南方丘陵地區(qū)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策

曾　熠，方志超

南方丘陵地區(qū)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策

曾熠，方志超*

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長沙 410128)

雖然南方丘陵地區(qū)是花生生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)，但該區(qū)域的花生生產(chǎn)機(jī)械化水平較低。為推動(dòng)南方丘陵山區(qū)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化進(jìn)程，對(duì)南方丘陵山區(qū)花生種植規(guī)模、栽培模式及品種現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，分析了耕整起壟、種植、田間管理、收獲等花生生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械化技術(shù)水平，指出了產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合不夠、現(xiàn)有裝備不成熟及缺乏關(guān)鍵環(huán)節(jié)作業(yè)裝備是制約南方丘陵山區(qū)花生生產(chǎn)機(jī)械化的主要因素。圍繞積極推進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相融合、提高機(jī)具的設(shè)計(jì)制造水平和加工工藝等方面，提出了加快推進(jìn)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化的發(fā)展思路與對(duì)策。

花生、南方丘陵山區(qū)、全程機(jī)械化、現(xiàn)狀、對(duì)策

花生是我國南方丘陵地區(qū)繼油菜之后的第二大油料作物，對(duì)我國糧油安全具有重要的戰(zhàn)略意義[1]?；ㄉ墓屎?4%～56%優(yōu)質(zhì)食用油、22%～30%易消化的蛋白質(zhì)以及各種維生素和礦物質(zhì)元素等，莢果單產(chǎn)和價(jià)格遠(yuǎn)高于其他油料作物[2]。國家統(tǒng)計(jì)局對(duì)我國南方主要省份花生生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析發(fā)現(xiàn)，2007～2016年南方產(chǎn)區(qū)花生平均年種植總面積約為86.88萬hm2，占全國花生平均種植面積的 19.3%；且種植面積逐年在擴(kuò)大，從2007年的71.04萬hm2增至2016年的96.09萬hm2，增幅達(dá)35.3%[3]。但是目前南方丘陵地區(qū)花生種植及生產(chǎn)仍以傳統(tǒng)的人工為主，以湖南為例,花生生產(chǎn)機(jī)械化水平較低，其耕種收綜合機(jī)械化水平與我國主要農(nóng)作物平均水平相比存在較大差距，且花生屬勞動(dòng)密集型旱地作物，作業(yè)生產(chǎn)成本要高于其他農(nóng)作物[4]；此外，隨著我國人口老齡化情況加劇及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)投入的時(shí)間和精力受限，對(duì)花生生產(chǎn)機(jī)械化的需求日益迫切。實(shí)現(xiàn)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化，既可以提高作業(yè)效率、解決勞力不足的問題，還可降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。

在新形勢(shì)下，大力發(fā)展和推廣花生機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)成為促進(jìn)花生產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。為推動(dòng)南方丘陵山區(qū)花生全程機(jī)械化發(fā)展，通過總結(jié)南方丘陵山區(qū)花生生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)存問題，提出了發(fā)展花生生產(chǎn)全程機(jī)械化的思路與對(duì)策。

1　花生種植農(nóng)藝要求及概況

南方丘陵山區(qū)雨水充足，所以花生種植模式主要以排能灌和防止耕田積水的畦作為主。以湖南為例，一般起畦具體要求為：畦面寬70～95 cm，畦高15～20 cm；播深為8～15 cm，播種密度往往以中熟大?；ㄉ慨€地8000～9000穴(每穴2粒，下同)為宜，中熟中粒花生以每畝地10000穴為宜；行距及株距均在25 cm左右[5]?；ㄉN植的行距、株距、種植深度以及土壤類別等都是決定花生產(chǎn)量的重要因素。推進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相融合，既可適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)又符合農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)要求。

我國南方丘陵山區(qū)比例超過60%的省份依次是云南、貴州、四川、重慶、福建、廣西、江西、湖南、湖北、浙江和廣東(不包括臺(tái)灣省)11個(gè)省份，地域跨度大，涵蓋亞熱帶、熱帶等不同氣候區(qū)域，具有豐富的光、熱、水、土和生物資源。我國南方花生產(chǎn)區(qū)主要分布于長江及珠江流域，花生作物的適應(yīng)性強(qiáng)，在這些省份均有不同范圍的種植，分析上述省份花生的種植狀況可獲悉南方丘陵地區(qū)花生的總體情況。以2018年為例，各省花生的種植狀況如表1所示[3]。

通過表1可知，種植面積及總產(chǎn)量最高的均為廣東省，分別達(dá)到了332480hm2和104.4萬噸，其次分別是湖北、廣西、四川以及湖南等地，其花生種植面積均達(dá)到了較大規(guī)模；而產(chǎn)量除云南外其他省份都達(dá)到了2000 kg/hm2，由此可以表明花生產(chǎn)業(yè)效益可觀。南方丘陵山區(qū)是我國重要的花生生產(chǎn)基地，在我國花生產(chǎn)業(yè)中居于重要地位，加快提高花生生產(chǎn)各環(huán)節(jié)機(jī)械化水平是進(jìn)一步推動(dòng)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

表1　南方丘陵山區(qū)花生播種面積、產(chǎn)量和單產(chǎn)

2　花生生產(chǎn)各主要環(huán)節(jié)機(jī)械化技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1　耕整地環(huán)節(jié)

花生雖然適應(yīng)性較強(qiáng)，對(duì)土壤條件的要求不高，但重視耕整地環(huán)節(jié)，創(chuàng)造良好的土壤條件，是花生產(chǎn)量和品質(zhì)的重要保障。針對(duì)南方的山坡丘陵地形，實(shí)施深松整地、改善土壤環(huán)境、提高蓄水保墑能力，可有效提高花生的產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。

南方丘陵山區(qū)的耕整地機(jī)械以小型、靈活為主，多為通用機(jī)械。旋耕機(jī)、深耕犁等機(jī)具與常規(guī)動(dòng)力機(jī)械配套使用，機(jī)械可靠性較高，性能穩(wěn)定，能滿足基本的生產(chǎn)需求[7]。近幾年應(yīng)用較為廣泛的是手扶拖拉機(jī)配套旋耕起壟機(jī)或拖拉機(jī)配套旋耕起壟機(jī)，可以一次完成旋耕、碎土、開溝起壟等作業(yè)。使用旋耕機(jī)整地，可以起到充分碎土、平整地塊等作用，提供深、細(xì)、平、凈的土壤環(huán)境[8]。微耕機(jī)配套旋耕起壟機(jī)，如圖1所示，具有起壟效果好及使用成本低等優(yōu)點(diǎn)，深受南方丘陵山區(qū)小面積種植農(nóng)戶的青睞。

圖1　微耕機(jī)配套旋耕起壟機(jī)

由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的1GZ-160型花生苗床整理聯(lián)合作業(yè)機(jī)，可一次性完成花生種植前的旋耕整地、開溝起壟等種前作業(yè)，為播種創(chuàng)造良好的田間環(huán)境，并極大提高作業(yè)效率，廣泛應(yīng)用于湖南及周邊地區(qū)，如圖2和圖3所示。

圖2　1GZ-160型花生苗床整理聯(lián)合作業(yè)機(jī)

圖3　現(xiàn)場(chǎng)效果圖

2.2　種植環(huán)節(jié)

花生種植是生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)適量的花生播種技術(shù)，是提高花生種植效率、種植質(zhì)量的重要途徑，但目前花生播種機(jī)械對(duì)南方丘陵山區(qū)的花生品種以及種植方式適應(yīng)程度較低，一定程度上阻礙了當(dāng)?shù)鼗ㄉa(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如圖4所示，現(xiàn)階段基本都是采用人工播種或手推式花生播種機(jī)的方式，盡管手推式花生播種機(jī)具有質(zhì)量輕巧、操作容易，在一定程度上可降低勞動(dòng)強(qiáng)度等特點(diǎn)[9-10]，但依然存在著作業(yè)效率不高，可靠性較低，功能單一等問題，隨著花生生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程不斷推進(jìn)，播種機(jī)械應(yīng)努力滿足花生生產(chǎn)聯(lián)合作業(yè)的播種需求。

圖4　手推式花生播種機(jī)

由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2BHG-160型花生旋耕高壟單粒播種機(jī)，以拖拉機(jī)為動(dòng)力，可聯(lián)合作業(yè)一次性完成旋耕整地、開溝筑壟、單粒精播及覆土鎮(zhèn)壓等所有工序，該機(jī)特別適用于南方旱澇多發(fā)地區(qū)播種花生、大豆、玉米等農(nóng)作物，增產(chǎn)增收效果極為顯著，如圖5所示。

圖5　2BHG-160型花生旋耕高壟單粒播種機(jī)

2.3　田間管理環(huán)節(jié)

花生的田間管理包括中耕培土、追肥、植保等，加強(qiáng)田間管理是提高花生產(chǎn)量和品質(zhì)的重要保證[11-12]。由于受地形地貌的限制，南方丘陵山區(qū)的花生田間管理主要是依靠人工完成，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。目前在田間管理機(jī)械化作業(yè)中主要使用通用機(jī)械，機(jī)具偏小型化，作業(yè)質(zhì)量較差、技術(shù)發(fā)展落后。南方丘陵山區(qū)的花生機(jī)械中耕培土大多使用通用的中耕培土機(jī)進(jìn)行中耕培土作業(yè)，疏松土壤，增加土壤的透氣性，提高花生坐果率，如圖6所示。

圖6　中耕培土機(jī)

花生植保機(jī)械主要為通用型植保機(jī)械，如電動(dòng)背負(fù)式噴霧器，自走式噴霧機(jī)及農(nóng)用植保無人機(jī)等。小面積植保作業(yè)需求，電動(dòng)背負(fù)式噴霧機(jī)可基本滿足[9]，目前在南方丘陵山區(qū)的植保作業(yè)還是以背負(fù)式噴霧器為主，自走式噴霧機(jī)及無人機(jī)應(yīng)用很少。農(nóng)民專業(yè)合作社普遍使用農(nóng)用植保無人機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)，如圖7所示。植保無人機(jī)作業(yè)不受農(nóng)作物高矮程度以及地形地貌的影響，具有較高的工作效率而且方便，快捷。載藥箱容積大多在5～20L，廣泛用于大面積的植保作業(yè)。

圖7 農(nóng)用植保無人機(jī)

2.4　收獲環(huán)節(jié)

花生機(jī)械化收獲是全程機(jī)械化發(fā)展的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在花生生產(chǎn)過程中消耗工時(shí)最多，高效的機(jī)械化收獲成為當(dāng)前發(fā)展花生種植全程機(jī)械化最迫切的需求[13]。南方丘陵山區(qū)的花生機(jī)械化收獲率偏低，大部分地區(qū)仍然以人工收獲為主，只有少部分地區(qū)采用分段收獲機(jī)收獲。聯(lián)合收獲機(jī)械僅在南方丘陵山區(qū)的局部地區(qū)開展了機(jī)械化試驗(yàn)和推廣示范。

分段收獲即先用挖掘犁或挖掘收獲機(jī)進(jìn)行花生的挖掘然后條鋪在田間，再使用花生撿拾機(jī)完成撿拾，由花生摘果機(jī)進(jìn)行摘果。小型花生收獲機(jī)(如圖8所示)是南方丘陵山區(qū)廣泛使用的一類收獲機(jī)械[14-15]，較花生挖掘犁在功能上有了很大的提高，但仍需人工或者機(jī)械撿拾、運(yùn)集、摘果。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的高地隙自走式地下塊莖收獲機(jī)可一次性完成花生收獲的挖掘、果土分離、輸送及地面鋪放等工序，但目前尚未推廣，如圖9所示。

圖8　小型花生分段收獲機(jī)

圖9　高地隙自走式地下塊莖收獲機(jī)

3　制約南方丘陵山區(qū)花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展主要問題

3.1　農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合進(jìn)程緩慢

南方丘陵山區(qū)種植的花生品種多數(shù)都存在植株倒伏程度大、果柄強(qiáng)度低等情況，花生機(jī)械化收獲時(shí)很難保證工作效率和損失率。目前南方丘陵山區(qū)花生種植農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合較緩，農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)與花生機(jī)械化生產(chǎn)要求不配套[16]，花生種植和栽培流程還不能很好的滿足機(jī)械化生產(chǎn)的需求。農(nóng)藝部門在花生育種上過于注重高產(chǎn)量、抗逆性強(qiáng)，尚未為了適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)開展花生品種改良。

3.2　花生生產(chǎn)機(jī)械裝備性能落后

目前南方丘陵山區(qū)花生機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)比較落后，與國內(nèi)主要糧食作物的機(jī)械化水平相比還有著不小差距。研究的具體方向還存在的一定盲目性，部分關(guān)鍵技術(shù)難題還未得到有效解決，那些較小分散，高低不平的地塊，大型機(jī)械根本無法發(fā)揮作用，甚至小型機(jī)械都難以保證作業(yè)質(zhì)量。對(duì)于自動(dòng)化、機(jī)電一體化、智能化等高新技術(shù)方向的應(yīng)用還非常少。現(xiàn)有花生生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的適應(yīng)性、可靠性和生產(chǎn)效率有待提高，花生播種機(jī)存在傷種率高、作業(yè)效率低等問題。半喂入花生聯(lián)合收獲機(jī)適應(yīng)性差，撿拾聯(lián)合收獲機(jī)破損率和裂夾率偏高等問題較為突出。功能單一的小型機(jī)具偏多，多功能聯(lián)合作業(yè)機(jī)具研發(fā)進(jìn)程較為緩慢，聯(lián)合收獲機(jī)多數(shù)是從國外引進(jìn)，缺乏自主創(chuàng)新的產(chǎn)品。

3.3　規(guī)?；N植少，產(chǎn)品附加值低

南方丘陵山區(qū)田塊分散，且地形地貌復(fù)雜，花生的耕作面積普遍比較小，少有大中型花生生產(chǎn)經(jīng)營主體，客觀條件導(dǎo)致機(jī)械的高效性難以發(fā)揮；另外，花生后期加工受限，規(guī)?；庸て髽I(yè)數(shù)量較少，難以起到示范帶頭效果。大部分花生食用油加工設(shè)備都已經(jīng)落后，很難保證較高的出油率以及出油品質(zhì)，缺乏出口或訂單式銷售渠道，無法實(shí)現(xiàn)花生的深加工，加工產(chǎn)品類型少，各環(huán)節(jié)結(jié)合不緊湊，產(chǎn)業(yè)鏈較短，花生新產(chǎn)品開發(fā)相對(duì)滯后，附加值不高，花生種植缺少利潤增值空間。

4　花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展思路與對(duì)策

4.1　以農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化為抓手，積極推進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相融合

推進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相融合才能使我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路走的更遠(yuǎn)，農(nóng)藝專家在以高產(chǎn)量、高出油率等傳統(tǒng)指標(biāo)作為花生育種和栽培目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該注意結(jié)合機(jī)械設(shè)備適應(yīng)性、花生育種、種植制度等多方面進(jìn)行綜合考慮，系統(tǒng)推進(jìn)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化進(jìn)程。花生生產(chǎn)機(jī)械的適應(yīng)性在不同的種植制度下有著明顯的差異，而且南方丘陵山區(qū)由于地形復(fù)雜，有著復(fù)雜多樣的種植制度，在建立花生種植制度過程中，應(yīng)將機(jī)械適應(yīng)性作為農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的一項(xiàng)重要指標(biāo)。制定怎樣的標(biāo)準(zhǔn)，走什么樣的機(jī)械化發(fā)展道路，首先應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境條件，因地制宜。發(fā)展南方丘陵山區(qū)的花生生產(chǎn)機(jī)械化，必須要把握好這一條發(fā)展機(jī)械化道路的客觀規(guī)律，通過結(jié)合南方丘陵山區(qū)當(dāng)?shù)赝寥捞攸c(diǎn)，氣候條件等生產(chǎn)實(shí)際，建立適合不同生產(chǎn)區(qū)特點(diǎn)的種植制度以及生產(chǎn)模式進(jìn)行推廣示范，同時(shí)開展技術(shù)培訓(xùn)，積極引導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶采用統(tǒng)一的農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)，更好地實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相融合。

4.2　以質(zhì)量為核心，提高機(jī)具的設(shè)計(jì)制造水平和加工工藝

要提高南方丘陵山區(qū)的花生生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備性能，則必須對(duì)花生各生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及到的機(jī)具進(jìn)行全面、深入的理論和試驗(yàn)研究，加強(qiáng)對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)裝備的消化吸收和自主創(chuàng)新力度。組織有關(guān)院校、科研單位和企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化，解決技術(shù)難題，研發(fā)操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)、功能全、實(shí)現(xiàn)互換性以及具有較高技術(shù)含量的機(jī)械，滿足生產(chǎn)需求。努力向智能農(nóng)機(jī)方向發(fā)展，采用圖像識(shí)別，導(dǎo)航定位等高新技術(shù)和先進(jìn)的加工工藝，提升產(chǎn)品的技術(shù)水平和技術(shù)含量，并在充分的生產(chǎn)試驗(yàn)考核中熟化技術(shù)，使產(chǎn)品定型，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化批量生產(chǎn)。

4.3　以政策為導(dǎo)向，建立完善的農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)體系

農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)人員應(yīng)充分發(fā)揮服務(wù)保障工作，為小農(nóng)戶提供專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，使其掌握熟練的操作技巧和排障能力，完善售后服務(wù)[17-18]，讓農(nóng)機(jī)產(chǎn)品得到更有效地推廣。建立一套完善的農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)體系，加速科技成果轉(zhuǎn)化。重視農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，將適合南方丘陵山區(qū)的新型花生機(jī)械化產(chǎn)品迅速推廣并應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中。通過舉辦技術(shù)培訓(xùn)講座、開展現(xiàn)場(chǎng)演示會(huì)等方式進(jìn)行推廣，并對(duì)農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)人員進(jìn)行嚴(yán)格的專業(yè)技術(shù)考核。

加強(qiáng)花生生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)示范基地的建設(shè)，展示花生機(jī)械化作業(yè)的高效性，發(fā)揮農(nóng)機(jī)部門與農(nóng)民合作社的示范帶頭作用，通過開展現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化作業(yè)演示以及舉辦農(nóng)機(jī)展會(huì)等各種活動(dòng)，推廣與應(yīng)用先進(jìn)機(jī)具。

4.4　以效益為目標(biāo)，發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈提高產(chǎn)品附加值

進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈，增加產(chǎn)品附加值。加大對(duì)花生生產(chǎn)加工企業(yè)的政策支持力度，促進(jìn)加工生產(chǎn)體系改革，鼓勵(lì)企業(yè)開展科技創(chuàng)新。充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的作用，更好地利用南方丘陵山區(qū)的花生產(chǎn)品資源，提高花生產(chǎn)品的附加值，讓農(nóng)民分享產(chǎn)業(yè)鏈延伸所帶來的可觀效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與農(nóng)民共贏，只有充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民對(duì)花生種植的積極性，才能夠推動(dòng)花生生產(chǎn)全程機(jī)械化的發(fā)展。

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Status and development strategy of full mechanization of peanut in the hilly area of south China

ZENG Yi，F(xiàn)ANG Zhichao*

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China)

The hilly area of south China is the main peanut production area, but the level of peanut production mechanization is relatively low in this area. To promote the full mechanization of peanut production in the southern hill region of China, the peanut planting scale, cultivation mode and variety status in the hilly area of south China are summarized in this paper. The mechanization technology level of peanut production links such as plowing, ridging, planting, field management, and harvesting is analyzed, and the issues restricting the mechanization of peanut production in the hilly area of south China are pointed out, which mainly include the small scale of the industry, the lack of integration of agricultural machinery and agronomy, the immature existing equipment, and the lack of operational equipment for key links. This paper focuses on actively promoting the integration of agricultural machinery and agronomy and improving the design and manufacturing level and processing technology of machinery and tools. Finally, the development ideas and countermeasures of accelerating peanut mechanization were put forward.

peanuts, southern hills and mountains, full mechanization, current situation, countermeasures

S233

A

2096–8736(2021)06–0004–06

曾熠，男，（1999—），湖南邵東人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械裝備設(shè)計(jì)。

方志超，男，（1987—），湖南岳陽人，博士，講師，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械裝備設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯：張亦弛

英文編輯：唐琦軍