新疆林果机械化过程中需要研发和推广的技术工艺和装备_王磊.pdf

1新疆林果机械化发展现状林果业是促进新疆农业农村经济发展的支柱产业，是农民持续增收的重要经济来源。目前，全区林果种植面积122.93万公顷（1 844万亩，不含兵团），果品产量865万吨，全疆有483万农民从事林果业，林果业已成为覆盖范围最广、惠及人口最多、发展潜力最大的乡村振兴产业。林果机械化发展是提高作业效率、节本增效、实现加工增值的保障，对林果业可持续发展具有重要的意义。林果种植、管理、收获、储藏、保鲜、加工、运输、销售等环节都需要一系列先进的机械装备、设施与技术。随着新疆林果业规模、产量的不断扩大，积极推进林果业机械化、提升林果业机械化管理水平，优化供给，已成为推动林果业产业化经营、提高林果业综合效益、促进林果业健康稳步发展的迫切任务。2020年，新疆（含兵团）林果业生产综合机械化水平为49.57%。其中中耕、施肥、植保、田间转运等通用机械基本都纳入补贴大纲，产品种类丰富，基本能满足生产需求，但林果专用的修剪和采收机械产品种类少，满足不了当前的生产需求，并且尚有一部分未纳入补贴大纲。林果机械的推广应用，改变了以往单纯依靠人工作业的现状，大大提高了作业效率，降低了作业成本，增加了农民收入和企业效益。通过果园机械化开沟，工作效率较人工作业提高50100倍，每667平方米（1亩）节约生产成本80100元；通过自走式多功能作业平台和悬挂式多功能作业平台，以及配套的系列化修剪机具，设备工作效率较人工作业提高 810倍，每667平方米（1亩）节约生产成本180200元。如：阿克苏地区大力支持林果专用机械推广使用并给予资金支持，全地区投入2 000多万元用于设备购置，加大了核桃在修剪、采摘、脱皮、清洗、烘干、分级、破壳等加工过程机械化使用率，提高了白仁率、降低了空壳率，质量得到明显提升，得到内地客商普遍认可。脱青皮、清洗效率较人工提高300倍，破壳取仁效率较人工提高150倍，生产成本约为人工成本的7，加新疆林果机械化过程中新疆林果机械化过程中需要研发和推广的技术工艺和装备需要研发和推广的技术工艺和装备自治区林果产业发展中心自治区林果产业发展中心王王磊磊张齐武张齐武新疆林业 2022.6特色林果17工后核桃均价每公斤提高1015元，大幅提高核桃的商品性和附加值。无疑，林果机械化对降低生产成本、提高质量和效率作用显著。2新疆林果机械化发展存在的问题2.1林果机械化发展水平不均衡2020年新疆林果机械化率为49.57%，与我区主要农作物85%的机械化率相比有较大差距。在新疆林果机械化发展中，中耕机械化水平67.52%，施肥机械化水平50.52%，有较大的提升空间；植保机械化水平90.75%，田间转运机械化水平81.45%，基本能满足生产需求；最薄弱的环节为修剪与采收，修剪机械化水平为26.05%，采收机械化水平为1.81%，其中又以鲜果与浆果的采收机械最为短缺，坚果与干果相对较好。新疆林果采摘期与农作物收获期高度重叠，用工紧缺和用工成本不断增加，特别是采摘成本占生产成本比例持续上升。2020年南疆香梨、苹果每公斤采摘成本达到0.81元，占果品收入的20%30%。北疆阿勒泰大果沙棘因没有采收机械，全部为人工采摘，每公斤采摘成本达到1.51.7元，占果品收入的30%以上。2020年因在收获期找不到充足的劳动力，阿勒泰大果沙棘挂果面积中只有52%得到采收，其余无法采收，造成巨大损失。随着阿克苏地区、克州近几年沙棘的大面积种植，盛果期即将到来，采摘问题己成为沙棘产业发展的瓶颈，对采摘机械的需求更为迫切。2.2林果加工技术装备水平不高一方面我区林果初加工水平不高，成本高、效率低，造成大量损失。核桃等林果产品的脱青皮、清洗、分级、分选、破壳取仁、切分、去核等加工环节仍普遍依靠人工或者小型机械，效率低、成本高、卫生条件差，贮藏保鲜技术推广有限，与种植规模和产量不匹配。新疆林果整体初加工率不足30%，主栽林果品种核桃利用脱青皮机械进行脱青皮加工的不足20%，新疆红枣能完成简单初加工的不足60%。新疆林果季节性强，由于来不及加工，造成大量的果实腐烂、霉变，降低了产品商品化率，果品损失率达20%25%。清洗烘干加工以单机作业为主，连续性差，清洗后的干果不能及时烘干，且烘干并未采用专用设备，导致果品褐变发霉，部分干果（如核桃）在清洗过程中严重破坏果品质量，造成果品品质严重下降。另一方面我区林果业精深加工水平较低。精深加工可以较大程度提高果品价值，我区核桃、杏、红枣、苹果等果品精深加工工艺技术装备缺乏，导致高附加值产品开发极少。浓缩果汁、果酱、饮料加工，核桃粉、核桃油、核桃乳加工，杏仁油、杏仁粉加工，干坚果功能性保健油脂、蛋白、青皮棕色素、多酚、总黄酮、多糖等提取、纯化、干燥工艺技术装备研究才刚起步，全疆相关精深加工企业少，规模较小。2.3研发与应用相对落后，缺少适合新疆林果特点的林果机械新疆林果果园机械化生产处于起步阶段，对果园机械研发的重视程度不够，在果园机械研发上的投入远不如粮棉油麻等大宗作物相关机械的科研投入，致使果园机械相关人才缺乏，科研力度不够，果园机械的引进、消化、吸收、创新工作落后，果园机械的研发、推广滞后于粮棉油麻等大宗作物机械的发展。现有林果机械生产和研发主要集中在中耕机械、喷药机械、灌溉机械和埋土防寒机械等通用机械方面，而专用的林果修剪、采收机械研发力度不够，无论从类型和质量上都难以满足林果产业规模化、专业化、标准化发展的需要。2.4果园农机与农艺未能有机融合，现有果园的栽培和灌溉模式制约机械化发展目前，全区果树种植栽培管理和灌溉模式与机械装备不能相互配套问题突出。果园标准化主要是从农艺角度开展，缺乏对机械装备和设施的考虑，没有预留机械装备和设施的安装及使用空间。同时，果园机械装备的研发缺乏针对性，严重影响果树机械化生产的推广应用，大规模机械化作业困难。新疆大部分果园主要采取一家一户的经营模式，生产规模小，树种和栽培模式多种多样，机械作业空间狭小，栽培管理专业化和标准化程度低，不利于林果机械的推广和应用。3新疆林果机械化过程中需要研发和推广的技术工艺和装备新疆林果机械化发展要重点解决林果生产加工新疆林业 2022.6特色林果18环节面临的关键性技术难题，大力推进核桃、红枣、杏、苹果、香梨、葡萄全程机械化，推进西梅、沙棘等关键性配套技术装备的研发。3.1林果生产加工数字化关键技术集成通过无人机遥感、物联网、专家系统、液电一体化等技术的集成，完成林果生产技术与装备数字化改进与提升。建立果园无人机遥感信息采集系统和环境信息采集物联网系统，实现对果园遥感信息的快速采集以及生长环境信息的实时监测；实现利用果园遥感信息和果树营养长势环境信息进行作物长势营养诊断、果园水肥管理、修剪指导等生产作业。3.2果园高效避障除草、高效弥雾机等生产机械研发高效避障除草机，割茬高低可调，可以有效解决果树株间与行间植草除草困难、人工除草劳动强度大、效率低等问题，抑制植草过于茂盛，改善土壤结构，达到保水增肥的目的。研发高效弥雾机，借助大量而柔和的风送气流，使内外层果枝、叶全方位快速均匀附着药液，提高工作效果和效率，节水节药10%55%。在高压气流的推动下，形成大角度扇形雾化工作带，确保果园喷药后不留死角。同时对上述设备进行遥控设计，实现远程操控。3.3核桃、红枣、沙棘等林果机械化收获技术装备开展林果自走式收获机，根据不同林果生产特性，研发适合新疆主要特色果品（核桃、红枣、沙棘、巴旦木等）的智能收获机。采用振动收获原理，并通过振动反馈，自动调节合理的振动功率，避免损伤果树。开展振动脱落原理和影响振动脱落关键因素的研究，采收机整体配置的研究与设计，开展推摇振动、果树夹持、果实接载和输送装置等关键部件的设计与制作。开展果品地面捡拾收获机械的研制，实现果品高效无损捡拾收获作业。提高新疆特色果品采收的作业效率和果品质量，提高新疆果品采收的机械化作业程度。3.4果园修剪作业机械与果园辅助作业平台技术装备开展林果智能化修剪装备研发，采用圆盘修剪技术，并配合机器视觉技术，根据果树长势实现圆盘锯修剪姿态智能化调整，提高林果修剪作业效率与质量，实现林果产量与品质的提升。开展可用于果园修剪、采收、植保等的辅助作业平台技术装备，实现人的自由遥控，在我区核桃、杏、苹果、梨等果园推广应用，提高果园管理的机械化水平。3.5核桃破壳、壳仁分选低损化智能加工工艺技术装备研制核桃低损破壳、分选加工技术装备，合理选择破壳、壳仁分级柔性材料以及创新研究新的低损破壳、分选方式，解决核桃破壳以及核桃壳仁分级过程中核桃仁易损伤的问题，推动核桃破壳加工成套装备的应用。与区内外科研院所、高新技术企业合作研发核桃光电智能分选技术装备、核桃分选算法，应用于空瘪核桃精选以及核桃仁色选、壳仁精选、核桃仁大小、品质精确分级领域，解决核桃以及核桃壳仁精细选别问题，实现核桃的精加工，提升核桃商品等级。3.6果品采后智能化分选、包装技术装备以水果中西梅、苹果、香梨、哈密瓜等为主要研究对象，开展果品低损智能化分选技术与装备研究与示范，解决我区水果传统机械分选损伤大、人工分选效率低、分选精度不高的问题。对小尺寸水果研发柔性多级机械分选设备的同时，开发侧翻式水果柔性智能化分选技术装备；对大尺寸易损伤水果引进开发托盘式称重智能高效低损分选机，提高分选效率与分选精度，降低对果品表皮以及内部果肉的损伤。同时引进研究开发柔性输送、清洗技术设备、水果分级设备、智能化包装技术装备进行配套，形成较完备的水果分选精加工工艺与成套设备。3.7果品智能贮藏保鲜工艺技术装备以新疆特色干鲜果（核桃、杏、苹果、梨、西梅等）为对象，对影响物流的内外因素分析、商品化处理与绿色保鲜、物流微环境控制与监控等物流关键技术进行研发，研制移动式干鲜果压差预冷装备、气调冷藏冰温多功能水果保鲜库、地下通风库，建立农产品、食品运输温度在线监控系统。开展智能化保鲜库与干鲜果冷链物流建设，示范推广新疆特色果品的商品化处理与绿色保鲜技术。3.8特色果蔬干燥工艺技术装备引进研发热泵干燥、蒸汽干燥、冷冻干燥等新型干燥技术装备，最大限度地保留果蔬原有营养成分，新疆林业 2022.6特色林果19提高果蔬风味。对我区特色果蔬切片干燥，制作休闲食品，提高产品附加值。研究太阳能和电烘干工艺技术与装备以及干燥连续化加工装备，开展杏、红枣、核桃干燥工艺研究，节约能源，降低烘干成本与碳排放。3.9林果深加工及副产品综合利用工艺技术装备3.9.1核桃深加工及副产品综合利用开展核桃乳、油、粉制取工艺的研究，开展以核桃饼粕为原料制备蛋白粉、核桃乳、浓缩蛋白、分离蛋白、蛋白肽、酱油；以核桃壳为原料制备活性炭，提取棕色素；以核桃青皮为原料制备染色剂、植物农药;以核桃隔膜为原料开发袋泡饮料等研究。3.9.2红枣深加工及副产品综合利用开展红枣休闲食品、红枣粉等加工工艺研究，从枣渣中提取纤维素及半纤维素，制备膳食纤维；红枣皮中提取水溶性红色素，可作为天然食品添加剂和功能色素加以开发利用；开展红枣核制备活性炭研究。3.9.3杏深加工及副产品综合利用开展杏仁油制取工艺研究，开展“五香杏仁”“椒盐杏仁”等系列休闲食品工艺研究；去除杏仁后的核壳提取苦杏仁苷或制备活性炭；皮渣的处理经二次加工将皮渣经酶解与部分杏浆混合做成杏酱，或将皮渣发酵酿成杏酒或果醋。3.10可加工果蔬的饮料工艺我区林果主要以原果形式出售，与企业合作开展可加工果蔬饮料工艺的研究，提高我区果品附加值，延伸水果产业链。3.11高标准果园建设与林果机械化装备配套技术制定适应于产业化从初加工到精深加工的核桃加工系列技术标准，实现核桃加工的标准化作业，解决目前核桃加工过程中，核桃果形、大小不一，优良果中霉烂果、空壳果、破损果、黑斑果混杂，只能以“统货”低价销售等问题。城市精细化管理的精髓是通过智慧化手段，秉承传统文化，回应百姓需求，及时发现管理存在的问题，及时采取矫治措施，使城市管理在规范化基础上上升一个层次，达到精细化，促进城市生态建设高质量发展。本文以建设宜居、宜业、宜乐、宜游的环境友好型智慧生态城市为目标，对如何以精细化管理促进生态城市建设提出对策。1对标对表，明确生态城市建设目标如何站在生态城市的高度和角度看待一个城市建设发展？那就是:对照生态城市八项评价标准查找差距、补短板。城市各部门在市委、市人民政府领导下集中梳理、分头研究，各司其职、各负其责。建议将以下方面作为重点。（1）自查是否按照生态学原理进行城市规划和建设、城市国土空间规划是否结构合理、功能协调，城市通风廊道是否完善，环境保护是否到位，有无热岛效应。（2）城市建筑、园林等人工环境是否与城市原生态自然理环境有机结合，继续健全城市慢行系统，减少公园硬质铺装，广场采用渗水路面设计。（3）自查当地历史文化、非遗保护等工作，是否形成城市独特历史文化风貌。（4）贯切城乡结合、一体发展新理念。不割裂城乡，而是建立城市与郊区复合生态系统，绿化、净化、美化无缝连接，城郊建设公园、防护林与农村林田湖草河等景观相融形成智慧田园新城。（5）提高全民垃圾分类意识、基于精细化管理的生态基于精细化管理的生态城市建设对策城市建设对策阿勒泰市园林绿化中心郑瑞霞新疆林业 2022.6绿化美化20