侯培紅,黎 明,張清云,溫淑紅
(1.上海電機學院,上海201306;2.寧夏農林科學院荒漠化治理研究所,寧夏 銀川750002)
我國是黃花菜種植大國,具有栽培黃花菜的悠久歷史,由于黃花菜抗旱、抗寒,在水土流失嚴重地區(qū)得到當地人民的熱愛,所以全國各地均有栽培,但其多分布于中國秦嶺以南、湖南、甘肅、寧夏等地。其中湖南的邵東和祁東最為著名,是重要的經濟作物。
隨著黃花菜市場需求量的增加,前景較為樂觀。目前,開發(fā)黃花菜種植項目成為脫貧致富的一個新亮點。而黃花菜自動栽培技術是提高其種植效益最有效的途徑。
黃花菜苗種通常以分株,切片育苗,扦插,種子等方式繁殖。在育苗選苗的時候要注意以下問題。
黃花菜按生長期可分為早熟、中熟、遲熟型品種。可根據種植地的氣候條件,生長環(huán)境按生長期的長短選種。目前人工分株繁殖是現階段最常用的繁殖方法,選擇高產、長勢發(fā)達、品質好、病蟲害少、純度高、種植兩年以上的黃花菜田,采苗做種。
種植密度大的可以整株全部挖出,去除泥土,并根據根系的生長狀況自然分株,將根莖下面的黑蒂老根、朽根、病根、肉質根、紡錘根剪掉后,留做苗種用。
黃花菜根系發(fā)達、分蘗力強,耐瘠耐寒、對土壤要求不高,適應性強,在瘠薄的土壤,含鹽量地的河灘地上都可以生長,但是在土層深厚、肥沃、疏松的土壤上更好栽培,要求土壤耕作層厚度在30~40cm的壤土,深耕深翻20~35cm以上。
黃花菜的定植深度較為靈活,適當深耕有利于種苗成活發(fā)旺。高產黃花菜要求大窩平底窩底栽,一般適宜栽植窩的深度在15~20cm,栽植后覆土10cm[1]。
現階段最常用的繁殖方法就是人工分株繁殖,一種是由母株叢挖出一部分植株用做種苗,而留下的植株,讓其繼續(xù)生長;另一種便是將母株叢全部挖出,重新分栽。種植時,根一般剪留7cm左右,栽芽塊覆土5cm厚,栽帶葉的苗芽塊可將葉剪留7cm,栽后露出地面2cm即可[1]。
扦插繁殖和種子繁殖法也是可用的方法[2]。
按照傳統(tǒng)種植經驗,考慮到產量、光照、施肥等問題,對植株苗行距、株距進行設計,一般以一壟兩行,橫向行距20cm,縱向株距15cm~20cm,壟間距為140cm。圖2-1為黃花菜一壟植株穴窩一例的示意圖。圖中四個窩為一穴,窩對稱分布在穴的四個角,窩橫向行距為20cm,縱向株距為18cm。而穴間距為38cm。

圖2-1 黃花菜種植窩分布示意圖
黃花菜株行距的規(guī)范化設計,給自動移栽帶來了可能。下面討論幾種機械化開窩植株的方法及其問題點。
a.一穴四窩植株法
為了提高生產效率和實現機械化植株作業(yè),對植株工藝進行規(guī)劃,如圖2-1所示,以壟為主線,穴為單位,兩壟交替進行,按一穴四窩設計一款四工位一次開窩的機構(陰影部分為窩)進行移栽,壟間距為140cm。
①行進中兩壟交替作業(yè)
考慮到機械自動下鴨嘴到土中一定深度,然后開窩,再落苗后抬起,每穴四窩同時作業(yè),在一壟結束的同時,與之交叉的另一壟一穴四窩便開始作業(yè),交替作業(yè),頻率固定,所以其作業(yè)效率可以大大提高。但該方法的問題是移栽機邊行進,邊作業(yè),由于每個窩的開窩直徑為10cm~15cm,開窩深度15cm,所以四個鴨嘴在入土、抬起時,土作用在鴨嘴的阻力不能不考慮,尤其是土地偏硬時,就更不得不加大拖動動力如柴油機的功率,這些都給移栽機的動力設計等帶來困難。如果是自帶動力,鴨嘴工作時,邊壓入地里邊打開鴨嘴,足夠的動力很關鍵。
②兩壟不交替停車作業(yè)
如果拖拉機一次完成一穴四窩兩壟種植后,移動一個穴距,然后進行下一穴兩壟的植株,即每停車一次完成兩壟的旋窩、落苗、覆土等作業(yè),這樣其效率也許能提高,但移栽機機構會相對復雜,結構也會相對龐大,控制的要求也高,尤其是為了提高種植效率,而兩壟同時作業(yè),其造價自然也會增加很多。
就動力而言,要保證每移動一定距離如38cm~40cm就停一下,外接一般的拖拉機很難保證移動距離的一致性,如果設計為自帶動力,那么機器轉向等問題也要考慮,采用什么樣的動力將是設計難點。
b.一窩一株植株法
如果改為一壟兩行植株即不按一穴四窩植株,而是將一壟的兩行分行進行,即左一窩,右一窩進行交叉植株,這樣做其效率會降低不少,但需要的功率也會小很多,不過由于窩株間距只有20cm左右,鴨嘴入土、打開、落苗都需要時間,所以難以實現高頻率植株。其效率的高低是不得不考慮的問題。
綜上所述,研發(fā)一種黃花菜自動化苗載機,該設備包括四工位開窩、落苗、覆土等多個功能,在不損傷黃花菜苗的情況下,最大程度的解放勞動力,降低農民的勞動強度,是人們的期盼。
黃花菜肉質根肥厚,具有較高的藥用價值、食用價值以及抗旱、抗寒、耐瘠薄等優(yōu)點,極易成活,對土壤要求不高,因而在我國南北各地都有栽培,在水土流失嚴重地區(qū)得到廣泛的栽培引種。然而,現階段黃花菜的耕作移栽,如開窩、分苗、栽苗等,在國內一直以來都還采用人工完成,過分的依靠勞動力使得其種植過程費時費力,沒有機械化,更談不上自動化種植。