河北省甘薯種植及其生產機械現狀與發展建議

高清海，袁興茂，陳敬者，范國昌，王進朝，陳思剛

（河北省農業機械化研究所有限公司，河北 石家莊 050051）

甘薯既是重要的糧食、飼料作物，也是工業原料；是現代社會優質的抗癌保健食品之一，因此，被稱為21世紀最理想的食物之一[1~3]。我國甘薯常年種植面積為466.7萬～533.3萬hm2，年均總產量8 500萬t，分別占世界總量的60%和80%[4，5]。而我國甘薯生產綜合機械化水平＜30%，遠低于我國其他大宗糧食作物綜合機械水平（52%）。目前作業機具的專用化、高效化、系列化程度較低[1]，均成為制約甘薯產業發展的重要因素[6]。

1 河北省甘薯產業概況

河北省甘薯常年種植面積為20.0萬～26.7萬hm2，居全國第9位，是甘薯主產省份之一[7，8]。該省的甘薯產業發展以健康種薯種苗規模化繁育、鮮食甘薯生產、淀粉及其制品加工為優勢特色，基本實現了全產業鏈發展。近70%的甘薯作為鮮食型商品薯進行銷售，30%用于淀粉加工。目前，河北省甘薯主產區主要分2種類型：一類是分布于長城以南的華北平原北部，品種以鮮食商品薯為主，種植方式以土地流轉后規模化種植為主，平均產量為4.5萬kg/hm2，以“早熟＋貯藏”方式周年供應市場；另一類分布于太行山和燕山丘陵山區及部分干旱缺乏灌溉條件的平原沙薄地，以鮮食商品薯和淀粉加工薯為主，種植方式以小規模大群體為主，機械化程度較低，產品就地銷售，一般產量為2.25萬～3.00萬kg/hm2。甘薯種植效益穩定，尤其近年來大宗農產品價格持續走低，甘薯種植比較效益凸顯，使其成為主產區農民主要的收入來源。

2 種植模式

甘薯抗旱耐瘠薄、喜光喜溫、適應性強、易恢復生長，適合在河北省干旱缺水、光熱資源充足的地區生長。甘薯種植分為春種甘薯和夏種甘薯，春薯種植時間一般為4月中旬～5月上旬，夏薯種植時間一般為6月上旬～7月中旬。河北省以春薯種植為主，且90%以上采用覆膜種植（多為黑白膜），種植流程主要有4種（圖1）。其中，長城以南華北平原北部主要采用模式1和模式2，機械化程度相對較高，采用起壟施肥覆膜聯合作業機進行作業，一次成型；保定的雄縣以及廊坊的霸州和文安等地主要采用模式3；太行山和燕山丘陵山區（如元氏、行唐等地）主要采用模式4。

圖1 河北省地區的4種甘薯種植流程Fig.1 Planting process of sweet potato in Hebei

2.1 壟型規格

甘薯種植以高壟為主，種植規格有小壟單行、大壟單行和大壟雙行等。

河北省地區以小壟單行種植為主，壟高250～300mm，壟頂寬250～350 mm，壟底寬450～500 mm，壟距800～850 mm，株距200～250 mm。少數地區采用大壟雙行種植方式，壟距為1 000～1 200 mm。

2.2 栽插方法

實際生產中甘薯栽插方法有直栽法、斜栽法、船底型栽法和水平淺栽法4種（圖2）。斜栽法具有抗旱性好、操作容易、成活率高，單株薯塊較大、少而集中等優點。河北地區甘薯種植以斜栽法為主，直栽法和船底型栽法并存。由于水平淺栽法具有結薯多而均勻，品相好的特點，有部分種植合作社采用甘薯水平淺栽法進行小規模的種植，但此法存在勞動強度大、操作復雜等問題，是制約種植戶大規模運用的主要因素。

圖2 甘薯栽秧方法簡圖Fig.2 Diagram of planting seedlings of sweet potato

3 甘薯生產機械化現狀分析

甘薯是一種土下結塊的根莖類作物，屬勞動密集型土下作物，主要用工環節包括育苗、剪苗、耕整地、起壟、施肥、覆膜、移栽、田間管理（灌溉、植保）、收獲（殺秧、挖掘、撿拾收集）、清洗和深加工等[9，10]。目前，耕整地、田間管理環節多借用大田作物通用農業機械，技術相對成熟；而其他環節則需采用改進機型或專用機型，仍缺少成熟、適用機械。

3.1 育苗、剪苗機具

河北省種薯種苗繁育逐步向規模化發展，年供苗量千萬株以上的合作社百家以上，繁育、貯藏、銷售已形成體系。但是在育苗環節上仍然以人工育苗和剪苗為主，對排種、苗床覆土和剪苗等機具的需求越來越強烈。人工成本高成為種苗繁育企業發展的瓶頸。

3.2 耕整起壟機具

耕整起壟環節的機械化程度已經達到了90%以上。主要耕整機型有單功能作業機、聯合作業機和自制改造機具，其中，聯合作業機能夠一次性完成施肥、旋耕、起壟、滴灌帶鋪放、覆膜、鎮壓等作業（圖3）；自制改造機具為用戶在通用旋耕機上加裝液壓提升裝置、犁鏵起壟裝置等改造而成（圖4），實際生產中60%的耕整起壟環節由自制機型完成。目前，河北省的耕整起壟機械生產廠家較少，不能滿足市場需求。

圖3 起壟施肥覆膜聯合作業機Fig.3 Ridging-fertilizing-filming combined machine

圖4 改造的旋耕起壟機Fig.4 Modified rotary tillage ridger

3.3 移栽機具

甘薯移栽作為甘薯生產中的關鍵環節，也是用工量最大的環節之一，除少數地區借鑒蔬菜移栽機采用定穴、栽插、破膜、澆水的方法作業外，其他地區全部依靠人工完成。由于我國尚無真正意義上的甘薯移栽機，適用的專業機型十分稀缺，因此，目前市場上存在的甘薯移栽機多為半自動移栽機。主要機型有鏈夾式甘薯移栽機、載水式甘薯移栽機等（圖5和6），其作業效果不理想，達不到栽培工藝要求，且對薯苗尺寸、外形有一定要求，使用率很低。

3.4 殺秧、收獲機具

圖5 鏈夾式甘薯移栽機Fig.5 Chain clip-on sweet potato transplanter

圖6 載水式甘薯移栽機Fig.6 Water carrying sweet potato transplanter

甘薯收獲環節主要包括殺秧、挖掘、撿拾、清選、收集等工序，其用工量占生產過程總用工量的42%。甘薯收獲多采用分段式收獲的模式，即“機械殺秧+機械挖掘+人工撿拾+人工清選”。甘薯殺秧機大多是由秸稈還田機改進而成，有錘抓式、甩刀式等，基本能完成殺秧作業，但作業效果不理想，存在壟溝薯秧清理不徹底、離地間隙調整不便、易纏繞等問題。甘薯收獲機大部分是借用馬鈴薯、花生等根莖類作物小型振動式收獲機（圖7），少數地區采用簡易型挖掘犁（圖8）。目前，高性能的機械化聯合收獲裝備還屬于空白。

圖7 振動式甘薯收獲機Fig.7 Vibratory sweet potato harvester

圖8 甘薯挖掘犁Fig.8 Sweet potato excavating plough

4 存在的主要問題

4.1 機械化程度低，用工量大

目前，河北省的甘薯綜合機械化水平＜30%，與我國大宗糧食作物綜合機械水平相比差距較大。不同區域甘薯生產機械化水平發展不均衡，部分山區機械化水平較低，中小型機械的應用相對滯后；不同環節機械化水平差距較大。其中，育苗、選苗、移栽、收獲、撿拾、分選等環節主要依靠人工完成，用工量為90～120 個/hm2，人工費用達到 7 200～9 600 元/hm2。人工成本占到銷售額（產量按22 750 kg/hm2，單價按0.8元/kg計算） 的26.7%～35.6%，用工量大、生產成本高，成為了影響農民種植積極性的主要因素。

4.2 種植模式繁多，農機農藝適配性差

河北省甘薯種植模式繁多，壟作、平作皆有，以壟作為主；覆膜種植和不覆膜種植皆有，以覆膜為主；壟距多樣且不統一，小壟單行、大壟單行、大壟雙行皆有。種植農藝繁雜，區域化、標準化栽培模式難以形成，農機農藝融合不夠，造成甘薯作業機具與動力配套困難，給機具使用及推廣造成不便；甘薯品種多，自身性狀特殊，株高、莖粗細、葉片大小差異性較大，給機具研發及制造帶來很大困難。

4.3 關鍵環節設備短缺

河北省甘薯生產機械中耕整地、起壟、田間管理等環節多借用大田作物通用機械，或在通用機型上進行改造，技術相對成熟；排鐘、苗床覆土、剪苗環節仍為空白，尚無適用設備；移栽環節目前市場上存在的機型尚不成熟，機械化程度不高，作業質量達不到農藝要求，不適用于全省覆膜種植的模式。

5 對策與建議

5.1 加強政策引導與資金支持

河北省甘薯生產機械研究較晚，且相關機械的研發正處于初級階段，應加強政策扶持、立項支持和平臺建設，組織科研院所、生產企業針對甘薯生產機械中排鐘、苗床覆土、剪苗、移栽等環節技術難點、重點問題進行科技攻關，開展關鍵環節生產機具的研究和開發工作，研制適合全省種植模式的甘薯生產機械，實現甘薯生產全程機械化。另一方面，需要政府加大對甘薯生產機械中專用機具、新研發機具及甘薯機械化作業補貼力度，提高農民使用的積極性。

5.2 加強農機農藝融合

逐步形成農機農藝融合的工作機制，兩者融合過程中要高度統一，全面協調發展。以利于機械化作業為目標，培育適宜機械化作業的新品種；簡化栽插方式，區間內統一種植模式，便于提高機具的通用性和配套性；整合農藝、農機相關基礎學科的研究，制定規模化、標準化的適宜機械化作業的甘薯生產農藝技術規程，提高農機與農藝的適配性；建立農機農藝融合創新基地，為研制和推廣甘薯生產機具創造有利條件。

5.3 加快配套農機優化，創新與示范建設基地

河北的甘薯生產機械化正處于發展初期，市場需求強烈，針對目前甘薯生產環節較為成熟的農機具進行篩選、引進，進而推廣應用；針對現有機具存在的前行阻力大、壟型質量差、收獲損失率大、自動化程度低等問題，進行改造或完善；針對目前急需的育苗、排鐘機械、膜上栽秧機械、薯秧回收利用設備等，加快研究進展，盡快投入生產應用；建立新技術、新產品試驗示范基地，通過基地的示范帶動作用，促進我省甘薯產業技術成果的推廣與應用。

5.4 培育甘薯機械生產企業

應加大對甘薯和機械生產企業的扶持、培育力度，引導其與科研院所相關農機和農藝專家聯合攻關，形成技術創新主體，提高創新能力、加工能力，向著專用化、智能化方向發展；完善或制定甘薯生產機械的檢測和作業質量等相關標準，提高產品質量，加強市場監管力度，扶優治劣，提高企業的積極性和創造性。