尤其是红龙23，其腔体较大，弹齿滚筒采收易破损，晾晒后花皮影响品质和价格，广大种植户对弹齿滚筒采摘效果接受度不一。据统计显示，2022年受人工短缺和疫情防控双重影响，焉耆盆地工业辣椒机采面积1.23 万hm2，其中和静县0.46 万hm2，焉耆县0.327 万hm2，博湖县0.17 万hm2，和硕县0.273 万hm2，机采率41.33%，较上年增加19.5%。据调查，焉耆盆地2022 年人工采摘费用1393元/667m2，机械采收费用372元/667m2，较人工采收节约成本1021 元/667m2，机采技术节本增收18837万元。在作业效率方面，一个人工每天采收辣椒0.02hm2，机采效率是人工效率的200倍。

焉耆盆地每年辣椒收获期常因用工紧张及收获不及时影响成品椒产量和品质，受规模化种植需要和采摘成本影响，急需推广应用辣椒机械化采收技术，推动辣椒产业规模化、可持续发展。

4 存在问题及对策建议

4.1 存在问题

（1）收获破损、含杂、作业效率3 个作业指标在不同技术路线中难以兼顾。非对行弹齿滚筒采收机对辣椒采收适应性好，采摘高效，但板椒破损和含杂问题一直无法有效突破。弹齿滚筒式采收机收获的辣椒在晒场还需要大量人工分捡茎秆枝叶，分捡费用约250～300 元/667m2。对行螺旋对辊采收机对板椒破损率和含杂率控制较好，晒场人工分捡费用约100元/667m2，收获辣椒品相好，销售原椒时颇受收购商青睐，收购价较弹齿滚筒采收机收获的辣椒高出0.5～1.0元/kg。但非对行辣椒采收机作业效率低，适应直播辣椒，对辣椒种植模式要求高，因此推广运用困难。在当前形势下不同技术路线的辣椒收获机优缺点均比较突出，辣椒破损率和机器作业效率形成矛盾。

（2）中耕开沟对收获损失影响较大。辣椒属于典型的中耕作物，根须量少、入土浅、根系不发达，损坏后再生能力弱，大部分根系分布在深度为10～18cm的松软耕层土，加上辣椒不抗旱又不耐涝的生长习性，极易在挂果后倒伏。鉴于辣椒生长特点，当地椒农在田间管理上习惯中耕开沟培土，在防止辣椒倒伏的同时提高根层土壤温度、减少水分散失和抑制垄行杂草。中耕开沟后垄行地面高低差异显著，致使收获过程中碰触掉落的辣椒无法被弹齿捡拾，造成收获损失。

（3）辣椒品种宜机化选育综合性差。当前兼顾辣椒采收问题的品种选育工作开展较少，无法解决辣椒成熟度不一致、初果挂枝高度低、辣椒枘帽口紧、不易从枝杈脱落以及根系土浅易倒伏等问题。

4.2 发展建议

（1）辣椒机采关键技术尚需突破，研发推广力度需进一步加强。以2021年为例，焉耆盆地北四县工业辣椒种植面积2.993 万hm2，当年机采面积0.635 万hm2，机采率21.22%。因受新冠疫情的影响较大，2022 年机采率超过40%，预计2023年机采率会有所回落。当前机采装备关键核心技术有待创新，应集中科研院校技术力量重点攻破辣椒收获破损问题，进一步加大对弹齿结构形状、材质、滚筒转速、机车行进速度与辣椒破损的机理研究；开展对螺旋对辊和螺旋梳指组合采摘台的研究，深入优化螺距、螺径、对辊转速、对辊间隙、对辊斜置角度和螺旋叶片形状等参数与采摘效率的因素关系，实现机收低损高效，辣椒品种、栽植模式适机化，不断提高辣椒机收水平。

（2）加强农机农艺有效融合，推进标准化种植技术。机械化收获需要统一的栽培模式和合理的种植密度，行距过窄或株距过密均不利于机械采收，需因地制宜，推进有利于机采的标准化种植技术。改进中耕管理方式，力争做到中耕浅开沟或不开沟，合理密植，塑造宜机化株型。椒农中耕作业普遍使用铲刀式中耕机，在中耕作业中容易形成较深中耕沟，后期辣椒地不平整，采摘台工作部件无法捡拾掉落在沟内的辣椒，造成较高的收获损失。应示范推广旋耕刀式新型中耕机，实现辣椒中耕作业开小沟、开浅沟，推广中耕松土不开沟技术，以此解决辣椒机采净率问题。在防倒伏的农艺栽培方面，要合理密植，缩小株距，增加株数，形成群体效应，实现单产不降低，将单位面积结椒数合理分配到更多植株，防止因单株结椒量过大头重脚轻造成倒伏。同时辣椒合理密植可避免单株生长旺盛，株型高大，枝杈松散，有利于塑造紧凑的宜机化株型。

（3）通过水肥管理措施提高初果挂枝高度和辣椒成熟一致性。机采辣椒蹲苗期适当缩短，氮肥加量提前，但要注意掌控蹲苗时间，否则易造成根部拔节过高，后期倒伏。为获得成熟一致性较好的机采辣椒，应根据土质条件适时停水停肥，防止贪青出现油条降低果实色价。如辣椒果实底部成熟早上部成熟晚，可小量多灌避免下部辣椒果实过干。生长旺期的辣椒需要提前停水，可适当喷施小剂量乙烯利进行植物信息生物诱导，防止其抽条开花。从停肥开始的每个星期通过飞防喷洒磷酸二氢钾和多元素水溶肥，确保辣椒不早衰不旺长，促进早熟着色。采收前如果出现辣椒贪青晚熟，需喷施适量乙烯利促进养分回流，根据成熟度和采收机械力量分期分地块喷施落叶剂，辣椒果实脱水率达60%～70%即可进行采收。