我國劍麻田間作業機械裝備發展現狀

毛麗君，郭繼陽，葛 暢，李 明

（1.農業農村部劍麻及制品質量監督檢驗測試中心，廣東湛江 524091；2.廣東農墾熱帶農業研究院有限公司劍麻研究所，廣東湛江 524091；3.中國熱帶農業科學院農業機械研究所，廣東湛江 504091；4.農業農村部熱帶作物農業裝備重點實驗室，廣東湛江 504091；5.湛江市凱翔科技有限公司，廣東湛江 504091）

0 引言

劍麻（Agave sisalana Perrine）是龍舌蘭科龍舌蘭屬的多年生硬質葉纖維作物，原產于墨西哥干旱的半荒漠地區，現主要在非洲、拉丁美洲、亞洲等地種植，是熱帶地區重要的經濟作物[1]。劍麻的纖維具有一定拉力、耐磨、耐酸堿等特征，因此成為我國工業產品生產中重要的原材料[2]。隨著人們生態環保意識的增強，劍麻纖維優點也更加突出。近年來加工技術在不斷進步，劍麻纖維的應用市場也在不斷拓展，從傳統的麻繩、紗線發展到高級紙張、光纜芯、電子絕緣層、建筑填充材料以及特殊用布等，市場對劍麻纖維制品的需求量日益增加[3]。

我國開展的劍麻相關研究不多，所涉及的研究領域主要集中在育種、栽培和植保、加工等方面，但劍麻機械化作業技術裝備研發少之又少。本文總結我國在劍麻田間作業機械的研究現狀及存在問題，以期為我國劍麻田間作業機械裝備研發提供參考。

1 劍麻田間作業機械發展現狀

1.1 劍麻起畦機械

廣東農墾東方紅農場有限公司農科所先后研發了多種劍麻起畦機械，包括劍麻種植起畦機械（圖1）、劍麻育苗（全作）起畦機械（圖2）、新種劍麻行間套種麻苗（或全作）起畦機（圖3）[4]。

圖1 劍麻種植起畦機械

圖2 劍麻育苗（全作）起畦機械

圖3 新種劍麻行間套種麻苗（或全作）起畦機

劍麻種植起畦機械作業幅寬大，作業時犁架應保持平衡。新種劍麻行間套種麻苗起畦機械也可應用于苗圃全作地、開荒地及劍麻淘汰田育苗等起畦作業。

1.2 劍麻田管施肥溝覆土機械

該機由掛架、機架、覆土板、刮刀組成（見圖4）[5]。該機械也適合麻園壓青施肥的覆土。

圖4 劍麻田管施肥溝覆土機械

1.3 2H-1.8T型石灰撒施機

為解決麻田高低不平、拖拉機行走困難的問題，改良土壤，根據劍麻需撒施石灰量1 500 kg/hm2左右（撒施大行，寬4 000 mm），科研人員于1997年設計了2H-1.8T型石灰撒施機。該機由拖車（機架）、石灰箱、變（減）速箱、圓錐齒輪箱（增速）、攪龍、傳動軸、聯軸器、牽引接頭、轉盤等部件構成（圖5）[6]。

圖5 2H-1.8T型石灰撒施機

1.4 麻園雜草粉碎還田機械

麻園雜草粉碎還田機械結構如圖6所示[7]。該機可用于麻園、全作空地及果園、橡膠園地大行等雜草粉碎還田作業。

圖6 麻園雜草粉碎還田機械

1.5 麻園大行深松機械

麻園大行深松機械結構如圖7所示[7]，其深松深度400 mm。深松作業能疏松麻園土壤，打破犁底層，改善耕層結構，增強土壤蓄水保墑和抗旱排澇能力，有利于劍麻生長。

圖7 麻園大行深松機械

1.6 麻園施肥機械

黃標等人[7]研發了麻園大行雙排（溝）施肥機械（見圖8）和麻園大行單溝施肥（兼施肥起畦育苗）機械（見圖9），機具可根據所需的施肥量多少進行調整。

圖8 雙排施肥機

圖9 單溝施肥機

彭欣怡等人設計了一種劍麻施肥裝置，包括運輸車輛，運輸車輛上面固定設置有挖掘裝置、肥料倉、控制機構以及肥料引導槽。該裝置很好地解決了山區里無法運行大型機械化設備、只能通過人工背著肥料拿著鋤頭穿梭在帶有尖刺的劍麻葉片下挖坑、施肥非常辛苦且效率低下的問題。

1.7 劍麻噴藥機械

陳長林等人[8]研發了懸掛式可升降劍麻施藥噴霧機，配套37.5 kW以上輪式拖拉機，通過拖拉機液壓提升的上下拉桿與機具三點懸掛。結構如圖11所示。

圖10 劍麻施肥裝置

圖11 懸掛式可升降劍麻施藥噴霧機

陳濤等人[9]設計了一種劍麻農藥噴灑裝置（圖12），解決了現有技術如無人機或者定點噴灑的方式，無法完全覆蓋整個葉片。另外，由于劍麻葉帶有針刺，人工噴灑容易出現事故還很疲勞的問題。

圖12 劍麻農藥噴灑裝置

2 劍麻田間作業機械裝備存在的問題

劍麻大田種植的犁地、撒石灰、施肥、起畦、挖苗、種植等作業環節中犁地、撒石灰、施肥、起畦已經基本實現機械化，但機具還需進一步改進以提高作業質量，而挖苗、種植等工序還是完全依靠人工[10]，這嚴重制約了我國劍麻產業的發展，迫切需要解決田間作業機械、農機與農藝融合等問題。

2.1 劍麻產業規模較小，從事相關技術研究的人員不足

我國適宜劍麻種植區域主要分布在廣東雷州半島、海南、廣西南部和附件西北部等地區，逐漸發展形成了廣東和廣西量大優勢種植區，2省（區）種植面積和產量均占全國95%以上[11-12]。相比于水稻、玉米、小麥等作物，我國研究劍麻產業的科研機構具有很強的地域性，大多集中在南方，而從事劍麻田間作業機械的科研機構主要有廣東農墾、廣西農墾、中國熱帶農業科學院及農業農村部南京農業機械化研究所等，研究人員不足，項目資助少，難以滿足技術攻關需求。

2.2 劍麻作物本身特殊、機械攻關技術難度較大

劍麻種苗要選擇麻頭比較大、葉片厚實粗壯、不存在病癥的劍麻幼苗，一般來說，劍麻苗齡為1年之內、重量在5 kg左右最為適宜。種苗植株大、葉片長、易纏繞等因素是劍麻田間作業機械研究需要攻克的難點。

2.3 農機與農藝不融合

由于長期以來育種人員、栽培技術人員及劍麻機械研發人員各自為政，新品種選育、栽培技術與劍麻機械研究之間缺乏有機的結合，沒有考慮適合機械化的種苗培育和栽培技術研發，造成機械設備與實際需求不配套；麻園無機耕道或者行距窄，機具作業困難，刮傷葉片甚至壓斷麻頭等問題。

3 劍麻田間作業機械裝備發展建議

3.1 產、學、研聯合攻關，提高自主創新能力

隨著勞動力成本越來越高，發展農業機械化、降低勞動力成本勢在必行。加強劍麻機械化科技創新能力，首先要加快劍麻機械化新技術、新機具的研究和開發，圍繞劍麻田間作業的關鍵工序與環節，解決農業機械科技創新滯后、技術供給不足等問題[13]。加強與科研院所和高校合作，引導農機企業加大關鍵技術和產品研發力度，探索劍麻生產中各個環節機械化作業技術，研制適合麻園作業的小型農機具，探索無人機與大數據防病、施肥技術。

3.2 農機與農藝技術的緊密融合，向智能化、自動化方向發展

在育種、栽培時，將農機裝備考慮進去，互相適應，互相促進，是劍麻田間作業機械化發展的重要一步。做好規劃，合理安排，盡量使麻園集中連片，以便機械化生產作業[14]。研發智能化、自動化的劍麻田間作業機械裝備，解決劍麻生產勞動強度大、成本高、勞動力缺乏等問題。