甘肅根莖類中藥材機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及展望*

于慶旭，張陸海，蔡子平，劉燕，龔艷，曹光喬

(1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，南京市，210014； 2. 甘肅省農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣總站，蘭州市，730046；3. 甘肅省農(nóng)業(yè)科學院中藥材研究所，蘭州市，730070)

0 引言

在新冠肺炎疫情中，中醫(yī)藥深度參與疫情防治取得顯著療效，中醫(yī)藥戰(zhàn)略地位凸顯，我國是中醫(yī)藥發(fā)源地，是世界上規(guī)模最大、品種最多、生產(chǎn)體系最完整的中藥材生產(chǎn)大國，我國中藥材產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展的關鍵時期，挑戰(zhàn)與機遇并存[1]。中藥材是指初加工或未制成成品的中藥原料，中藥材依據(jù)自然屬性分為植物類、動物類和礦物類，我國現(xiàn)有的中藥資源種類已達12 807 種，其中植物類最多達11 146種，植物中藥材依據(jù)藥用部位可分為根莖類、全草類、皮類、葉類、花類、果實及種子類、樹脂類、菌藻類等，可人工栽培有200多種[2]。全球?qū)χ兴幉牡男枨笾鹉暝鲩L，其中根莖類中藥材品種在流通市場占比最高，2021年11月份中藥材市場共監(jiān)測1 445個品規(guī)種類的中藥材，其中根莖類中藥材共440個，占比最高達30.45%[3]。自2002年6月國家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布實施《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GAP)(試行)》以來，中藥材規(guī)模化和規(guī)范化種植取得了重要進展。常用中藥材近一半已開展人工種植，當歸、黨參和黃芪等大宗中藥材幾乎全部來源于栽培[4]。

道地藥材是傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)藥材的代表，20世紀80年代相關學者、專家已開始分析道地藥材的形成原因，隨后提出了“邊緣效應”“特化基因”等一系列假說，賦予了道地藥材新的科學內(nèi)涵[5]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家藥品監(jiān)督管理局、國家中醫(yī)藥管理局印發(fā)了《全國道地藥材生產(chǎn)基地建設規(guī)劃(2018—2025)》，將全國劃成7大道地藥材產(chǎn)區(qū)，分別為東北、華北、華東、華中、華南、西南和西北道地藥材產(chǎn)區(qū)。西北中藥材種植面積約占全國的30%，甘肅省為西北道地藥材主產(chǎn)區(qū)，2019年甘肅省中藥材種植總面積310 khm2左右[6]；已查明藥用植、動、礦物資源1 600多種，其中276種被列入全國重點品種，占全國363個重點品種的76%，大宗道地藥材有30多種[7]；主要種植的品種有當歸、黨參和黃芪等，甘肅中藥材栽培傳統(tǒng)區(qū)域生產(chǎn)規(guī)模大知名度高，中藥材種植大縣岷縣、隴西、渭源分別被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和中國農(nóng)學會命名為“中國當歸之鄉(xiāng)”“中國黃芪之鄉(xiāng)”和“中國黨參之鄉(xiāng)”[8]。

種植中藥材促進特色農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民持續(xù)增收，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施，目前我國中藥材機械化水平依然較低，嚴重制約了中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中藥材生產(chǎn)全程機械化的需求日漸加劇。甘肅省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳于2020年3月發(fā)布《甘肅省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳關于推進中藥材生產(chǎn)機械化的指導意見》(甘農(nóng)機管發(fā)〔2020〕6號)，以推進甘肅省中藥材生產(chǎn)全程機械化。本文通過文獻查閱與實地調(diào)研，對當歸、黨參和黃芪等道地根莖類中藥材生產(chǎn)的農(nóng)藝和農(nóng)機現(xiàn)狀進行概述，針對農(nóng)機與農(nóng)藝融合現(xiàn)狀，分析了機械化生產(chǎn)的關鍵薄弱環(huán)節(jié)，提出甘肅省道地根莖類中藥材生產(chǎn)存在的問題及展望。

1 根莖類中藥材的種植方式

目前中藥材種植模式主要有GAP種植、林下種植和仿野生種植等。GAP種植主要在大田中規(guī)范化、標準化種植，便于機械化作業(yè)，它對種植產(chǎn)品的土壤耕整、栽培技術(shù)、水肥管理、農(nóng)藥使用及收獲加工等各項作業(yè)都有標準要求；林下種植可充分利用樹林、果園、茶園等空地資源，但不利于機械化作業(yè)；仿野生種植主要在不適宜種植農(nóng)作物的山地荒坡、貧瘠土地等種植中藥材，完全依靠人工作業(yè)。甘肅地區(qū)的當歸、黨參和黃芪等道地根莖類中藥材主要推廣GAP種植模式，以提高根莖類中藥材種植的規(guī)模化和規(guī)范化，主要種植方式分為直播和移栽。

1.1 直播種植方式

直播種植依據(jù)播種方式，可以分為撒播、條播、穴播和精密播種等。直播種植方式需嚴格控制播種量，播種量不宜過大，浪費種子還易產(chǎn)生老弱苗，后期長勢減弱；播種量過小，土地利用率不高，影響產(chǎn)量。人參、三七等高附加值中藥材種子較昂貴，一般適宜采用精密播種方式。當歸、黨參和黃芪種子相對較便宜，且種子形狀不規(guī)則，如圖1所示，實現(xiàn)精密播種的難度、成本較大，目前主要采用撒播和條播等方式。

(a) 當歸

(b) 黨參

1.2 移栽種植方式

移栽種植相對于直播種植方式，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)中增加起苗和移栽作業(yè)，通過種苗分級，篩選生長健壯的種苗，可縮短生長周期，選擇適宜的移栽密度，可大幅提高中藥材的產(chǎn)量和品質(zhì)，移栽種植方式的生產(chǎn)全程機械化技術(shù)工藝路線如圖2所示。

當歸、黨參和黃芪等根莖類中藥材的生長周期一般為2～3年，目前主要采用“直播育苗+移栽種植”方式，第1年在小田塊中進行高密度直播育苗，約1年后進行挖苗、分級，第2年在大田塊中進行種苗移栽，集中育苗可以提高土地利用效率，每平方米種苗約可供6 m2田塊移栽使用；當歸、黨參和黃芪等根莖類中藥材均有連作障礙和土傳病害[9]，可與馬鈴薯等大宗農(nóng)作物輪作，第1年育苗田塊、第2年移栽田塊可依次輪番種植中藥材、馬鈴薯等大宗農(nóng)作，不僅可節(jié)約土地使用費用，而且可提高中藥材的品質(zhì)，提高藥農(nóng)的整體收益。

圖2 移栽種植方式的生產(chǎn)全程機械化技術(shù)工藝路線

2 關鍵栽培農(nóng)藝技術(shù)

甘肅大部分地區(qū)屬半干旱、干旱氣候區(qū)，當歸、黨參和黃芪等主要采用覆膜栽培方式[10-15]，覆膜栽培技術(shù)主要改變了晝夜溫差，改善土壤溫濕度和田間小氣候，為種苗生長提供了合適的生長環(huán)境，能夠讓中藥材產(chǎn)量翻倍；根據(jù)種苗與地膜的位置要求，覆膜栽培技術(shù)可分為膜上打孔栽培、膜側(cè)栽培和露頭覆膜栽培等；移栽過程中種苗的擺放姿態(tài)不同，可分為立栽、斜栽或平栽等，即保持種苗入土姿態(tài)與地面成垂直、傾斜或平行等；各品種根莖類中藥材的生長特性不同，種苗物理特性各異，農(nóng)藝技術(shù)要求不同，綜合考慮覆膜位置和移栽姿態(tài)，栽培農(nóng)藝又可以分為膜側(cè)立栽、膜側(cè)平栽、露頭覆膜平栽和露頭覆膜斜栽等。

2.1 當歸栽培農(nóng)藝

2020年甘肅全省當歸種植面積約42 khm2，主要種植于甘肅東南部地區(qū)。當歸育苗在5月下旬至6月上旬，種苗于9月下旬至10月上旬地上葉片枯黃時起苗，當歸種苗應選擇陰涼干燥處貯存；第二年3月下旬至4月中旬移栽[16]。當歸輪作周期一般為3年，前茬以麥類、油菜為佳，豆類和馬鈴薯次之[17]。選土層深厚的移栽地，需深耕30 cm以上，隨整地施入基肥，以有機肥為主，化學肥料為輔。當歸主要采用立栽方式，當歸農(nóng)藝要求每公頃不少于12萬株，移栽行距為 25～30 cm，株距為20～25 cm，苗頭距地面2～3 cm，苗頭覆土厚度4～5 cm。

2.2 黨參栽培農(nóng)藝

2020年甘肅全省黨參種植面積約37 khm2，主要種植于甘肅中部黃土高原西南緣以西秦嶺北坡交匯地帶。黨參移栽一般在春季3月中下旬土壤解凍后，或在地凍之前的秋季霜降左右，黨參種苗的苗齡應不小于1年，可邊起苗邊移栽[18]。黨參選用輪作周期3年以上的土地，前茬作物以豆類、薯類、油菜、禾谷類等作物[19]。黨參宜采用露頭覆膜栽培，露頭覆膜斜栽需開“V”型種植溝，種植溝底深度10～15 cm，在種植溝的一側(cè)坡面上均勻擺放種苗；露頭覆膜平栽需開“凹”型平底溝，種植溝底深度4～6 cm，在種植溝的底面上均勻擺放種苗。黨參種植密度要求為(33～49.5)萬株/hm2，移栽種苗的行距為18～30 cm，株距為5～8 cm，膜側(cè)與種苗頭部距離2～3 cm，苗頭距離地面2～3 cm，苗頭覆土厚度4～5 cm。

2.3 黃芪栽培農(nóng)藝

2020年甘肅全省黃芪種植面積約43 khm2，主要種植于甘肅東南部地區(qū)。黃芪一般春季3月中旬至4月上旬，或秋季9月下旬至10月上旬，邊起苗邊移栽，移栽前對種苗進行分級篩選[20]。黃芪前茬作物以小麥、玉米等禾本科作物為好[21]。不太適合在粘重的土壤中生長，因為粘重土壤會導致主根短，側(cè)根多，生長慢，且產(chǎn)量低。黃芪種苗的長度較大，主要推廣覆膜露頭平栽，黃芪種植密度要求為每公頃(18～27)萬株左右，首先開“凹”型平底溝，溝深為5～10 cm，在種植溝的底面上均勻擺放種苗，行距為30～40 cm，株距為15～20 cm，膜側(cè)與種苗頭部距離2～3 cm，使黃芪頭部露在地膜外面，苗頭距離地面2～3 cm，苗頭覆土厚度4～5 cm。

3 機械化研究及應用現(xiàn)狀

不同品種、不同區(qū)域的根莖類中藥材的機械化程度差異較大，耕種管收各環(huán)節(jié)機具也均不同。根莖類中藥材的種植、收獲環(huán)節(jié)的最佳作業(yè)農(nóng)時較短，用工量大，機械化需求旺盛，是全程機械化的主要攻克難點，相關專用機具還處于試驗示范階段；目前甘肅省各縣根據(jù)不同區(qū)域立地條件建立不同品牌中藥材機械化示范區(qū)，通過示范推廣種植、收獲環(huán)節(jié)機械化技術(shù)，堅持通用機械與專用機械相結(jié)合，機械化與半機械化并舉，分作物、分區(qū)域開展中藥材生產(chǎn)配套機具試驗選型和示范推廣。

3.1 耕整作業(yè)機械化

首年種植中藥材的地塊，一般采用深松機械，打破犁底層，以增厚耕作層，增強土壤蓄水保墑能力，有利于根莖類中藥材的生長；再采用旋耕等整地機具，將種植地土壤細碎，地表平整均勻，保證土壤一定的干濕度和松軟度，而達到種植中藥材土壤條件的要求。一些學者針對甘肅等西部寒旱區(qū)的耕整地機具進行了研究，設計聯(lián)合耕整作業(yè)機具，為降低干旱地區(qū)機具進地次數(shù)，同時解決耕整地機具的功能單一和作業(yè)效果差等問題。其中甘肅農(nóng)業(yè)大學康迪鑫等[22]設計一種深松、滅茬、鎮(zhèn)壓聯(lián)合作業(yè)機，對深松鏟與土壤的接觸力學分析，設計彈簧緩沖裝置，并對圓盤滅茬刀進行力學分析與試驗；林靜等[23]設計了滅茬旋耕起壟聯(lián)合作業(yè)機，主要由深松裝置、滅茬旋耕裝置、起壟裝置和鎮(zhèn)壓裝置等組成，機具可一次完成深松、滅茬、旋耕、培壟和鎮(zhèn)壓等多項聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)壟溝壟臺互換功能；趙建國等[24]為減少耕作阻力、改善土壤耕層結(jié)構(gòu)、提高碎土率，對聯(lián)合整地機的深松部件、碎土機構(gòu)進行設計，設計了入土角度可控的自激振動深松鏟，并建立了自激振動深松鏟的運動學模型和力學模型。

耕整作業(yè)機械相對較成熟，甘肅省道地根莖類中藥材耕整作業(yè)主要采用通用機械，選用市場現(xiàn)有旋耕機、微耕機、深松機、開溝機、起壟機等。在丘陵地區(qū)可使用微耕機、手扶兩輪拖拉機等，配套各種耕整機具作業(yè)；在地勢平坦、連片面積大的區(qū)域，可使用四輪拖拉機，配套聯(lián)合整地機具，可以一次完成旋耕、深松、開溝和起壟等，可減少拖拉機進地作業(yè)次數(shù)，提高作業(yè)效率，降低耕整作業(yè)成本。

3.2 種植作業(yè)機械化

3.2.1 播種機械化

當歸、黨參和黃芪等種子又小又輕、外形不規(guī)則，且各品種的種子物料特性各異，育苗環(huán)節(jié)的播種密度較大，播種深度、播種均勻性等也均影響出苗率，因此中藥材播種機械的技術(shù)要求較高。王洪鋒[25]經(jīng)過多次改進和試驗成功研制了黃芪壟上撒播機，主要由輸種管、開溝器、黃芪散種器、起壟鏵、拉板型覆土器、鎮(zhèn)壓器等部件組成；中藥材多種植在丘陵山坡上，地面播種機械作業(yè)困難，劉琪等通過四旋翼無人機撒播黃芪種子，研究撒播系統(tǒng)的無人機作業(yè)參數(shù)對黃芪種子分布的影響，以提高無人機撒播種子分布均勻度和撒播質(zhì)量。為了實現(xiàn)中藥材的精密播種，有學者研究中藥材種子丸粒化處理[26]，將中藥材種子制成形狀規(guī)則的球形，增加種子的重量和粒徑，提高了充種率，以適應市場現(xiàn)有的通用播種機械，從而實現(xiàn)中藥材精密播種；吳靜等[27]采用種繩播種技術(shù)，利用氣吸式種繩纏繞機，將防風中藥材種子包裹于種繩中，播種后種繩可融化并對土地無污染。

中藥材精密播種機還處于前期研究階段，精密播種機械主要集中于高價值中藥材，針對當歸、黨參和黃芪等專用精密播種機械的研究和應用較少，目前暫未大面積推廣直播種植方式。丘陵山區(qū)可采用微小型播種機，但當歸、黨參和黃芪等主要采用人工撒播，連片面積大、地勢較好的區(qū)域可采用穴播機等，隨著精密播種技術(shù)的不斷突破，中藥材種子丸粒化、種繩技術(shù)的不斷成熟，當歸、黨參和黃芪等也將往精密播種方向發(fā)展。

3.2.2 移栽機械化

中藥材移栽作業(yè)費工費時、輔助用工成本高，主要采用人工移栽、半自動化移栽方式；當歸、黨參和黃芪等主要結(jié)合傳統(tǒng)膜側(cè)平栽技術(shù)，采用市場通用的中藥材移栽機，依靠四輪拖拉機牽引，開溝器開出長槽式種植溝，人工往導管槽內(nèi)投苗，種苗沿著開溝的前進方向平躺在溝底或溝側(cè)，一次可移栽4～10行；王軍增等[28]結(jié)合西北黃土高原旱區(qū)黨參覆膜栽培模式，設計了一種具有開溝、播苗、起壟、整形、覆膜、覆土功能的黨參種苗移栽機；市場在售的主要為通用型根莖作物移栽機，還有一部分農(nóng)民自己焊接制作的種苗移栽機；當歸立栽、黨參和黃芪覆膜露頭栽培技術(shù)的專用移栽機需求不斷增大，急需攻關中藥材移栽的“卡脖子”技術(shù)，趙偉等[29]研發(fā)一種當歸開溝鋪線、鋪膜覆土及膜間種植聯(lián)合作業(yè)機，以解決當歸現(xiàn)有種植技術(shù)中存在的問題；于慶旭等[30]基于露頭覆膜技術(shù)研發(fā)一種中藥材整卷帶式移栽機，采用分段移栽方式，前期采用可降解布條將黨參、黃芪等種苗裝訂成串，將整卷種苗和薄膜同時鋪放到種植溝中，可一次完成開溝、移栽、覆膜、覆土等作業(yè)，以提高露頭覆膜移栽質(zhì)量和效率。

通用型中藥材移栽機的結(jié)構(gòu)簡單、維護簡單、作業(yè)效率高，是純?nèi)斯ひ圃缘?～3倍，每公頃大約節(jié)約人工成本3 750～4 500元[31]，目前通用移栽機作業(yè)質(zhì)量已經(jīng)不能很好地滿足實際生產(chǎn)需求，其機構(gòu)龐大，適用于面積大且地勢平坦的種植區(qū)域，作業(yè)質(zhì)量易受人為因素干擾，人員輔助投苗快慢的不同，種苗移栽的株行距無法保證統(tǒng)一，無法達到規(guī)范化種植，不同行數(shù)種植密度差異大，甚至造成缺苗斷壟現(xiàn)象嚴重，導致農(nóng)機農(nóng)藝難融合，進一步影響后續(xù)田間管理和收獲環(huán)節(jié)機械化。專用移栽機還處于探索、研發(fā)階段，樣機在田間試驗過程中還存在較多問題，農(nóng)機與農(nóng)藝還需進一步融合。

3.3 田間管理機械化

中藥材的田間管理具有用工量大、勞動強度大、管理周期長等特點，要根據(jù)種植作業(yè)質(zhì)量、各地自然條件和各藥材生長發(fā)育的特征，采取針對性的管理措施。種植前期需根據(jù)機械種植作業(yè)質(zhì)量情況，對機械作業(yè)的較差區(qū)域進行補種、補苗；中期需根據(jù)各地的自然條件，及時補水、遮陰和追肥以促進出苗；后期需根據(jù)各藥材生長發(fā)育的特征，加強雜草和病蟲害的防控。因此需提高田間管理工作的機械化程度，才能起到事半功倍的效果，提高中藥材的產(chǎn)量。

目前補種、補苗等尚無專用機械，均由人工完成；施肥機械和灌溉機械等主要采用市場上通用的農(nóng)用機具。由于通用中藥材移栽機的移栽株行距一致性較差，且根系分布有深有淺，現(xiàn)有除草機易傷到根系，除草環(huán)節(jié)以人工除草和化學藥劑為主；采用通用植保機械進行病、蟲害的防治工作，有部分藥農(nóng)開始使用無人機噴灑農(nóng)藥，進行雜草和病蟲害的防控，其工作效率是人工的幾倍乃至幾十倍[8, 32]。除草和病蟲害防控等田間管理，建議以機械式除草和綠色防控等為主，科學使用化學藥劑，降低中藥材的重金屬、農(nóng)藥殘留，提高中藥材品質(zhì)。

3.4 收獲機械化

中藥材機械化收獲相對較成熟，中藥材收獲機主要集中于挖掘機構(gòu)和分離機構(gòu)的研究。鞏自衛(wèi)[33]通過分析比較現(xiàn)有挖掘鏟的種類及其性能，設計了一種帶有減阻功能的新型挖掘鏟，此挖掘鏟的鏟刃較短，有效減小了入土阻力，提高了挖掘性能和輸送能力，同時起到藥土分離作用，可滿足長根莖中藥材收獲機作業(yè)要求。許淵等[34]以黃芪收獲機的分離裝置為研究對象，根據(jù)其作業(yè)過程中的運動形態(tài)和工作原理進行結(jié)構(gòu)化設計，確定相關參數(shù)和結(jié)構(gòu)，通過理論與數(shù)值分析方法，有效驗證了分離篩設計的安全性和可靠性。

市場上適宜于當歸、黨參和黃芪等的根莖類中藥材收獲機械較多，主要采用牽引式收獲機，但收獲作業(yè)質(zhì)量還有待提高，仍需要大量的人力進行二次撿拾[35]；部分公司推出自走式根莖類聯(lián)合收獲機，可一次完成挖掘、分離和收集，相對于長根莖類中藥材的挖掘深度較淺、分離效率低，目前無法適用于當歸、黨參和黃芪等長根莖類中藥材，但隨著收獲技術(shù)的發(fā)展，自走式聯(lián)合收獲機是未來發(fā)展趨勢。

3.5 產(chǎn)后加工機械化

當歸、黨參和黃芪等中藥材采收后呈鮮品，藥材內(nèi)部含水量高，若不及時加工處理，很容易霉爛變質(zhì)，其藥用的有效成分亦隨之分解散失，將嚴重影響藥材質(zhì)量和療效，適時采收中藥材并對其進行初加工，也是藥材增產(chǎn)增收的關鍵。藥材初加工機械主要有揉搓機械、清洗機械、切片機械和干燥機械。揉搓機械對根莖類中藥材進行揉搓，以去除藥材表面粘附的泥土和雜草等雜物，據(jù)研究通過揉搓可引起藥材中的化學成分產(chǎn)生變化，提高藥材品質(zhì)和品相[36-38]。清洗機械主要清洗中藥材泥雜，傳統(tǒng)清洗機械主要有滾筒式清洗機、噴淋式清洗機、高壓氣泡式清洗機和毛輥式清洗機等，目前有學者將超聲波清洗技術(shù)應用在中草藥的清洗加工中，開辟一條快速、節(jié)水、無污染的有效清洗途徑，且將中藥材有效成分損失降到最低[39-40]。近90%的中藥材需要切制加工，切制的片形包括薄片、厚片、段、條、粒等，以用于中成藥生產(chǎn)的提取投料、藥材粉碎前的粗加工、飲片炮制的半成品等，切片機械原理較簡單，根據(jù)切刀的運動軌跡可以分為旋轉(zhuǎn)式、直線往復式、擺動往復式，調(diào)節(jié)送料速度和切刀運動速度可以控制切片厚度尺寸[41]。

干燥機械主要有箱式干燥設備、網(wǎng)帶式干燥設備、微波干燥設備和冷凍干燥設備[42-44]，箱式干燥設備單臺產(chǎn)量一般在20～1 000 kg不等，適合小批量藥材的干燥加工；網(wǎng)帶式干燥設備可實現(xiàn)各種根莖類、花葉類、全草類、籽實類中藥材的大批量干燥，效率較高，干燥周期短，營養(yǎng)成分保留完整；微波干燥設備主要用于花葉類中藥材的殺青和各種中藥飲片的烘干、殺菌、殺蟲，經(jīng)微波干燥設備加工過的中藥飲片水分可降至3%甚至更低，香味較普通干品濃，可直接飲用，口感較好；冷凍干燥設備熱量消耗少，干燥周期長，勞動強度高，缺點是設備投資高，適合高附加值中藥材的加工干燥。目前中藥材通用加工機械技術(shù)均較成熟，生產(chǎn)的企業(yè)較多，根據(jù)各藥材的加工工藝進行優(yōu)化，可適用于當歸、黨參和黃芪等。

4 存在問題

中藥材生產(chǎn)機械化水平與主要糧食作物相比差距甚遠，2019年甘肅省中藥材耕種收的綜合機械化水平約為40%，其中耕整地環(huán)節(jié)約67%，種植環(huán)節(jié)主要為種苗機械化移栽作業(yè)，僅為14%，收獲環(huán)節(jié)機械化水平為30%，田間管理環(huán)節(jié)機械化水平不足5%，中藥材生產(chǎn)機械化依然處于起步階段，制約機械化水平的因素較多，關鍵環(huán)節(jié)依然沿用傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，導致勞動強度大、生產(chǎn)效率低，嚴重制約了甘肅中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甘肅省根莖類中藥材生產(chǎn)機械化主要存在以下問題。

1) 中藥材種植區(qū)域主要為丘陵山區(qū)，種植面積分散且較小，由于地形的限制，以散戶種植為主，難以形成規(guī)模化生產(chǎn)，影響中藥材生產(chǎn)機械化發(fā)展。甘肅省各地區(qū)根莖類中藥材生產(chǎn)機械化水平受地理環(huán)境的影響顯著，大型機械在丘陵山區(qū)較多的隴南、甘南及臨夏等地區(qū)無法施展，主要以手扶拖拉機等動力機具配套微小型機具作業(yè)；平?jīng)觥c陽、蘭州、白銀及定西等地區(qū)主要采用小型四輪拖拉機配套機具作業(yè)；武威、張掖、酒泉及金昌等河西地區(qū)，地勢平坦、連片面積大的區(qū)域配套大中型拖拉機完成作業(yè)。

2) 根莖類中藥材品種繁多，同一品種不同等級中藥材的種植方式、栽培農(nóng)藝技術(shù)要求也不一樣，農(nóng)機農(nóng)藝難融合。根莖類中藥材有直播、移栽種植方式，其中直播種植有撒播、條播、穴播和精密播種等方式，移栽種植又分平栽、斜栽和立栽等；栽培農(nóng)藝技術(shù)要求較多且較復雜，有半覆膜、全覆膜、膜上栽培、膜側(cè)栽培、開溝、起畦和起壟等，種植模式存在多樣性，現(xiàn)有農(nóng)機農(nóng)藝聯(lián)合研發(fā)機制不健全，導致耕種管收各環(huán)節(jié)的機械化要求各異，難以形成標準化種植，給配套機具的研發(fā)帶來較大難度。

3) 關鍵環(huán)節(jié)機具存在作業(yè)質(zhì)量差等現(xiàn)象，中藥材機具投入收益率不高，藥農(nóng)購買機具的積極性不高。針對不同作業(yè)環(huán)境、不同品種、不同等級的根莖類中藥材，移栽機作業(yè)質(zhì)量差異較大，與人工移栽相比出苗率較低，整體作業(yè)質(zhì)量還有待提高；根莖類中藥材收獲機主要采用馬鈴薯收獲機械代替或改進，黨參、黃芪和當歸等中藥材機械收獲容易打傷和斷根，影響藥材的品質(zhì)。目前通用移栽機、收獲機雖然解決了部分根莖類中藥材移栽、收獲等問題，依然需要大量人工輔助作業(yè)，或沿用傳統(tǒng)人工作業(yè)方式，導致藥農(nóng)購買機具的積極性不高。

4) 現(xiàn)有機具技術(shù)含量低、創(chuàng)新性不足、易于仿制，且缺乏政府優(yōu)惠政策，生產(chǎn)企業(yè)對中藥材機械研發(fā)積極性低。與大田作物相比，現(xiàn)有中藥材機具普遍存在技術(shù)含量低、機具創(chuàng)新不足，生產(chǎn)企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)保護意識淡薄、保護力度不夠，新開發(fā)的機具極易被仿制，中藥材專用種植、收獲等機具的研發(fā)周期長、難度大，需要大量科研力量和資金投入，聯(lián)合多部門攻關“卡脖子”技術(shù)，甘肅省中藥材機械生產(chǎn)企業(yè)以中小企業(yè)為主，研發(fā)能力有限，缺乏政府優(yōu)惠政策支持、市場引導，多重因素導致生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)投入的積極性不高，限制中藥材機械企業(yè)的發(fā)展，最終制約中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5 發(fā)展趨勢

隨著農(nóng)業(yè)機械化、自動化、智能化的不斷發(fā)展，未來根莖類中藥材將突破農(nóng)機農(nóng)藝融合難題，加大中藥材機具推廣扶持政策，將促進企業(yè)加大中藥材機械化的研發(fā)投入，提高關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機械化作業(yè)質(zhì)量，逐步推進甘肅省中藥材全程機械化的發(fā)展，促進中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又帶動機械化研發(fā)投入，形成根莖類中藥材產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)發(fā)展趨勢，未來將促進中藥材特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民持續(xù)增收，為甘肅省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展注入新動力。

1) 中藥材產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化發(fā)展。實行“以機適地”“以地適機”相向而行發(fā)展策略，通過對丘陵地帶實行“宜機化”改造，將小地塊集中連片起來，從而擴大中藥材種植面積，以適宜于大型機械作業(yè)，整體提升機械化水平，增加中藥材的產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益，從而形成名優(yōu)藥材產(chǎn)區(qū)。在推進宜機化改造的同時，努力發(fā)展丘陵山區(qū)實用農(nóng)機裝備，開發(fā)適于丘陵山區(qū)農(nóng)田地形復雜、作物品種多樣的實用動力底盤和輕簡型機具，通過改機適地和改地適機協(xié)同推進，加快推動我國丘陵山區(qū)中藥材機械化發(fā)展進程，推進中藥材產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

2) 中藥材種植模式向標準化發(fā)展。科學規(guī)劃藥材種植品種，中藥材的種植要合理配置資源和品種選擇，將以市場為導向，以區(qū)域為特色，集中種植市場前景好、品種優(yōu)勢突出的當歸、黨參和黃芪等道地中藥材，形成地方中藥材種植的拳頭產(chǎn)品，結(jié)合地理環(huán)境和氣候條件研究確定先進的栽培農(nóng)藝要求；緊密融合種植農(nóng)藝要求，針對關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，逐步突破中藥材的農(nóng)機農(nóng)藝融合關鍵技術(shù)，推廣標準化種植模式，提高中藥材的種植規(guī)范。

3) 移栽、收獲等關鍵環(huán)節(jié)機具向高質(zhì)高效發(fā)展。根據(jù)不同區(qū)域立地條件建立不同品牌中藥材機械化示范區(qū)，通過示范推廣種收環(huán)節(jié)機械化技術(shù)，堅持通用機械與專用機械相結(jié)合，機械化與半機械化并舉，分作物、分區(qū)域開展中藥材生產(chǎn)配套機具試驗選型和示范推廣。優(yōu)先攻克移栽、收獲等關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)機械化，針對現(xiàn)有移栽機械人工輔助投苗作業(yè)質(zhì)量差問題，逐步突破種苗自動分離、擺苗、投苗等關鍵技術(shù)問題，保證種苗移栽的株距、行距和深度要求，以滿足后續(xù)的田間管理機械和收獲機械對行作業(yè)要求，有利于提升綜合機械化水平。還需根據(jù)各地的土壤性質(zhì)，融合種植模式和栽培農(nóng)藝，進一步研究減粘降阻挖掘鏟、分離機構(gòu)、收集裝置和動力總成等技術(shù)瓶頸，研制低損高效的中藥材收獲機械，提高中藥材根莖和土壤分離效果，解決中藥材收獲的二次撿拾難題，突破中藥材收獲的農(nóng)機農(nóng)藝融合關鍵技術(shù)，提高收獲環(huán)節(jié)機械化水平。提高中藥材機具作業(yè)質(zhì)量、利用率和經(jīng)濟效益，調(diào)動藥農(nóng)購買機具的積極性。

4) 中藥材機械生產(chǎn)企業(yè)向龍頭企業(yè)發(fā)展。各級政府引導鼓勵中藥材機械生產(chǎn)的優(yōu)惠政策，科學規(guī)劃相關中藥材機具的研發(fā)項目，支撐中藥材機械發(fā)展，促進社會資金投入，帶動中藥材生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展，孵化一批中藥材機械的龍頭企業(yè)，提高企業(yè)研發(fā)中藥材機械化的積極性；形成機械化促進中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動機械化研發(fā)投入，形成根莖類中藥材產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)發(fā)展趨勢；最終聚焦根莖類中藥材機械化生產(chǎn)的瓶頸問題，加快中藥材關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的裝備升級，推動中藥材產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。