四川农村日报全媒体记者 袁宇君 文/图

4月20日,距离红花椒采收旺季至少还有3个月时间,雅安市汉源县富庄镇同义村3组椒农李海军已经在焦虑夏天请采摘工人的事。

李海军查看花椒生长情况。

10亩花椒园,一人每天摘30斤鲜花椒,收成好的年头得请20多人连摘一个月才能收完。每斤鲜花椒人工费6元,每年采摘季需10万元左右的人力成本,还不包括工人们的餐饮、住宿费用。

回忆起2019年左右,一斤鲜红花椒收购价能达到25元,扣除人工成本,椒农们挣不少。随着种花椒的人越来越多,供需关系改变,鲜花椒行情“降温”,每斤收购价仅6-8元,居高不下的人工成本就成了种植户的“心病”。“要是能用机器摘就好了。”李海军说出了汉源椒农的共同心声。

“花椒采摘依赖人工,劳动强度大,效率低下;人工采摘成本高,占花椒总成本五成,制约产业发展。”四川农业大学机电学院教授陈霖直言。目前,她所在的专家团队针对花椒产业发展痛点,研发出一款花椒采摘专用柔性机械手臂,目前该机械手臂已进入试用阶段

摘鲜花椒,是个苦差事

川渝食客饭桌上顿顿离不开的花椒,又称“黎椒”“蜀椒”,既是传统中药材又是香辛料,是川菜“麻辣鲜香”中“麻”的唯一来源。很多人不知道,它的采摘过程并不如其滋味般鲜美。

由于用途用法不同,青花椒尚且能够整段摘取,成熟的红花椒只能按簇采摘。目前市面上的红花椒品种,普遍果梗短、油包外皮较薄,采摘时力度过大容易导致果皮破裂,变成油脂流失的“跑油椒”,导致麻味和香味减弱,市场价值大降。

走进花椒园观察,花椒树枝上布满尖刺,工人在采摘鲜椒时既需要控制力道避免破坏花椒油包,又需要格外小心避免被花椒树枝尖刺划伤。同时,花椒成熟期正值夏日,户外作业酷热难当。

“这就是又贵又难请人的原因。”李海军说,愿意留在村里晒大太阳干活的,年龄普遍在60岁以上。少数暑假回乡的大学生来做兼职,干个一两天就走了。在不少椒农看来,无论是为了控制成本,还是为了提升工作舒适度,红花椒采摘机械的研发都已刻不容缓。

难点颇多,“手”“眼”得搭配

“其实我国其他地方已开始试点机械采摘红花椒,但效果并不好。”陈霖在电脑上调出几个资料视频,暂停在其中几帧画面向记者解释。把红花椒粒从枝头摘下的动作需要由机械手臂完成,和人手一样,力道太轻摘不下来,力道太重破坏花椒油包,分寸很难拿捏。

机械臂的“手指”。

其次,采摘机器中必须包含一个识别系统,也就是机器的“眼睛”,来判断成熟红花椒果实所在的位置。红红的果实在绿叶的衬托下,其实很容易被机器识别区分,可难就难在花椒枝叶层层叠叠,普通机器眼只能识别最表面的一层,被遮挡的果实就看不见了。

为了让花椒采摘机械“手”“眼”配合得当,陈霖团队设计出了软体机械手以及多款基于软体机械手的末端装置(可以理解为机器的手指),“眼睛”长在手臂上,采摘时能实现精准定位、灵活避障,还采用深度学习算法,对花椒果实进行实时识别和定位,减少误摘率。

资料图片。机器眼识别红花椒。

“‘目前机器还处于试点和修改阶段。”4月18日,四川农业大学机电学院博士韩丹丹告诉记者,团队当天前往汉源开展花椒采摘农机农艺融合研讨会,就是为了听取椒农、花椒加工企业对于采摘机的需求与建议。今夏,这款“智能手眼”将在汉源开展更大规模的试用。

研讨会现场。

减少“椒”虑,道路阻且长

如果说“智能手眼”的诞生,是解决了花椒采摘机械的“上肢问题”,那么帮助机械在花椒园内行走,还要解决“下肢问题”。陈霖解释,适配机械臂的履带式底盘也在研发当中。

不仅是采摘,四川花椒产业在田间管理全环节,均是长期高度依赖人工作业——修枝靠剪刀,植保靠喷雾器等简易喷洒设备,施肥主要采用人工撒施方式……“采摘机械的研发,还只是第一步。”四川农业大学林学院副教授王景燕等专家直言四川花椒产业机械化“任重道远”。

整体降低四川花椒产业人工依赖、破解机械化水平提升难题,未来将通过多个途径突破,比如品种改良,培育果梗更长、果皮更耐机械操作的品种(如“蜀椒5号”);开展小型化农机研发,开发适应山地地形的小型旋耕机、升降平台等辅助设备,逐步实现“种—管—收”环节的机械化;还将推广标准化建园技术,提升椒园宜机化水平。

中国林业产业突出贡献奖获得者、四川著名花椒专家叶萌评价,红花椒的人工依赖程度高的现状,是植物特性、地形限制、技术瓶颈及经济因素共同作用的结果。尽管短期内,机械难以完全替代人工,但通过技术创新与农艺改进,未来有望让机械贯穿花椒全生育周期。