山藥種植農藝特點及機械化種植技術

伴隨著我國市場的發展，我國人民的生活也在逐漸改善，正基于此原因，對中國蔬菜的品質提出了更高的需求。也因為山藥有著一定保健作用，越來越得到人們的青睞，這也促進了山藥機械化栽培的迅速發展。但由于機械化播種技術仍處在起步階段，所以在這過程中還面臨著許多問題。同時由于我國山藥栽培面積與需求量的日益增長，對我國山藥播種機械化要求也迫在眉睫，與山藥栽培相對較低的機械化程度產生了鮮明對照。在深入研究我國山藥栽培特點的基礎上，將著重剖析我國山藥機械化播種存在的主要問題，我國山藥機械化播種的研發過程及使用狀況，同時對山藥機械化播種的主要研發方向及其山藥機械化播種所必須突破的主要技術進行探討。

山藥既是人類最喜歡的食品，而且又是主要的藥用原材料，成為我國重要的農作物。山藥在中國栽培范圍廣泛，分為五大主產區，品種種類繁多，且具有高產高效的栽培特性，是當今發展高效種植業和帶動農戶增加收入的較為理想的農業推廣項目。但是，由于山藥播種工藝繁瑣，播種模式復雜多變，且山藥桿狀種莖播種具有方向性特點，其形態不規則，且機械化自動排種困難和輸送時容易折斷，從而造成了山藥種植機械化播種程度低下。且人工播種的生產成本過高且經濟效益低下，這都成為了抑制山藥大規模高效生產的主要原因。

一、播種機械化面臨的主要問題

1、山藥塊莖排種方向性要求

山藥塊莖的休眠芽也就能生長發育為無定芽，在栽子不足一小時內，就可以把山藥的根莖類切為小段種植。在山藥段生物學的最前端開始發芽和破土成為上部植物，最底端則向下成為根部。山藥植株很大，適當的株距行距可供給山藥生長與發育所必需的養分，并促進播種面積的合理使用。所以，山藥下種時要按頭尾的順次放置，以兩個以上山藥種蘆頭中間的長距為株距。所以，種植的方向性也是山藥栽培需要考慮的主要因素之一，這也是山藥機械化種植所需要克服的主要技術難題。

2、山藥豆精量播種要求

山藥育種技術要求對山藥大豆進行一粒精播，將之培養為山藥栽子，由于山藥大豆生長與發育急需極多的養料，同時如果在穴內種植過多山藥大豆，會將與山藥后期生長發育的山藥栽子纏在一起，因此一粒精播也是珠芽培育中必不可少的條件。由于山藥大豆不同種類之間形態差異很明顯，太古山藥，體積小，徑在一厘米以下，長橢圓形。而佳詳細毛長山藥，橢圓狀，平均長度為1.5～2.5cm，平均直徑為0.8～1.2cm。甚至連同一個種類的山藥豆長度也有著很大的不同，這就對山藥豆精量播種機排種構造的工程設計提供了很大的需求，也就是山藥豆精量播種機工程設計的主要難題所在。

3、山藥種易破損

山藥質脆，很容易損壞和破皮，這種特性對山藥種子的芽殖率有較大的負面影響，而且有些山藥栽子提早催芽，可以采用帶芽播栽。山藥的機械化種植，在取種、運輸和排種的過程中形成壓迫、沖擊和摩擦，很容易形成破皮和擦傷，并直接威脅芽殖率。所以，防擦傷也是山藥機械化種植要處理的一個重點問題。

4、山藥塊莖自動排種難度大

山藥的塊根外形尺寸差異很大，且表層粗糙流動性也較差，因此進行自動排種困難度較大；塊莖對山藥種子的播栽有一定方向性需求，在排種和運輸過程中都要確保最后排種的正確方向，給山藥自動排種造成了很大的障礙。

5、種植農藝工序復雜繁多

山藥栽培工藝繁雜，播種之前必須經過整地，選擇石頭，對土地實行施肥混合，播種時經過開溝式、起壟、放種、翻地和擠壓等程序，難度很大，需要較多的勞動力。尤其是翻地和擠壓技術方面農藝技術需求較高，必須將壟溝里的泥土重新聚集在壟上并加以兩側擠壓，溝中的泥土過多會造成降雨時水分流動不好，滲透到壟里；擠壓高度不能過高，因為種子生長在壟的較高處，如果擠壓高度過高會對種子產生損傷。復雜的農藝環節使機械人一體化時必須考慮各種工作機制，因此困難很多。

6、種植模式和山藥品種差異性

不同地域和各個種類的山藥栽培模式都具有很大的差異，而同一種類栽培戶的種植習性也具有差異性，這對種植機的適合度也提供了更高的需求，如適應各種行距和株距，各個山藥種類以及相似品類不同規格山藥種植的差異等各領域方面的條件，而這些差異也為機械化種植機械的開發造成了障礙。

7、缺乏機械化種植意識

從對山藥的機械化栽培考察中看到：不少農民沒有機械化栽培的能力，對一些重要的機械化設施和有關專業知識都沒有掌握，也不會選擇適當的機械化設施，產生了效益低下、生產率低的情況。一方面，是由于農民的知識不夠，一方面，這種農民都是低產農民，栽培面積較小，機械化栽培成本高昂。

8、保持固有觀念

在不同的歷史時代，人們對山藥的機械化栽培策略都存在著不同的要求，在互聯網技術高速發展的當下，不少農民還是保留著固有觀點，從而造成了機械化栽培工作的滯后。不少農民為謀求經濟穩定發展，其山藥的機械化栽培工作卻始終未能顯著地改善，也一直未能出臺新的政策措施。在科學技術發展日趨激烈的今天，由傳統的機械化栽培技術所產出的山藥產量，已很難有效滿足當前中國人民對山藥生產的巨大需要。

二、機械化播種研究方向

1、農機農藝有效融合

山藥種化技術相對于一般的馬鈴薯等塊莖作物，種類較多、栽培模式多變和種植工序繁瑣，這些原因都決定了在山藥機械性下種植的困難，所以只有對種植條件有了進一步的認識，才能通過與農機農藝技術結合起來，使設計的機械品種具有更良好的適應性。根據山藥種類的多樣化情況，可先從栽培規模較大，農戶需要從種類入手和農藝專家共同探討，提出實現對該種類的機械化下種植的解決措施，再通過播種機的研發，將農機農藝有機融合，并在此基礎上，逐漸擴大到其余的山藥種類。

2、山藥播種關鍵技術

根據山藥種子的易破碎、難定向排種、起壟擠壓特點，包括播種前開深溝松地和精量下種等實際需要，著重研發定向排種工藝技術、低損排種工藝技術、開溝式深松工藝技術、起壟擠壓工藝技術和精量排種工藝技術等重要核心共性關鍵技術。

3、山藥播種裝備系統集成

山藥種植前施肥、旋耕和開溝式松土，以及種植時排種、浮土和拍實，全部的種植工序重復。按照現代農藝要求，將已研究的先進技術進行了系統集成，使下種裝備在盡可能的一次進土作業中實現較多的功能，從而減輕了人工作業勞動強度，增加了下種效果，并降低了對土壤的多次碾壓。

4、標準化、規模化種植

在農機農藝結合基礎上，將選擇好的山藥機械化種植技術在全國山藥主產區加以示范推廣，逐步形成了山藥機械化種植技術標準，并建立了可以迅速復制推廣的規范化栽培技術，有效推動了山藥規范化栽培的推廣，改善了由于傳統栽培模式和農民種植習慣差等諸多原因而造成的山藥種植機械化水平低下的情況，達到了山藥標準化和規模化栽培。

三、山藥栽培的農藝特點和機械化栽培技術應用舉措

1、建立良好的機械化設備推廣環境

首先，政府的有關部門需要為機械化農業生產設備的推廣建立起良好的環境。財政部門可以為機械化農業生產設備的普及提供一定的資金支持，同時聘請專門的技術人員或相關領域的專家進行技術指導，進而讓農民切身體會到機械化農業生產方式對農業生產活動的效率以及勞動力等方面的影響。此外，政府部門還需要為農民提供一定的資金用于現代機械生產設備的購置，不斷優化操作環境，并充分發揮市場機制以及政策的引導作用，進而讓農民敢于了解并使用更加先進、安全、節能以及高性價比的機械化生產設備。最后，政府還需要大力支持具備節約資源以及保護生態環境功能的農業生產技術以及機械設備的應用，借助更加先進、更高效益、更加環保的優勢，加速推進機械化生產設備的普及。

2、通過多種方式提高農戶的專業水平

現在很多農民都是還沒接觸過教育的老年人，自身的農業知識水平比較低下，因此他們并不愿意自主學習知識，但是政府部門可以安排相應的工作人員深入到農民的種養工作中，做好有關知識的引導。通過他們耐心引導，并定期到農村社區舉辦工作座談會和農業專業知識介紹座談會等，使這些農民們可以真正地體會到中國山藥通過機械化種植的優勢與便利，也只有使農民們在心中真正地愿意進行機械化種植，才真正可以提升山藥種植業的規模化程度，從而提高了種植水平。除農戶的努力之外，還必須通過農村社區的專業培訓來實施。農民的基本能力主要包括農戶克服困難的能力、隨機應變的能力，在栽培過程中使用機具的能力以及選擇機械化設施的能力等。而專業技術業務水平則是指農民在實際栽培活動中，對全部技術業務流程的掌握與運用。通過采用各種技術手段，可以幫助農民進一步增強專業能力，在實際的栽培活動中逐步脫離了專業技術人員的領導，農民可以更加自主地進行農業機械化設施的使用。

3、加強農戶之間的交流

外界的能力是限制的，農戶自身的能力才是無限制的。根據目前農民對機械化設施使用能力欠缺的問題，當地政府有關部門可以進行與農民經常性地進行交流會，讓他們在交往中談談自己的生活體會，近一時期以來的思考以及一些問題，并盡量地由農民自行解決。從而培養農民自身的實踐能力。

4、加強扶持力度

山藥的機械化養殖的健康發展離不開社會的大力扶持，各村應設置技術部門，對種植中出現的問題進行統一解決，同時，技術人員必須進行實地考察，針對問題提出相應的解決策略。同時，關于機械性裝置中出現的問題原因，也應該由農民加以掌握，在后期的種植過程中也能夠自行解決，逐步提高農民種植技術及維修方面的技能。

5、健全農業機械化推廣政策

各級人民政府和地方有關主管部門協同制定了農機推廣規定，從而為農村機械化應用給予引導，從而規范了農業的發展活動。為了達到農業推廣政策應用的效果，定要拓寬農村機械化推廣區域，使更多農戶掌握了農機勞作模型，為農村機械化的推廣提供動力保障。又因為農機具種類繁多，所以貫徹差異立項原則，實現惠農政策的科學制定，真正地普惠于民。

對農戶而言，可在惠農政策幫助下購置或出租農機具，以期拓展集約化生產的領域，從而達到少投資、多收益的農業發展目標。農業機械化促進政策措施合理運用的前提，是根據區域勞作特點細化政策措施內涵，發揮政府引導功能，實現農業機械化實施的效果，促進農村現代化管理水平邁向新臺階。

6、主動向發達國家借鑒經驗

中國農業機械化發展空間較廣，為縮短中國與發達之間在農業機械化發展領域方面的差異，農機具設計師們應從中國農村現狀入手，積極研究發展特色化、標準化的農機具，并努力增強中國農機具產品在國內市場中的優勢，切實為中國農民規模化生產提供保障。除此之外，中國農機具產品開發研制者堅持學習態度，集中全部精力在研制優質、高效的產品，力求建立國內外農機具名牌工廠，使之向全球市場推廣，將中國農產品的機械性應用范圍逐步拓展，使中國現代農業在此基礎上穩定發展。久而久之，就可以縮短與國內外差距，從而逐步拓展中國農村經濟社會的發展空間。

四、播種機械化需要突破的關鍵技術

1、塊莖自動排種關鍵技術

由于人工生產成本的提高，人工效率下降，山藥自動排種工藝的重大突破將變得關鍵。為了有效克服人工方式放種的費時費力等實際問題，根據目前中國山藥播種及排種科技的發展狀況，和對相似桿莖類型作物機械性發展的研究經驗。對其科技加以優化升級，采用將多個組織單位結合起來，共同配合試驗工作，并運用已有經驗、科學技術和儀器設備，從根本上克服了人工方式排種中遇到的各種問題，成功設計了符合要求的塊根自行排種裝置。

2、柔性低損排種和定向輸送技術

山藥種塊在運輸、放種和排種等流程中容易折斷，山藥播種流動性不好，以及山藥栽子在帶芽下種時機械沖擊損壞幼苗等問題均會造成播種折斷，嚴重影響發芽率。利用材料篩選、結構設計、品種優選和實驗分析等，工程設計出種塊在運輸和排種流程中的最低損排種生產技術。由于塊狀山藥播種栽培對身體的方向性有較高需求，因此針對山藥桿形莖塊頭尾順次種化的農藝特點，工程設計出了符合桿形莖塊定向排列特點的定向運輸方式。

3、山藥豆的精量排種技術

山藥豆尺寸范圍大且種類多，而相鄰種的大小差異又很大，使精量與排種上更加困難，有缺陷的會產生一穴過多或漏播的情況，不但會提高生產成本，而且還會干擾山藥育種的效率。所以，為了研究株行距平衡，單粒精播的山藥豆精量排種方法就必不可少。

4、自動仿形壓實技術

山藥桿狀塊根在排種浮土后，必須在再次塑壟時兩側擠壓，擠壓的壟能夠對抗大雨的沖擊，以避免因大雨的浸泡而使山藥根系迅速枯萎。此外，因為土壤的形態差異，影響起壟擠壓效果。所以，通過針對壟結構形式設計的可調高自動仿形擠壓設備，就可以針對不同的山藥栽培條件，使對壟壓實程度滿足農藝需要。

目前，由于對山藥栽培農藝需求較高，加工工藝繁瑣，且栽培規模化程度較低，嚴格限制著山藥的產量增長。同時山藥種類繁多、條根生長有方向需求、自動化播種損種量高和山藥豆規格限制大等難題，導致精量排種十分困難。為此，當前的山藥播種工藝亟待攻克塊莖主動排種工藝、柔性低損排種、定向運輸工藝、山藥豆精量排種工藝，以及自動仿型擠壓工藝。并匯總了當前全國山藥播栽排種工藝的主要特點，在與農機農藝科學技術有機結合的技術基礎上，開展了創新性產品設計和優化設計，進行技術研發與產品體系整合，研發適應全國山藥主產區特點的多功能山藥播種機具，以推動全國山藥行業的健康快速發展。