近日，中國(guó)熱科院農(nóng)機(jī)所在甘蔗葉粉碎還田機(jī)方面取得新進(jìn)展，甘蔗生產(chǎn)裝備研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合MATLAB優(yōu)化設(shè)計(jì)和模糊可靠性函數(shù)，優(yōu)化1GYF-150型甘蔗葉粉碎還田機(jī)刀輥結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)可靠性和減輕重量，為改善甘蔗葉粉碎還田機(jī)性能提供了技術(shù)支撐。
甘蔗葉是甘蔗作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一種重要的生物資源，按我國(guó)現(xiàn)有甘蔗種面積估算，每年收獲甘蔗后遺棄在蔗田中的蔗葉、蔗梢高達(dá)1600萬(wàn)噸，這些蔗葉、蔗梢遺留在蔗田中會(huì)影響蔗田的后續(xù)作業(yè)，如破壟、耕翻，甚至影響到甘蔗苗期的培土。長(zhǎng)期以來(lái)，大多數(shù)蔗農(nóng)采取就地焚燒或人工搬走。甘蔗葉焚燒后剩下的灰粉僅含少量的鉀和磷等礦物元素，損失了大量的氮素和有機(jī)質(zhì)，不僅造成巨大的浪費(fèi)，同時(shí)又嚴(yán)重污染了環(huán)境；采用人工搬走遺棄物，需花費(fèi)大量的人力。因此，通過(guò)機(jī)械化粉碎還田是一種最便捷、高效、簡(jiǎn)單的方式。
甘蔗科研團(tuán)隊(duì)對(duì)1GYF-150型甘蔗葉粉碎還田機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能分析，提出了一種高效的粉碎還田方案。研究通過(guò)分析機(jī)具的工作原理，探討了直刀型、錘爪型等不同甩刀結(jié)構(gòu)對(duì)粉碎效果的影響，并優(yōu)化了甩刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)、速度及排列方式，以提升粉碎質(zhì)量和拾取效率。田間試驗(yàn)表明，優(yōu)化后的機(jī)具在甘蔗葉含水率為31.8%時(shí)，實(shí)現(xiàn)了98.4%的拾取率和94.4%的粉碎率（≤20 cm），較原機(jī)具分別提升了0.8%和7.1%。
該研究成果以“Structural optimization and performance evaluation of a sugarcane leaf mulching machine”為題發(fā)表于《Smart Agricultural Technology》。中國(guó)熱科院農(nóng)機(jī)所副研究員黃偉華和助理研究員王槊為論文共同第一作者，中國(guó)熱科院農(nóng)機(jī)所副研究員韋麗嬌和青年副研究員鄭鎮(zhèn)輝為論文共同通訊作者。該研究得到海南省自然科學(xué)基金、海南省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、湛江市科技項(xiàng)目等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.101116
