甜菜生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)分析

周艷麗，盧秉福

(1.黑龍江大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150080；2.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱 150080)

0 引言

世界發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了甜菜全部生產(chǎn)過程機(jī)械化，各自形成了一套完整的機(jī)械配套體系。這不僅降低了勞動(dòng)消耗，提高了生產(chǎn)率，而且還可以作到不誤農(nóng)時(shí)和精耕細(xì)作，使一些以增產(chǎn)為目標(biāo)的科學(xué)栽培技術(shù)措施得以實(shí)現(xiàn)[1]。甜菜生產(chǎn)機(jī)械化不僅是甜菜生產(chǎn)水平的標(biāo)志，而且還能促進(jìn)甜菜生產(chǎn)力的發(fā)展。

1 甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的歷史回顧

我國(guó)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的研究始于20世紀(jì)50年代初，這期間主要引進(jìn)前蘇聯(lián)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，同時(shí)也自己研制甜菜機(jī)械。我國(guó)第一臺(tái)“畜力牽引甜菜起收機(jī)”是1952年研制成功的。甜菜生產(chǎn)中新式鏟趟機(jī)替代了老式步犁，畜力播種機(jī)、畜力甜菜起收機(jī)開始應(yīng)用。至60年代，單鏵犁、雙鏵犁、10行播種機(jī)、24行播種機(jī)、中耕農(nóng)具開始普及，使甜菜生產(chǎn)條件得到了改善。這一時(shí)期還研制成功“黑龍江-2甜菜聯(lián)合收獲機(jī)”、“畜力甜菜收獲機(jī)”、“綜合甜菜切纓機(jī)”、“叉式和鏟式甜菜挖掘器”等甜菜收獲機(jī)械[2]。1966年文化大革命開始后，甜菜生產(chǎn)機(jī)械的研制工作全部終止。雖然這一時(shí)期甜菜生產(chǎn)機(jī)械的研制取得了一定的成績(jī)，但由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件限制，直到70年代初中期未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

20世紀(jì)70年末，為完成1980年基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的目標(biāo)，國(guó)家加大了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的研制和生產(chǎn)力度，有計(jì)劃的派出了多種甜菜生產(chǎn)、技術(shù)考察團(tuán)到國(guó)外考察學(xué)習(xí)，引進(jìn)了一批國(guó)外甜菜生產(chǎn)機(jī)械樣機(jī)，同時(shí)國(guó)家科委、農(nóng)業(yè)部、輕工業(yè)部、農(nóng)機(jī)部、一級(jí)部等部委和甜菜產(chǎn)區(qū)的各省、自治區(qū)政府先后下達(dá)了甜菜生產(chǎn)機(jī)械的研制任務(wù)，甜菜、農(nóng)機(jī)部門相繼投入了大量的人力、物力開展研究工作，取得了一批研究成果，先后有中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所等單位研制成功“農(nóng)甜4TQ-2甜菜切纓機(jī)”，“農(nóng)甜4TW-2甜菜挖掘機(jī)”等二十多種，奠定了我國(guó)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的基礎(chǔ)。

雖然這一時(shí)期甜菜收獲機(jī)械的研制工作雖然取得了一定的成績(jī)，但還只是處于發(fā)展階段，研制的甜菜收獲機(jī)械均為牽引式分段作業(yè)機(jī)械，中小型居多，大多數(shù)采用主動(dòng)圓盤式仿形機(jī)構(gòu)和平直切刀切削裝置，挖掘器以叉式、鏵式和組合式為主，清理輸送裝置簡(jiǎn)單，水平較國(guó)外同類機(jī)型低。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力大量向城市轉(zhuǎn)移，甜菜種植地區(qū)勞動(dòng)力緊缺，尤其是季節(jié)性緊缺的矛盾突出，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本急劇上升，這就客觀上為甜菜生產(chǎn)機(jī)械化提出了更高的要求。各甜菜主產(chǎn)區(qū)農(nóng)場(chǎng)、糖廠等從德國(guó)、意大利、美國(guó)、西班牙、法國(guó)、俄羅斯、烏克蘭、日本等國(guó)家購(gòu)買各種甜菜生產(chǎn)機(jī)械，包括大馬力拖拉機(jī)、播種機(jī)、苗床整地機(jī)、育苗移栽機(jī)、施藥機(jī)、鋤草機(jī)、甜菜專用裝載機(jī)、甜菜起收機(jī)等，這些機(jī)械在各地甜菜生產(chǎn)中發(fā)揮了不同的作用，對(duì)促進(jìn)我國(guó)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。與此同時(shí)國(guó)內(nèi)一些研究單位開始爭(zhēng)取科研立項(xiàng)，開展甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的研究工作，已取得積極進(jìn)展。

2 甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的特點(diǎn)與作用

2.1 甜菜機(jī)械的機(jī)型

甜菜機(jī)械分為通用機(jī)械和專用機(jī)械，通用機(jī)械可以和大田作物通用，整地機(jī)械、中耕機(jī)械、植保機(jī)械均可與大田種作物通用；甜菜專用機(jī)械與眾不同，不能與大田作物生產(chǎn)機(jī)械通用，主要由甜菜收獲機(jī)、甜菜移栽機(jī)、甜菜育苗機(jī)等。此外，甜菜種植地區(qū)差別和栽培制度的不同，壟作、平作等情況較為復(fù)雜，為了適應(yīng)不同工作對(duì)象，各式各樣的甜菜機(jī)械、尤其是專用機(jī)械也就愈來愈多[3]，新型的機(jī)器還在不斷出現(xiàn)。

2.2 甜菜機(jī)械作業(yè)復(fù)雜

許多甜菜機(jī)械在作業(yè)時(shí)都不是只完成某項(xiàng)單一的任務(wù)，而是要完成一系列的作業(yè)項(xiàng)目。例如甜菜播種機(jī)在作業(yè)時(shí)除了將種子均勻排出而外，還要開溝、覆土(用濕土)、鎮(zhèn)壓；聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，要連續(xù)完成切纓、挖掘、清理、裝載等作業(yè)項(xiàng)目；聯(lián)合整地機(jī)要同時(shí)完成耙地、碎土、起壟、鎮(zhèn)壓，甚至深松等作業(yè)。此外，甜菜機(jī)械都是在田野作業(yè)，風(fēng)沙塵土多，環(huán)境條件差。由于地面不平或負(fù)荷不均，機(jī)器所受的振動(dòng)大，容易變形或疲勞失效，影響壽命和使用可靠性。

2.3 機(jī)械使用時(shí)間短

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很強(qiáng)的季節(jié)性。許多甜菜的播種期和收獲期都很短；這就使許多甜菜機(jī)械在一年內(nèi)的使用時(shí)間很短。甜菜播種機(jī)使用時(shí)間都不超過20天，甜菜收獲機(jī)械一年內(nèi)僅使用20～30天，中耕機(jī)、噴霧機(jī)等年使用時(shí)間都不超過40天，耕地機(jī)械的使用時(shí)間最長(zhǎng)，但一般也不過50天[4]。在病蟲災(zāi)害少的年景，許多甜菜植保機(jī)械都是備而不用的。

2.4 促進(jìn)甜菜生產(chǎn)技術(shù)措施的實(shí)施

甜菜機(jī)械作業(yè)能保證甜菜增產(chǎn)措施的有效實(shí)施，使用鏵式犁進(jìn)行深耕較人畜力耕作具有巨大優(yōu)勢(shì)，不僅效率高，而且翻耕質(zhì)量好，使用深松機(jī)進(jìn)行深松，最大松土深度可達(dá)60 cm，完全是人畜力所不能完成的。甜菜機(jī)械播種可以做到播量準(zhǔn)確，粒距均勻，播深一致，不但節(jié)約種子，而且為后期的田間管理創(chuàng)造了方便條件。植物保護(hù)機(jī)械噴灑藥劑時(shí)，能適合各種藥劑和甜菜的不同要求，調(diào)整霧滴大小，對(duì)甜菜的合適部位進(jìn)行噴施。甜菜生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)有力的促進(jìn)了各種增產(chǎn)措施和農(nóng)業(yè)新技術(shù)的實(shí)施。

2.5 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

甜菜的播種期、移栽期都很短，必須適時(shí)完成，才能保證甜菜生長(zhǎng)良好。甜菜播種機(jī)、移栽機(jī)由于作業(yè)速度快、效能高、可以做到“不違農(nóng)時(shí)”。部分甜菜機(jī)械還有完善的電子監(jiān)測(cè)、計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，能自動(dòng)完成一些復(fù)雜的操作，有效地降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和緊張程度，改善作業(yè)環(huán)境。同時(shí)由機(jī)器替代人畜力作業(yè)，減少了勞動(dòng)力數(shù)量，提高生產(chǎn)效率。

2.6 甜菜機(jī)械的使用要求

甜菜生產(chǎn)對(duì)機(jī)械的要求是多方面的，應(yīng)具有工作可靠、堅(jiān)固耐用、重量輕、形體小、功效高、便于操作調(diào)整、易于維護(hù)修理等特點(diǎn)。甜菜機(jī)械的工作部件應(yīng)有足夠大的調(diào)節(jié)范圍，能夠滿足甜菜技術(shù)的需要；應(yīng)盡可能多地?cái)U(kuò)大其作業(yè)項(xiàng)目，一機(jī)多用，實(shí)行聯(lián)合作業(yè)，提高作業(yè)效率；應(yīng)有較完備的安全防護(hù)裝置，駕駛室座位應(yīng)有一定的舒適性。

3 甜菜機(jī)械化栽培技術(shù)應(yīng)用

甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的范圍，包括在甜菜生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中使用機(jī)械代替人、畜力以提高效率和質(zhì)量或完成人、畜力做不到的工作的廣闊領(lǐng)域[5]。甜菜生產(chǎn)機(jī)械化主要包括耕作機(jī)械化、播種栽植機(jī)械化、施肥機(jī)械化、農(nóng)田排灌機(jī)械或、植物保護(hù)機(jī)械或、收獲機(jī)械化等。

是司機(jī)。司機(jī)被拎著手槍、閉住眼睛，頭仰靠在沙發(fā)上的何良諸震懾住了。司機(jī)弓身，點(diǎn)然香煙，吸一口，沒有作聲。剛才，在外面等得不耐煩，火氣直竄，才闖進(jìn)來的。司機(jī)火全消了，何良諸遇到啥坎了？

3.1 甜菜耕整地作業(yè)

3.1.1 耕地作業(yè)

耕地機(jī)械的種類和型式很多，其中以鏵式犁應(yīng)用最廣。鏵式犁工作時(shí)犁體切開一定寬度和深度的垡條后，在犁體曲面的作用下，垡條初步破碎倒在前一犁體翻起的土垡上，犁體曲面的不同決定了鏵式犁的碎土和翻土性能。耕地的基本行走方法有內(nèi)翻法和外翻法兩種，耕后土垡松碎，不產(chǎn)生立垡或回垡，田面平整。耕深應(yīng)隨土壤、動(dòng)力、季節(jié)等不同而合理選擇，通常在16～30 cm之間，土層厚的地區(qū)可達(dá)20～30 cm，土層薄的地區(qū)可在16～20 cm，一般情況下秋耕宜深，而春耕宜淺[6]。甜菜田在耕翻時(shí)可根據(jù)土地情況和農(nóng)藝要求選擇合適的鏵式犁與拖拉機(jī)組成機(jī)組，充分發(fā)揮拖拉機(jī)的牽引力和牽引效率，既能滿足生產(chǎn)的要求，又具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

3.1.2 整地作業(yè)

甜菜地耕翻完后，土伐不規(guī)則的分布于地表，塹溝較多，起伏不平，必須經(jīng)過整地作業(yè)使土塊散碎，地表平整，土壤緊實(shí)度適宜，耕層形成上虛下實(shí)的種床，才能播種，保證甜菜種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)。

耙地方式有順耙、橫耙和對(duì)角耙，順耙的碎土作用小，適用于輕質(zhì)土壤和狹長(zhǎng)地塊；橫耙的碎土和平土作用大，適用于較寬的大地塊，對(duì)角耙碎土的作用介于兩者之間，平地、碎土作用都較好，機(jī)組行進(jìn)也較平穩(wěn)，適宜于大地塊。這三幾種方法可單獨(dú)使用，亦可以組合使用。鎮(zhèn)壓有壓實(shí)土壤、壓碎土塊和平整地面的作用。常用的鎮(zhèn)壓器多為牽引式，三組呈“品”字形排列，前后組還應(yīng)有一定的重疊度。決定作業(yè)質(zhì)量的主要參數(shù)是鎮(zhèn)壓器的質(zhì)量與直徑，直徑小的鎮(zhèn)壓器接地壓力大，較易壓入土中，直徑大的通過性好，阻力小，壓碎土壤的能力較弱。

整地分單項(xiàng)和復(fù)式作業(yè)，主要使用重耙、輕耙、釘齒耙、彈齒耙、V型鎮(zhèn)壓器、網(wǎng)環(huán)形鎮(zhèn)壓器、圓筒形鎮(zhèn)壓器等，對(duì)于粘性土壤宜用重型圓盤耙，對(duì)于輕質(zhì)土壤一般使用圓盤耙。

3.1.3 深松作業(yè)

深松作業(yè)可結(jié)合整地、中耕進(jìn)行，也可以單獨(dú)進(jìn)行。在土層薄或鹽堿土地區(qū)采取深松可防止未熟化土壤和含鹽分高的土壤被翻到表層，影響甜菜出苗、生長(zhǎng)。深松并結(jié)合施肥，甜菜增產(chǎn)效果更好。甜菜深耕的后效可達(dá)3～4年，其中尤以第一、第二年增產(chǎn)效果明顯[7]，在土壤黏重、潛在肥力高的土壤上，深耕后效的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

3.2 甜菜播種機(jī)作業(yè)

甜菜機(jī)械化播種作業(yè)可以保證株行距一致，播種量、播種深度均勻，尤其是精量播種，播種量更為精確。甜菜的播種量受種植密度、播種方法、整地質(zhì)量、種子發(fā)芽率及墑情等因素影響而有所變化。一般每公頃地用種量為，多粒種30～60 kg，單粒種7.5～30 kg，包衣種15 kg，丸?；z傳單粒種10～15萬粒。如果整地不好，干旱，土壤粘重或是中度鹽堿地，種子發(fā)芽率較低，播量適當(dāng)增加；相反，播量適當(dāng)減少。

甜菜種球內(nèi)種子很小，破土能力較弱，因此播種時(shí)覆土切忌過深，一般以3 cm左右為宜。在土壤墑情較好或粘性土壤，播種可適當(dāng)淺些，播深在2 cm左右為宜。如土壤墑情不好的較疏松性土壤，播種深度可適當(dāng)加大，可采取深開溝，淺覆土的辦法[8]，使種子能夠播在濕土上，覆土在3 cm左右。在春季干旱風(fēng)大、土壤墑情不好的地區(qū)，覆土深度可以適當(dāng)加深，但最深不能超過5 cm。

3.3 甜菜紙筒育苗機(jī)械化移栽作業(yè)

移栽機(jī)結(jié)構(gòu)雖然不十分復(fù)雜，但設(shè)計(jì)巧妙，制造精細(xì)，工藝要求高。目前生產(chǎn)中使用最多約占80-90%是機(jī)引雙行移栽機(jī)，配套動(dòng)力20-60馬力拖拉機(jī)，需駕駛員1人,分苗、供苗每壟2人，裝箱及倒運(yùn)1-2人；全自動(dòng)移栽機(jī)只需要拖拉機(jī)駕駛員1人和1-2人苗床裝箱倒運(yùn)。機(jī)械移栽甜菜紙筒秧苗栽的直、深度一致，株、行距一定，所以種植均勻，機(jī)械移栽較人工移栽效率可提高8-10倍。調(diào)節(jié)株距通常用改變傳動(dòng)比的辦法來實(shí)現(xiàn)，即采用更換主、被動(dòng)鏈輪的辦法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.4 中耕機(jī)作業(yè)

中耕機(jī)組的行走路線必須嚴(yán)格遵照播種機(jī)組的行走路線，行進(jìn)速度不宜過快，在地頭必須降速回轉(zhuǎn)，中耕機(jī)手應(yīng)注意苗行兩側(cè)鋤鏟的位置，保持一定的護(hù)苗帶。在同行間的各工作部件的工作范圍有一定重復(fù)，才能不漏耕，達(dá)到預(yù)期的中耕目的。中耕機(jī)組的工作幅寬及作業(yè)行數(shù)應(yīng)與播種機(jī)組的工作幅寬及作業(yè)行數(shù)相同，或者后者是前者的整數(shù)倍，工作部件的排列應(yīng)滿足不漏耕、不堵塞、不傷苗。中耕時(shí)拖拉機(jī)在甜菜行間通過，因此必須根據(jù)作業(yè)要求，調(diào)整輪式拖拉機(jī)的輪距，對(duì)于履帶式拖拉機(jī)則要換用窄履帶。

3.5 甜菜植物保護(hù)技術(shù)

甜菜植保機(jī)械化應(yīng)能滿足甜菜等在不同生態(tài)以及不同自然條件下植物病菌、害蟲和雜草的防治要求，能將液體、粉劑等各種劑型的化學(xué)農(nóng)藥均勻地分布在甜菜葉片上，所施用的化學(xué)農(nóng)藥應(yīng)有較高的粘附率，以及較少的飄移損失。

為保證噴施藥劑的作業(yè)質(zhì)量，農(nóng)機(jī)牽引的速度不可超過6～7 km/h。因?yàn)樽鳂I(yè)速度，工作壓力，噴嘴，噴灑幅度，行長(zhǎng)度，往返次數(shù)等因素均會(huì)影響試劑的耗量[9]。除必須檢查藥箱的加水量外，必須檢查噴嘴與葉片的距離、方向和角度。

3.6 甜菜灌溉作業(yè)

甜菜生育期灌溉要根據(jù)甜菜各個(gè)時(shí)期植株的需水狀況以及植株和土壤的蒸騰作用進(jìn)行。考慮甜菜田出現(xiàn)特殊情況時(shí)，采用單獨(dú)灌溉，每公頃用水量25～30 mm，可以向作物持續(xù)供應(yīng)8～10天。在蒸騰作用很強(qiáng)的情況下，須縮短灌溉的間隔時(shí)間。壟間封閉前，即使出現(xiàn)土壤水分不足的情況也不用灌溉，因?yàn)檫@時(shí)可以促進(jìn)根系向土壤深處生長(zhǎng)。在極干旱的年份，可以采取灌溉方式補(bǔ)充水分，每公頃灌溉量約20 mm，可以促進(jìn)幼苗快速生長(zhǎng)，田間植株分布均勻。

3.7 甜菜機(jī)械化收獲作業(yè)

甜菜機(jī)械化收獲方法主要有二種，即聯(lián)合收獲和分段收獲[10]。聯(lián)合收獲法是指用甜菜聯(lián)合收獲機(jī)一次作業(yè)完成切纓、挖掘、清土、裝運(yùn)等工序。此法的優(yōu)點(diǎn)是一次完成所有甜菜收獲作業(yè)，所需要的勞動(dòng)力少，勞動(dòng)生產(chǎn)率可以大幅度提高，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，收獲損失也較小，適用于經(jīng)營(yíng)規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)。它的缺點(diǎn)是聯(lián)合收獲機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，投資費(fèi)用大，而在一年中的使用時(shí)間短，并要求有較高的使用技術(shù)。

分段收獲法也稱兩段法或三段法收獲。先用切去甜菜葉纓，然后再用甜菜挖掘機(jī)起收并裝運(yùn)，或先用切去甜菜葉纓，用甜菜挖掘機(jī)挖出甜菜集條，再用撿拾機(jī)械撿拾并裝運(yùn)。此法的優(yōu)點(diǎn)是甜菜收獲時(shí)可以各自完成作業(yè)，缺點(diǎn)是機(jī)器兩次或三次作業(yè)，對(duì)土壤破壞和壓實(shí)程度增加，油料消耗比聯(lián)合收獲法增加7%～10%。

4 結(jié)論

(1)從20世紀(jì)50年代仿制前蘇聯(lián)的甜菜機(jī)械開始，甜菜生產(chǎn)機(jī)械化經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，取得了一批研究成果，奠定了我國(guó)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力大量向城市轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本急劇上升，制糖企業(yè)、農(nóng)場(chǎng)等單位從國(guó)外進(jìn)口了一批甜菜生產(chǎn)機(jī)械，同時(shí)國(guó)內(nèi)也開始積極開展甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的研究工作，取得積極進(jìn)展，對(duì)促進(jìn)我國(guó)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

(2)甜菜生產(chǎn)機(jī)械種類繁多，作業(yè)復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境條件差，要求甜菜機(jī)械應(yīng)有較完備的安全防護(hù)裝置，工作部件應(yīng)有足夠大的調(diào)節(jié)范圍，能夠?qū)嵭新?lián)合作業(yè)。甜菜生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)具有改善勞動(dòng)條件、節(jié)省勞動(dòng)力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的作用。

(3)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化就是使用機(jī)械代替人、畜力完成甜菜生產(chǎn)各環(huán)節(jié)作業(yè)的過程，以提高效率和質(zhì)量，或完成人、畜力做不到的工作的廣闊領(lǐng)域，能夠爭(zhēng)取時(shí)間，不違農(nóng)時(shí)，促進(jìn)農(nóng)藝措施的實(shí)施，保證甜菜增產(chǎn)增收。