衢州甘薯機械化生產技術試驗

張水根， 鄭利*， 吳列洪， 蔡仁祥， 張富仙

(1.衢州現代寶島生物科技有限公司，浙江 衢州 324019； 2.浙江省農業科學院 作物與核技術利用研究所，浙江 杭州 310021；3.浙江省農業技術推廣中心，浙江 杭州 310020； 4.衢州市農業林業科學研究院，浙江 衢州 324000)

甘薯是我國重要的糧食、飼料、淀粉工業原料及新型能源原料，是世界糧食生產的底線作物和極具競爭力的能源作物，亦是優質的抗癌保健食品，是欠發達地區主要經濟收入之一，生產意義重大[1-2]。甘薯是收獲地下部的作物，其田間生產環節主要包括：排種育苗、剪苗、耕整地、施肥、起壟、扦插、田間管理 (清溝培土、除草、追肥、病蟲害防治等)、收獲 (切蔓、挖掘、撿拾、搬運) 等，其中起壟、扦插、收獲是勞動強度大、用工量多的環節，尤其是收獲環節，其用工量占生產全程的42%左右[3]。

發展甘薯生產機械化是甘薯生產的迫切需要和必然方向。浙西地區常年甘薯種植面積1.33萬 hm2，占浙江省甘薯種植總面積的1/3。甘薯生產機械化水平嚴重落后于水稻、油菜等作物，甘薯生產起壟、收獲等主要環節勞動強度大。隨著農村精壯勞動力不斷減少，勞動效率日趨低下，甘薯種植效益相對降低，影響了農民種植積極性，種植面積呈逐年下降趨勢，嚴重制約了甘薯產業的發展。甘薯種植區域以丘陵山地為主，其種植土壤類型多樣(有砂壤土、壤土、黏土等)，地形復雜，農機農藝融合難度大。針對上述問題，引進基于小四輪拖拉機的適合丘陵山地的甘薯起壟機、收獲機，開展甘薯生產起壟與收獲等相關環節的農機農藝配套的試驗研究。根據本地傳統壟作習慣以及有關試驗研究，對于長生育期的春薯機械起壟以單壟方式比較合適[4]，由此提出甘薯大壟單行機械化生產技術路線，以期為實現本地區甘薯全程機械化提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在衢州盛世蓮花休閑農業觀光園的衢州現代寶島生物科技有限公司基地進行，基地有耕地32 hm2，絕大部分為旱地，土壤為壤土，肥力中上，土地相對平整，成方連片，適合甘薯連片種植。每塊地長75 m左右、寬25 m左右。2015—2020年每年輪作甘薯6.7 hm2左右，是甘薯農機農藝融合配套試驗與示范基地。另外，園區內勞動力較緊張，寶島公司建有小型甘薯脯加工廠，具有較大的倉庫和包裝場所，有利于開展甘薯機械化試驗與示范。

1.2 甘薯品種

選擇適宜機收的品種。試驗用適宜鮮食與加工、大小薯兼用型品種浙薯13。該品種結薯集中，薯塊紡錘形、薯型規整，生長不過深、過長、過大，薯塊抗損傷特性好，表皮不易破損，即便破損也能立即用于薯脯加工。

1.3 農機具

大四輪拖拉機704、904，用于深翻耕 、細旋耕。小四輪拖拉機東風404、東風484，用于牽引作壟機、收獲機。甘薯起壟機選用滕州金薯王農業機械研制有限公司生產的1L-800A1，可由東風404或484牽引。甘薯莖蔓切碎還田機選用鄭州山河機械制造有限公司生產的4UJH-850，可由東風404牽引。甘薯薯塊挖掘機選用滕州金薯王農業機械研制有限公司生產的4U-1B850，可由東風484牽引。

1.4 方法

浙薯13作大薯栽培，在以人工為主的傳統生產方式上，重點在大田起壟、收獲2個環節開展機械化試驗。另外，在扦插前壟面用芽前封殺法化學除草、生長中期病蟲害防治2個環節實行無人機飛防，在清溝培土環節采用開溝機半機械化作業。

根據選定的小四輪拖拉機的輪距與起壟機的性能設計壟距，以期拖拉機輪距與種植壟距相匹配；種植壟距與莖蔓切碎還田機、薯塊挖掘機的作業幅寬相一致。

東風拖拉機參數：型號404，外輪距134 cm，內輪距86 cm，后輪寬24 cm，離地間隙40.5 cm；型號484，外輪距162 cm，內輪距98 cm，后輪寬32 cm，離地間隙37.0 cm。

所購置的起壟機作壟參數。壟距75～100 cm，溝寬30～40 cm，壟底寬45～65 cm，壟頂面寬20～25 cm，壟高25～35 cm。

收獲時拖拉機要求的壟參數：切蔓作業，壟距85～100 cm，溝寬 30～40 cm，壟高25～30 cm，適合東風404型號；挖掘作業，壟距90～100 cm，溝寬 30～40 cm，壟高25～30 cm，適合東風484型號。收獲時，在拖拉機下地之前，在地塊兩頭各5 m處先行人工割蔓、人工挖薯，以便于機具在地頭轉彎調頭時不會碾壓損壞甘薯。在挖掘的前3 d左右先行切蔓作業，有利于降低田間濕度，以提高田間收獲質量。

1.5 調查與測試項目

田間機械作業的適宜土壤墑度測試。在適宜的農時，土壤墑度是決定機械田間作業質量的關鍵。為此，根據機械在田間起壟、收獲作業不同狀況選取不同土樣，進行土壤含水量測定。

機械化模式與傳統模式收獲效率與勞動力投入測試與調查。在起壟、收獲2個環節，以1個工時即8 h為測試單位，開展2種模式的勞動力功效測試。拖拉機手為固定的2位，工人為同一班人員。

機械化模式與傳統模式收獲質量測試與調查。選取人工挖掘與機械挖掘的地塊，分別隨機調查3個點，每點1壟、壟長5 m，分別統計破損與漏收薯塊的個數與質量，以667 m2產量1 800 kg計算，折算破損率與收凈率。

2 結果與分析

2.1 甘薯機械化生產模式

經過2015—2020年的試驗，總結出甘薯機械化生產模式，見圖1。

圖1 甘薯機械化生產模式

2.2 機械田間作業

機具配套適宜。試驗結果表明，小四輪拖拉機如東風404、東風484可用于甘薯生產的作壟、收獲作業。1L-800A1可由東風404或484牽引，用作甘薯起壟機。4UJH-850可由東風404牽引，用作甘薯莖蔓切碎還田機。4U-1B850可由東風484牽引，用作甘薯薯塊挖掘機。

輪壟匹配理想。本模式適宜壟距為 85～90 cm，輪壟匹配理想。壟距小于85 cm，牽引挖掘機的拖拉機東風484外輪距太大，會發生軋壓壟面現象；大于90 cm，切蔓機4UJH-850的作業幅寬太小，造成壟溝薯藤切碎不徹底，會嚴重影響挖掘機作業。

機械田間作業的土壤含水量適宜值。根據所取土樣的測定結果，機械田間作業的土壤含水量適宜值為：壤土小于19%、砂壤土小于23%，土色深淺適中，輕握半成團或不成團、松手可散，手上無明顯的水跡。如必須勉強作業，適耕含水量上限為壤土24%、砂壤土26%。如果是挖掘機收獲，則要求薯藤切碎作業必須細致到位，否則極易拖堆而造成埋薯及卡機。

2.3 勞動力投入

甘薯生產機械化模式與傳統模式相比，在起壟與收獲2個環節每667 m2省5.6工、節本739.6元(表1)。

表1 甘薯機械化模式與傳統模式667 m2勞動力投入

2.4 收獲質量

試驗結果(表2)表明，甘薯生產機械化模式與傳統模式相比，薯塊破損率增加1.48百分點、收凈率降低0.82百分點。

表2 甘薯機械化模式與傳統模式的收獲質量

3 小結與討論

試驗結果表明，甘薯生產機械化模式與傳統模式相比省工省本，在起壟與收獲2個環節每667 m2省工5.6工、節本739.6元。推廣應用甘薯生產機械化技術，一是能夠大大降低勞動強度，緩解農村勞動力緊張的問題。二是能夠大幅度提高勞動效率，機械化作業比人工作業，起壟提高效率10.2倍、收獲提高效率2.8倍，為搶抓農時提供有力的保障。三是甘薯藤切碎還田后，可增加土壤有機質含量，提高地力，從而減少化肥用量，有利于農業可持續發展。

在試驗中發現，甘薯莖蔓切碎還田機的刀片長短配置不理想，經常發生在壟頂切破薯塊，壟溝莖蔓切碎不徹底，且后部的橫軸太低，極易刮傷壟面薯塊。由于浙西地區雨水多，降雨量大(年平均降水量1 691.6 mm，其中3—6 月降水量占全年的60%左右)，壟型易被雨水淋得變形。因此，期望配置多種規格的長短刀片，以備收獲時根據實際壟型調整刀片組合，進一步提高切蔓機作業質量?，F有的甘薯薯塊挖掘機對莖蔓切碎程度、土壤干濕度均要求極高，稍有不符則極易發生拖堆而造成埋薯及卡機，直至無法作業。迫切期望有適宜浙西地區土壤濕度大的改良型甘薯收獲機械，以進一步提高甘薯機械化收獲水平。

另外，使用無人機飛防進行化學除草、病蟲害防治，雖然可大大降低勞動強度、提高勞動效率，但防效不如人工噴施，在飛防高度、噴施藥量上還有待于專門試驗研究。