胡蘿卜種植模式與機械化研究

田建峰史現都張峰李謙

1、河北耕耘農業機械制造有限公司 2、河北省農林科學院糧油作物研究所

胡蘿卜在我國的根莖類蔬菜中占據重要地位，現階段我國的胡蘿卜種植面積和種植產量在世界上名列前茅，促進國內區域性經濟增長的同時提高了產量，為農民帶來更多的經濟收入。2018 年我國胡蘿卜的種植面積接近世界范圍內種植面積的一半，總產量也有所提升，但是縱觀機械化生產，同發達國家相比其發展水平遠遠落后。胡蘿卜生產中至關重要的一個環節便是播種，胡蘿卜生產成本多少、產量高低及品質優劣直接由播種質量的好壞決定[1]。目前我國的胡蘿卜采用人力播種模式，效率低下、種子過度浪費、播種參差不齊、幼苗錯落生長等問題頻頻產生，與此同時播種作業耗時長強度高，亟待借助先進的技術手段加以改進，朝高效的機械化生產邁進。發達國家有著成熟的播種手段，胡蘿卜種植基本完成全機械化覆蓋，機械化的手段不但可以提高效率，使幼苗維持相同的生長勢態，幼苗與幼苗的間距保持一致，各株幼苗以相同的深度播種，還能節省人力資源，有助于胡蘿卜增收。歐美國家使用的播種機具有體積龐大幅度寬的特點，日本韓國的播種機則與之相反，具有體積小、便于操作的特性，就拿日本手推式的蔬菜播種機來說，整個機器的重量不到二十千克。國內對胡蘿卜播種手段和播種設備的研究時間晚于其他國家，設備種類單一，難以應用于所有的播種環境中。受種植土壤條件、種植方式、技術手段的影響，引入國外設備和研制國內設備方面有了更多的約束條件。國內胡蘿卜種植業難以進一步提升的關鍵在于機械化種植水平的落后和人工成本的居高不下。所以，針對上述情況需要全面掌握胡蘿卜種植的現存狀態以及技術水平，調查研究國內和國外目前胡蘿卜的不同播種方式和播種設備，針對國內的實際情況研制相應的胡蘿卜播種設備，促進國內胡蘿卜產業機械化達到新高度。

1 胡蘿卜種子的特點以及種植技術

國內大多從日本和法國兩地引入胡蘿卜種子，種類包括來自日本的新黑田五寸、坂田七寸、超級紅芯、紅映二號以及來自法國的阿雅、漢城六寸等。胡蘿卜種子的形狀各不相同，大多以細長的狀態呈現，種子表面有細微狹小的毛刺，流動性不強，種子體積小，難以頂開表面的土壤，這樣的種子不適合使用機械化的手段播種，極易造成洞口阻塞、種子破損的情況，導致播種不均勻，有的播種數量過多，而有的被遺漏遺忘[2]。現階段的胡蘿卜種子外表覆蓋了一層外衣，種子呈規整的圓形狀，直徑及質量相比原先有所擴大，此類種子有較高的發芽率，幼苗的成長狀態高度一致，種子價格相對來說更加昂貴，致使拉高了種植成本。

胡蘿卜種植大多采取深耕細作的方式，搭配排水性能極佳的砂狀土壤或者泥炭土壤，在國內的眾多城市都有種植地，包括山東萊西、河南周口、河北滄州、江蘇東臺、福建廈門以及內蒙古烏蘭察布等。胡蘿卜播種的時間和方式在不同的地方各不相同，通常會選擇三四月份的春季以及七八月份的秋季進行。國內胡蘿卜有兩種種植模式，一種是平作，另一種是壟作，平作又分為撒播和條播兩種形式，行與行之間呈多樣化分布；壟作可以細分為單行壟、雙行壟、三行壟以及四行壟等形式，壟可以按照不同的距離進行劃分，種植方式復雜多樣。兩種不同的方式會對機械化生產產生不同的影響。

1.1 平作種植的特性及收獲方式

大多數農民均會采取原始的平作種植模式。平作種植需要肥沃厚實和排水性能極佳的土壤，符合這些條件的壤土、沙壤土可以用于種植。播種土地應向下深耕三十厘米左右，保持表面土壤平整。多數情況下采取人工的方式實施播種，但也有極少數特殊的情況借助簡單易上手操作的播種機完成播種，縱觀全局看，整體工作效率偏低，并且受播種形式簡略的影響，播種的數量難以把控，播種數量不均等，總體呈過量的趨勢，種子被過度消耗，無形中提高了生長期內胡蘿卜幼苗的成本。

采用平作模式種植的胡蘿卜主要通過人力收獲果實，平作播種方式自身帶有局限性，致使胡蘿卜難以規律化的種植生長，幼苗間距多變，沒有確定的數值，難以使用精準的機械化設備完成播種[3]。胡蘿卜從土壤表面向土壤深層生長，通常其根莖超過二十五厘米，以平作模式種植的胡蘿卜收獲果實需要挖掘三十厘米左右的坑，因為沒有預先留出設備耕種的通道，所以往往需要往更深處進行挖掘，假如通過機械化手段完成果實獲取，不僅要求機械設備有強大的動能，還要由高強度的材料制作而成，無形中把機械設備的使用成本擴大。平作種植的方式，不管是種植胡蘿卜還是收獲果實，實現機械化的全面覆蓋需要更高水準的機械設備，就目前的實際情況來看成本過高且難度較大。綜合分析后可以看出胡蘿卜平作種植模式對胡蘿卜機械化生產的發展有著消極的作用力。

1.2 壟作種植的特性及收獲方式

壟作種植也可以稱之為壟播種植，換句話說也就是在溝和溝之間種植。這一類種植方式有利于灌水和排水，同時還可以疏松根部的土壤，對種植面積大的土地適用。按照我國的種植習慣劃分，壟播可分成兩類形式，第一種是四行壟，溝和溝之間的距離達一米左右，頂部長度保持在一米以下，底部長度固定為一米，溝壑形成二十厘米的高度；第二種是兩行壟，溝和溝之間的距離達五十厘米左右，頂部長度固定為三十厘米，底部長度保持在五十厘米以下，溝壑形成十五厘米的高度。通過研究實驗數據可發現，壟作種植胡蘿卜有三個優點：首先，土壤耕種的深度加大，土壤更加透氣，胡蘿卜的根部有更大的發展空間，能更好地向外延伸，提升了胡蘿卜的產量；其次，優化了胡蘿卜的生長形狀，表皮光滑，無明顯斑點及裂痕，胡蘿卜整體的質量和品質得到進一步提升；最后，胡蘿卜淺層生長，便于機械化種植幼苗及收獲果實的實現[4]。河南某制造公司生產過可以為胡蘿卜施肥播種的壟作胡蘿卜播種機，這個機器以排氣吸氣的方式進行種子排布，一個坑位播種一粒或者兩粒種子，將種子均勻播種到每一塊土壤，使后期胡蘿卜的植株勞作效率更高，操作更加簡便，在合適的時間完成播種，及時調整種植的深淺度，保證苗木生長的整齊劃一，降低幼苗的不合格率，縮短農民的勞作時間。實現機械化的壟作播種，可以有效提高生產效率，讓胡蘿卜種植更加合理規范，為后期的機械化收獲打下良好的基礎，節約各項投入支出的成本費用。

國內外的胡蘿卜種植模式差距較大，因此從國外進口的機械化收獲設備難以直接用于采集收獲果實，但是可以分析借鑒采納類似根莖植物機械化設備的特性將它和胡蘿卜自身的生長特點結合在一起。國內河南省的一家設備制造公司便是如此，自行研發了自動化胡蘿卜聯合收割機。收割機在土地間夾起胡蘿卜，在尾部切頭位置切除胡蘿卜的根莖，然后去除身體上的泥垢運送到收集箱二次處理，全盤將收獲果實的工作做完。自動化移動操作，性能極佳，以液壓控制運動，機械化收獲效能大，保證操作的穩定性。借助此收割機提高切割果實根莖的成功率，降低果實的損傷與浪費。對比普通的人力收割，機械化的收割方式可以節省一半以上的人工費用，后期成本投入更少。

2 胡蘿卜種植機械化的優勢

胡蘿卜種子的體積不大，胡蘿卜種子通過精挑細選最后種植于土壤中，一千顆種子的重量大約為一克左右，為了提高幼苗的成活率，人工播種的速率通常按每畝三百克計算，假設幼苗成活的幾率是百分之九十八，那么最后成活的幼苗每畝有二十多萬株，以同樣的方式測算機械設備，播種速率設為每畝二百克，最終成活的幼苗數量達到十五萬株左右[5]。然而不是所有存活的幼苗均可以保留下來，通常情況下每公頃的土壤僅需保留六十萬左右的植株即可，因此使用人工播種模式需要在各個環節中人為拔除二百多萬的植株，對農民而言這是一個巨大的工程量，而機械化播種拔出的植株數量相對來說沒有那么多，每公頃的播種可以保持在六十萬株左右，大概為七百七十克，平均一公頃可以比人工播種節省三千七百克的種子。如果胡蘿卜種子每克是五角錢，那么每公頃節約了一千八百五十元左右的種子成本費用。由此可見，胡蘿卜種植機械化不僅弱化了農民的工作強度，還能節約胡蘿卜的成本，為胡蘿卜種植帶來更多的經濟利益。

3 國外胡蘿卜種植機械化設備

歐美等國家通常都具備大型的農場，因此其播種的設備體形碩大，譬如意大利的蔬菜播種機最大可播種六米范圍的土壤，美國的蔬菜播種機可一次性播種三十行壟，德國的蔬菜播種機最遠播種距離可以達到六米以上，挪威的蔬菜播種機可以連續不斷為三十二行的壟進行播種。意大利一家公司的蔬菜播種機以機械化的模式施肥，并配備兩種不同的寬度供客戶選擇，較寬的機型播種間距為二十至五十厘米，較窄的機型播種間距為十五至四十五厘米，可用于胡蘿卜、黃瓜、菠菜等農作物的播種。美國某家公司制造的蔬菜播種機運用氣吸技術實現機械化播種，使用特有的雙圓盤結構挖掘溝壑，保證溝壑的良好質量，形成上部土壤疏松，下部土壤密實的狀態，充分將土壤和種子包裹在一起，促進種子發芽，尤其適用于沒有破土能力的胡蘿卜種子，該設備還安裝了監控系統，駕駛員透過屏幕可實時查看播種情況，解決播種問題，保證播種效率，像胡蘿卜、生菜、洋蔥等農作物均可用此設備實現播種。德國的播種機肥料不用堵塞，但成本更高，種子播種的高度僅有十厘米左右，種子會更加精準的播種到土壤里，具備這種特性的設備可以播種胡蘿卜、白菜、西紅柿、油麥菜等農作物。日本地區的工業比較發達，土地資源稀少，耕地面積小且凹凸不平，基于此農業機械設備具有體積小、重量輕的特性，其生產的蔬菜播種機有不同種類，可同時放置幾類種子交替播種，同樣設置了低位播種高度提高種子的落地精確度。韓國的蔬菜播種機體形和日本的差不多，只是在類別上有所不同。

綜合來看，歐美的蔬菜播種機播種效率高，一臺機器可實現挖掘溝壑、施加肥料、種子播種等操作，播種的范圍一致、深度相同，效果較好，可節約大量的人力、財力資源，但是動力強勁且價格高昂的設備與我國的胡蘿卜種植模式不相符，日本韓國兩個國家的胡蘿卜播種設備輕巧靈便適用于國內的平作種植模式，但在壟作種植的土壤上不能使用，因為難以控制播種方向，機械化播種容易導致種子破損。

4 我國的胡蘿卜播種設備

在20 世紀的70 年代我國已經開始研究播種機，錦州市在那時研發出一款蔬菜播種機，適用于壟作種植模式，每次可播種二至六行，體型雖小但易上手操作，可以播種蘿卜、白菜和菠菜等農作物，但極易引發種子損壞，整體效率偏低。2000 年后在內蒙古研制出一款新型的胡蘿卜播種機，但是仍然在技術上有缺陷，未能大范圍推廣使用。2010 年山西長治根據胡蘿卜種子的特性，設計出可以沖刷種子、節約種子的播種機，提高了胡蘿卜種子的流動性，一定范圍內進行了推廣。2014 年黑龍江研制出不同機型設置的蔬菜播種機，此設備降低了漏播現象出現的頻率，適用于胡蘿卜、菠菜等小型農作物種子，但是依然達不到國外的播種水平。2018 年河北某農業機械制造公司將日本和韓國播種機的特性加以結合，開發出四款不同類型的蔬菜播種機，這個設備可以按照客戶需求設計款式，定制播種行數，滿足小型種子的播種需求。現階段，國內的胡蘿卜播種機性能趨于穩定，結構簡潔，無需過高的制造成本。

5 國內胡蘿卜種植模式與機械化發展面臨的困境及合理化建議

5.1 區域種植技術各異，設備難以通用

國內不同的區域有不同的胡蘿卜種植模式，可以在所有區域通用的機械化設備研制難度系數較高。隨著近幾年蔬菜生產機械化技術規范的推出，胡蘿卜種植技術有了新的標準，同時人們對動力的要求和購買力讓輕便小型的播種機短時間內仍會大受歡迎，隨著種植技術的發展，后期大中型機型的播種設備將成為市場發展的指向標。

5.2 機械化設備穩定性差，研制企業缺乏專業知識

近幾年雖然國內的胡蘿卜種植技術有了很大提升，但機械化設備仍然存在很多問題。很多制造企業規模小、缺乏專業的研發技術人員，機械化設備質量難以保障。只有提高相關企業的制造水平、應用新興技術及新型材料才能有效提高胡蘿卜播種設備的穩定性。

6 結語

綜上所述，國內胡蘿卜種植模式的多樣性，導致胡蘿卜播種機難以全國通用，現階段亟需確立胡蘿卜機械化種植的標準，大范圍采取契合機械化播種的種植方式，實現技術與設備的統一。隨著科技日新月異的發展，國內的機械化播種裝置已具備良好的性能，但和發達國家相比仍存在不小的差距，未來各企業應不斷用先進的科學技術武裝自己，提高胡蘿卜機械化設備的效率，促使胡蘿卜種植業朝更美好的方向發展。