基于整体评估标准的跨行橄榄收获机综合性能优化研究及其在可持续生产中的应用

为解决传统橄榄采摘劳动强度大、效率低的问题，研究人员开展跨行式(OTR)橄榄收获机在两种行进速度(2/3 km h-1)和振动频率(7.2/7.8 Hz)下的综合性能评估。通过建立整体评估标准(OEC)，发现3 km h-1和7.2 Hz组合使Arbosana和Arbequina品种分别获得94.5%和93.9%的最高OEC值，显著提升采摘效率同时降低果实与树木损伤。该研究为高密度橄榄园机械化采收提供了重要参数优化方案。

　　

橄榄作为地中海地区重要的经济作物，其采收方式直接影响生产效率和油品质量。传统人工采收面临劳动力成本高、效率低下等问题，特别是在沙特阿拉伯Al-Jouf地区快速扩张的橄榄种植园中尤为突出。虽然机械采收技术如跨行式(Over-The-Row, OTR)收获机已广泛应用于高密度种植园，但不同品种橄榄树对机械参数的响应差异、采收过程中的果实损伤(fruit damage)和树木损伤(tree damage)问题仍未得到系统解决。这些挑战直接关系到橄榄油的产量品质和果园的可持续发展。

为应对这些挑战，沙特阿拉伯卡西姆大学的研究团队对New Holland Braud 9090X OTR橄榄收获机展开系统性评估。研究选取Arbosana和Arbequina两个品种，在两种行进速度(2/3 km h^-1)和振动频率(7.2/7.8 Hz)条件下，通过建立包含5大类指标的整体评估标准(Overall Evaluation Criterion, OEC)，全面量化了采收机的综合性能。这项创新性研究发表在《Heliyon》期刊，为优化机械化采收参数提供了重要依据。

研究采用多维度技术方法：通过测定果实-果柄系统的物理机械特性建立采收适宜性指标；设计田间对照实验评估8种参数组合下的采收效率；采用数字力规和色彩光谱仪量化果实损伤；建立视觉评分系统评估树木损伤；最后通过加权整合各指标构建OEC模型。所有实验在沙特Al-Jouf地区的高密度橄榄园(1666株/公顷)进行，样本量达每处理5行约350株。

在橄榄特性研究方面，团队发现随着成熟度提高，果实质量增加而脱落力降低，Arbosana品种的果实脱落力与质量比(Rfm)从1950.55 m s^-2(全熟期)降至1094.37 m s^-2(完熟期)， Arbequina从1873.83降至1213.53 m s^-2。这种变化为确定最佳机械采收时机提供了理论依据。

采收性能评估显示，行进速度对生产率(Mp)影响显著：3 km h^-1时Arbosana和Arbequina的Mp分别达6177.6和7662.8 kg h^-1，较2 km h^-1提升32%和30%。能量消耗(CE)分析发现，高速模式反而降低能耗至16.8-20.9 Wh kg^-1，揭示速度提升带来的效率增益超过额外能耗。

采收效率指标中，联合效率(ηh)维持在68.3-70.7%且无显著差异，但7.8 Hz频率导致果实损伤显著增加：Arbosana的擦伤指数(BI)从0.75升至1.21，切口果比例(Cf)从1%飙升至8%；Arbequina的Cf更达10%。树木损伤(TD)同样随频率增加，7.8 Hz时Arbequina损伤率达7.85%，较7.2 Hz增加131%。

通过OEC模型整合发现，3 km h^-1 +7.2 Hz组合在两类品种中均获最优评分(Arbosana 94.5%，Arbequina 93.9%)。该参数平衡了效率与损伤控制，其中生产率贡献40%权重，树木损伤占12%，反映出研究对可持续生产的重视。

这项研究的重要意义在于：首次建立适用于OTR收获机的多指标综合评价体系，解决了单一指标优化的局限性；证实适当提高行进速度可同步提升效率和降低能耗，颠覆了传统认知；明确7.2 Hz为振动频率阈值，超过此值将显著增加生物损伤。这些发现为高密度橄榄园的机械化采收提供了精确的参数指导，特别适合沙特等新兴橄榄产区推广应用。未来研究可扩展至更多品种，并评估长期机械采收对果园生产力的累积影响。