别人的硕士答辩,是一本厚厚的论文。而浙江农林大学研究生申纯一的答辩主角,却是他和团队历时一年研发的小香薯联合收获机。
这台集挖掘、振动分离、链杆输送、人工分拣与收集等功能为一体的农机,来自田间地头的真实难题,也为解决困扰农户已久的问题打下了基础。
前不久,申纯一凭借《小香薯联合收获机设计与优化试验》,成功申请以实践成果替代学位论文,并通过答辩,将获得硕士学位,他也成了该校首名以实践成果申请专业硕士学位并通过答辩的硕士研究生。
6月22日,潮新闻记者联系上申纯一和他的一位指导老师徐丽君,听他们讲述如何在田间地头反复“跑”出这台小香薯收获机的故事。
来自田间地头的真实难题
杭州市临安区是小香薯核心产区,低山丘陵地形、疏松肥沃的红黄黏壤土,造就了小香薯软糯香甜的独特品质。临安区小香薯种植面积约2万亩,年产量约3万吨,是农业增效、农民增收的重要支柱。

然而亮眼的产业数据背后,小香薯生产全过程的机械化短板长期存在,尤其是在收获阶段。
“2024年初,我们团队5人在指导老师带队下,带着问题,深入临安於潜镇、天目山镇等小香薯产地调研了一个多月,发现小香薯机械化收获存在的各种问题。”申纯一说,临安小香薯的收获集中在七八月份,主要依赖人力,劳动强度大,且劳动成本高,雇人也比较难。“劳动力日均工资约200元,一公顷土地收获人工成本可达5000元。传统人工作业效率较低,1公顷小香薯采收需25名劳动力耗时一整天完成,每逢收获旺季,农户常面临丰收难收的窘境。”
那么市面上的通用农机,为什么不适用于小香薯的收获?
申纯一告诉记者,小香薯的农艺特性与其他番薯存在差异,鲜食用途对表皮破损率要求较高。现有马铃薯收获机改造后适应性差,南方黏土土壤导致土薯分离困难,通用设备常造成薯块破皮损伤,直接影响品相和市场售价。
“无机可用、无好机用、收薯难、收薯贵”,成了制约临安小香薯产业规模化、现代化发展的痛点。
40℃高温下的反复试验
从研二开始,申纯一在导师的支持下,将课题对准这一产业痛点。
“从无到有设计一台农机,是一个不断探索、不断推翻重来的过程。”申纯一说,针对小香薯的基础数据很少,首先要自行收集垄高、垄距、埋深等数据,建立设计基本参数。此外,还需要仿真挖掘与土壤的动力学模型,通过调整前进速度、入土角度和入土深度进行优化,最终达到减阻效果。针对土壤去除问题,要设计土薯分离输送装置,振动频率太高,小香薯表皮容易破损,振动频率太低分离效果不显著,这个参数是要反复试验得出的。
设计完成后,还要经过不断的田间试验和优化调整,而真正的难题才刚开始。

小香薯收获机在田间试验。受访者供图
在三块不同农户的田地里试验时,一个又一个问题接踵而至:田间石块影响运作,传送带磨损严重,未切根茎造成的缠绕风险……
“最难忘的是7月、8月小香薯收获季时,我们团队在40℃高温下反复试验机器,那段时间每个人都晒得很黑。”申纯一回忆,有一次在田间发现传送带磨损问题,在导师指导、农户与企业参与下,不断尝试更换材料、调整参数,当场就解决了问题,“那种大家合力一起让难题迎刃而解的感觉,特别有成就感。”
经过多轮优化,这台小香薯收获机交出亮眼数据:明薯率≥90%、破皮率≤4%、伤薯率≤5%,高度适配临安丘陵山地小香薯收获需求。样机先后在临安区小夫妻家庭农场、耕织数字农业科技有限公司、玉禾相约农业有限公司等多家农业经营主体开展生产性试验,获得农户与经营主体的高度认可。
“比写论文更锻炼人”
2025年秋天,小香薯全程机械化生产现场演示会在临安区於潜镇扶西村举办,申纯一研发的收获机以高效优质的作业效果收获全场好评。

小香薯全程机械化生产现场演示会。受访者供图
在研究生毕业前夕,申纯一在导师支持下提交了以实践成果替代学位论文申请,最终顺利通过答辩。
“这台小小的小香薯收获机,给我研究生三年的学习画上了一个完美句号。从零开始完成整机设计,对于我们这种实践型专业学生来说,比写论文更锻炼人。”申纯一说,“对我个人来说,专业知识和实践能力上有了很大提升,另外这台机器在农户那边用得上、用得好,这是我觉得最有价值的地方。”

申纯一答辩现场。受访者供图
在临安小香薯产区,丘陵山区的地形特征给农机适配带来了天然挑战:地块零散细碎、坡度起伏大、田块边界不规则。这些因素长期制约着小香薯收获机的研发设计与推广应用。
“虽然这台机器的实际表现仍有优化空间,但它是‘产学研推用’协同的一次有益探索,对小香薯机械化收获进程具有重要意义。”指导老师徐丽君说,以实践成果替代传统论文,正在成为专业硕士培养的新方向,也能激励更多学生聚焦解决真实的生产难题。
徐丽君透露,接下来师生团队将联合相关部门、企业和行业协会等多方力量,围绕小香薯全程机械化开展机具的研发与优化。
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