安徽阜陽芝麻全程機械化生產技術的協同創新

Collaborative Innovation in Fully Mechanized Sesame Production Technology in Fuyang，Anhui

DOU Xiaojuan （FuyangAcademyofAgriculturalSciences，Fuyang236ooo，Anhui）

在農業農村現代化目標引領下，全程機械化已成為提升油料作物生產效率、降低生產成本的核心措施。芝麻是我國重要的特色油料作物，該產業長期面臨宜機收品種缺位、機械化程度低等問題。盡管已有研究針對單一環節機械化技術展開探索，如芝麻聯合收獲機的研發[1]，但芝麻全程機械化中各關鍵技術的協同創新機制仍存在系統性空白。

當前芝麻全程機械化生產面臨三大問題：一是現有芝麻品種抗落粒性差，自然成熟時不能滿足聯控與分段式收獲作業難以滿足綠色高效生產需求。由于長期處于單獨研發狀態，缺乏“品種一農機—農藝”三位一體的系統性解決方案，導致技術集成應用不成熟。

本研究以協同創新理論為指導，通過主要生產環節技術融合，提出芝麻全程機械化生產系統性優化方案。重點突破5個維度的關鍵技術融合：1）選育或引進抗落粒、抗裂蒴的宜機收新品種，解決芝麻成熟就自然炸開掉落，不能聯合機收難題；（2）設計寬窄行交替精量播種模式，同時實現光能高效利用與機械通行空間預留；（3）研制多功能中耕除草作業機，破解芝麻封行前草害防控與土壤板結協同治理難題；（4）落實無人機無線遙控精準施藥系統，實現病蟲害高效綠色防控；（5）改進低損高效聯合機收裝置，通過雜糧割臺與清選技術集成將機收損失率控制在 5% 以內。在引進或選育宜機收的芝麻新品種前提下，最終形成覆蓋“播種一田管一收獲”全生育期的機械化技術模式。

1宜機收芝麻新品種篩選

傳統芝麻生產模式呈現顯著的人力密集型特征，播種、田管、收獲等過程均需投入大量人工。這種生產模式已難以適應我國農業農村現代化的發展需求，其核心制約因素在于宜機收品種的缺位。當前主推的芝麻品種存在諸多不宜機收的問題，如成熟度不一致、蒴果易開裂、機收損失率高等，這些問題極大地制約了芝麻全程機械化生產的發展進程。

2021年豫芝ND837、豫芝NS610通過鑒定，標志著宜機收芝麻新品種選育有了實質性突破，當年這2個品種被引進到阜陽市農業科學院。經過2年的試驗篩選，發現豫芝ND837在阜陽地區表現優于豫芝NS610，豫芝ND837在自然成熟后，籽粒保存率能夠達到 97.3% 以上，田間機收損失率低于 5%^[2] ，能更好地滿足阜陽地區芝麻聯合機收的技術要求。河南、湖北、安徽、江西是我國芝麻的四大主產省，其芝麻種植面積占全國的 75% 以上[]，豫芝ND837在這些主產省份示范種植也取得單產突破。據報道，2023-2024年豫芝ND837在河南、湖北等省進行規模化示范種植，平均產量達到1500～1950kg/hm^2[4-6] ，進一步驗證了宜機收芝麻新品種豫芝ND837在實際生產中的應用價值和推廣前景，為我國芝麻全程機械化生產技術的協同創新發展奠定了扎實的品種基礎。

2寬窄行精量機播模式

“夏至種芝麻，頭頂一枝花”。芝麻喜溫、耐旱、怕漬、忌連作，整個生育期需要積溫 2500～3000^°C ，晝夜平均溫度 20～24^°C 較適宜其生長；整個生育期內適宜降雨量為 210～250mm 。因此，種植芝麻應選擇排水條件良好、至少連續2年未種植芝麻的田塊。根據阜陽地區農田排水習慣，每 10～20m 留 lm 走道，用于惡劣天氣的開溝、通風、排水以及小型機械行走。

黃淮流域芝麻適播期為5月下旬至6月中上旬，麥茬播種時間最遲不晚于為6月20日。特別是在干旱、漬害發生頻繁的產區，要搶早播；天旱時應造嫡或帶水播種。麥茬田根據土壤狀況及墑情，可免耕條播，也可先旋耕土地再條播。旋耕前，確保田間秸稈已經清理較干凈，前茬小麥秸稈留茬高度≤20cm ;旋耕后，確保土壤細碎均勻，以免播種機窄行組件堵塞，影響播種質量。

針對芝麻播種不規范、用種量大、間定苗用工多的問題，研制出一種芝麻精量播種機，該播種機播種量最低能控制在 117g/667m² ，達到精量播種，避免一次性排出過多的種子，影響播種的質量[；還可一次性完成開溝、施肥、播種、覆土、鎮壓等多道工序，日均播種面積達 5.33hm² ，效率較傳統人工條播提高20倍以上。

采用寬窄行精量播種方式有利于建立合理的群體結構。芝麻采用寬窄行精量播種，優化植株空間分布，既提高了播種精度和出苗率，實現一播全苗；還能實現窄行抑制雜草，寬行便于機械通行，方便中后期機械化除草、聯合機收；也能充分利用邊行優勢，維持較高的葉面積指數，提高干物質積累能力及花后干物質對籽粒的貢獻能力。研究發現，寬窄行播種能較好地發揮作物的邊際效應優勢，較等行距播種的產量更高[9-1]。

采用芝麻精量聯合播種機進行寬窄行條播時，寬行 60cm 窄行 20cm ，播種深度 2～4cm ，每次播種4行，調節種量控制檔位改變播種量，控制播種密度，播種量為 1.76～2.25kg/hm² 。該模式窄行距已經在播種機固定好，寬行距可以憑借農機師傅的經驗或北斗導航來控制，同時要及時檢查播種機各部件是否正常運行，確保播種、施肥組件不出現堵塞。精量播種一般無需間定苗，可適當增加每行株數，按照19.5萬 ～27.0 萬株 /hm² 保障密度。

3中耕除草機

芝麻生產中田間除草工作一直是一個耗時費力的環節。傳統芝麻田間除草多采用人工除草，勞動力成本高且效率低。采用機械化除草，是目前芝麻生產上持續推廣的除草方式。

中耕除草機主要工作部件有鋤鏟式和回轉式兩大類，應根據芝麻苗情、除草和土壤情況選裝不同的工作部件，調整好機具的技術狀態，確定除草時間和頻次。機械除草可兼顧土壤處理與莖葉處理，針對馬唐、狗尾草等高發性雜草，除草效率能達 90% 以上。作業前重點考察除草深度，草深在 5～20cm 5土壤水分含量適中，耕層碎土率要 ≥55% 。中耕除草機給芝麻根部的培土厚度在 2～4cm 之間，傷苗率?5% 。作業須保證不偏、不漏耕、不傷苗、不壓苗，地頭整齊。采用寬窄行播種的芝麻，在芝麻封行前根據需要采用中耕除草機除草2＼～3次，可在除草的同時進行培土。中耕除草機田間作業實況及成效如圖1。在安徽臨泉國家科技園區試驗基地，采用中耕除草機對豫芝ND837示范基地進行機械除草，除草效率 0.5～0.8hm²/h ，傷苗率降至 3% 以下。

4無人機病蟲害高效綠色防控

與傳統人工統防統治相比，無人機病蟲害高效綠色防控技術可憑借無線遙控精準施藥設備完成相關工作，不僅具有簡便性、安全性，而且防治效率較理想，深受農業種植者歡迎。

無人機病蟲害高效綠色防控技術可用于小麥、玉米、水稻、芝麻、果樹等大多數作物的植保防控，在平原、丘陵、山林等地貌均可完成藥劑噴施作業。對于芝麻等植株較高、人工噴藥較為困難的作物，作業優勢尤其顯著，能夠滿足芝麻全生育期病蟲害高效綠色防控及可溶性養分噴灑。以傳統的噴桿噴灑方式為對照，研究市場占有率較高的3種無人機型號，在同等條件下進行防控試驗，對比試驗結果發現，無論是控制效果，還是控制成本，最好的是大疆 T30^[12] 。

使用無人機進行病蟲害高效綠色防控應選用符合要求的農藥劑型，目前市場上銷售的部分可濕性粉劑、懸浮劑不適于飛防作業，容易在施藥過程中堵塞噴頭。另外，應根據芝麻生育期和實際防控需要，合理勾兌、稀釋藥劑，防止出現農藥殘留高、防治效果差等問題；可同時加入磷酸二氫鉀進行葉面補充營養，有利于保花保果[13]。芝麻生長中若遇連續陰雨天，病蟲害為害較重，需及時防控。采用無人機每隔10＼～15d噴施藥劑1次，連續噴施2＼～3次。有風的天氣要考慮藥劑飄移對防治效果和臨近田塊作物的影響。此外，無人機還需要定期維修保養。

5 聯合機收技術

隨著農村勞動力短缺與生產成本持續攀升，推進機械化收獲已成為農業可持續發展的必然選擇。研究表明，采用芝麻聯合機收每天每人的收獲效率可從 0.03～0.07hm² 提高到 5.33～6.67hm² ，聯合機收效率約是傳統人工收獲的100倍[14]。為實現高效低損收獲，建議采用適配芝麻、油菜等作物的聯合收割機，并配置高效雜糧專用割臺。芝麻機械收獲需滿足以下農藝要求：完熟期葉片全部脫落，莖稈、果自然干燥，結蒴高度 ?25cm ，莖稈粗度 ?10mm 籽粒含水量 6%～10% ，籽粒破碎率 ?1% 。技術層面需優化割臺參數，確保總損失率 ?5% ，同時要求田間切割線以上無雜草混雜，保障籽粒含雜率 ?10% 。

經過連續多年對芝麻新品種的篩選試驗，篩選出了適宜阜陽地區種植推廣的芝麻宜機收新品種豫芝ND837，并連續多年進行示范推廣。

2023年在芝麻阜陽試驗站配套服務支持下，臨泉縣由基食品有限責任公司在安徽臨泉國家農業科技園區示范種植 6hm²"全程機械化試驗示范，選用宜機收芝麻品種豫芝ND837。試驗地前茬作物是小麥，旋耕后采用芝麻精量播種機進行寬窄行條播，用種量為 2.25kg/hm²"，一播全苗，免間苗定苗。采用無人機病蟲害高效綠色防控、中耕除草機進行田間管理，收割機配合改良雜糧割臺進行聯合收獲。最終實收測產結果：示范基地種植密度27.15萬株 /hm²"平均產量 2235.0kg/hm²"，機收損失率 4.7% ，籽粒含雜率低于 3% 。

本研究采用芝麻生產全程機械化的多要素協同優化，通過品種選定、農藝模式和機械裝備的聯合，突破單環節優化的局限性，實現芝麻耕、種、管、收等主要生產環節綜合機械化率達到 80% ，形成了一套成熟完善且適宜阜陽地區推廣的芝麻全程機械化生產技術，為芝麻全程機械化生產模式提供了補充，為保障糧油安全提供了關鍵技術支撐。

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（收稿日期：2025-03-05）