丘陵山區(qū)浙貝母機械化生產(chǎn)模式的效益分析*

黃政暉，章勇杰，倪忠進，倪益華，楊自棟，溫春雨

(浙江農(nóng)林大學光機電工程學院，浙江 杭州 311300）

0 引言

浙江省中醫(yī)藥的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為完整，種植產(chǎn)業(yè)約為60億元，其中浙貝母種植總量占全國的90%[1]。浙貝母生產(chǎn)效率低、機械化水平低等一系列問題隨著浙貝母種植面積的擴張逐漸出現(xiàn)。浙貝母機械化生產(chǎn)的難題主要在于浙江丘陵山區(qū)坡地較多[2]、地塊小且分散，中大型農(nóng)機無法發(fā)揮自身的效果和作用；農(nóng)戶采用的種植模式不統(tǒng)一也造成了困難。

項目組初步摸索出能實際生產(chǎn)應用的浙江丘陵山區(qū)浙貝母全程機械化生產(chǎn)技術(shù)路線以及生產(chǎn)模式，不僅可以提高植株生產(chǎn)效率，減輕人工勞動強度，降低浙貝母生產(chǎn)成本，進而增強市場競爭力，提高農(nóng)民經(jīng)濟水平，也為農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移提供硬性條件，進而奠定浙貝母生產(chǎn)專業(yè)化服務(wù)的基礎(chǔ)，進一步推動發(fā)展浙江丘陵山區(qū)的中藥材專業(yè)化服務(wù)。浙貝母全程機械化作業(yè)的技術(shù)路線為機械整地、機械起壟播種、機械植保、機械殺秧、機械收獲等。

為了提高浙江丘陵山區(qū)浙貝母生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，確保浙貝母產(chǎn)能，降低人工勞動成本，提高農(nóng)民的整體收入。項目組通過浙貝母種植生產(chǎn)示范地的試驗與研究并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，對人工生產(chǎn)浙貝母與機械化生產(chǎn)的產(chǎn)值、成本和效益進行分析，根據(jù)試驗結(jié)果提出發(fā)展建議。

1 試驗工作情況

1.1 試驗地選擇

浙貝母的產(chǎn)地主要集中在金華、麗水、舟山、余姚等地，其中浙江省金華市磐安縣為我國最大的浙貝母種植基地，占全國浙貝母總產(chǎn)量的70%左右，僅磐安縣的浙貝母種植農(nóng)田面積就超過了2萬畝。

浙江農(nóng)林大學承擔的“丘陵山區(qū)藥材適度規(guī)模生產(chǎn)全程機械化關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”項目是國家“十三五”重點研發(fā)計劃項目子課題，主要針對浙江丘陵山區(qū)浙貝母生產(chǎn)過程各關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過對旋耕機、浙貝母播種機、去莖機和收獲機等多種小型農(nóng)業(yè)機具的引進和試制，在金華市磐安縣迎賓家庭農(nóng)場（一家集農(nóng)機社會化服務(wù)和農(nóng)作物種植、加工、銷售為一體的農(nóng)民專業(yè)合作社）進行試驗示范，積極開展浙江丘陵山區(qū)浙貝母全程機械化生產(chǎn)技術(shù)的示范與推廣工作。

根據(jù)浙貝母的種植要求和運輸要求，選擇金華市磐安縣冷水村作為浙貝母種植示范地。該地的土壤為通氣性良好的砂質(zhì)土壤，土壤的酸堿度主要以酸性和中性為主，符合GB 15618-2018規(guī)定的二級標準，當?shù)乜諝鈼l件符合GB 3095-2016規(guī)定的二級標準，水質(zhì)條件符合GB 5084-2005規(guī)定的農(nóng)田灌溉水質(zhì)量標準，滿足浙貝母生長的條件以及運輸方便等要求。

1.2 技術(shù)路線及機具使用情況

項目實施前技術(shù)路線（原技術(shù)路線）如圖1所示。項目實施前浙貝母生產(chǎn)過程如下。

圖1 原技術(shù)路線

1）選好符合要求的種植地后，對種植地進行撒基肥，規(guī)格為商品有機肥（N5%、P2O55%、K2O5%、有機質(zhì)45%）4 500 kg/hm2～5 000 kg/hm2或雞糞6 000 kg/hm2～7 500 kg/hm2或者腐熟欄肥22 500 kg/hm2～30 000 kg/hm2[3]。

2）使用小型旋耕機進行機械化耕整地，耕作寬幅80 cm，耕作深度≥20 cm，碎土率≥80%[4]。

3）種植地耕整完之后進行人工起壟開溝，做成龜背形畦，畦寬連溝100 cm，溝寬20 cm，溝深25 cm。相鄰兩畦中對中寬100 cm，凸起部分覆土后形成排水溝。

4）進行人工播種浙貝母，單壟5行，行距15 cm，株距10 cm。

5）進行植保作業(yè)，通過使用小型噴霧機噴灑農(nóng)藥進行植保[5]。

6）機械殺秧，采用一字刀殺秧機具進行殺秧作業(yè)。

7）人工收獲，目前大部分采用的是人工挖掘收獲方式，使用短柄二齒耙從畦邊開始挖掘，二齒耙落在每行之間以防對浙貝母造成損傷[6]。

項目實施后全程機械化技術(shù)路線如圖2所示。根據(jù)該試驗的實施情況，相比于原技術(shù)路線，浙貝母生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化技術(shù)主要包括機械開溝、機械播種施肥、機械殺秧和機械收獲。機械化生產(chǎn)過程如下。

圖2 機械化生產(chǎn)技術(shù)路線圖

1）選取合適的旋耕起壟機代替人工起壟，調(diào)節(jié)機具工作的深度為20 cm～25 cm，開溝時控制每行的壟寬為100 cm，溝寬20 cm。

2）使用自主研究和開發(fā)的播種機配套小型四輪拖拉機進行播種作業(yè)，安裝了8個排種口和開溝器，使得播種的行距為10 cm，株距8 cm，播種深度為5 cm，在播種時通過肥料箱對種植地撒施種肥。排種口后安裝寬幅為80 cm的鎮(zhèn)壓輪，播種時鎮(zhèn)壓輪將開溝器撥起的土壤覆于種貝上形成覆土層，覆土層的深度為3 cm～4 cm。

3）改用無人植保機取代使用小型噴霧機噴灑農(nóng)藥進行植保[7]。

4）5月上、中旬，當浙貝母莖葉全部枯萎以后[8]，使用自主研究和開發(fā)的殺秧機進行殺秧工作。

5）當殺秧作業(yè)結(jié)束以后，選擇晴天使用浙貝母收獲機配套小型四輪拖拉機進行機械收獲，收獲機沿著畦面方向作業(yè)，機具工作完以后通過人工撿拾暴露于土壤表面的浙貝母和挖掘出機械收獲遺漏的地下浙貝母[9]。

綜上，浙貝母機械化生產(chǎn)技術(shù)路線相比原技術(shù)路線，在秸稈處理、施基肥、機械化耕整地、播種完稻草上壓土、人工除草施肥打藥的作業(yè)方式上沒有改變，在開溝播種、植保[10]、殺秧和收獲上采用了與原來不同的作業(yè)方式，即機械化作業(yè)。

2 試驗前后經(jīng)濟效益對比

試驗前后浙貝母生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)作業(yè)成本、作業(yè)質(zhì)量及經(jīng)濟效益對比如表1、表2、表3、表4所示，本項目按照1天10小時算1個工計算。

表1 浙貝母生產(chǎn)試驗前各環(huán)節(jié)用工情況

表2 浙貝母生產(chǎn)試驗后各環(huán)節(jié)用工情況

表3 項目實施前后各生產(chǎn)環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量對比

表4 項目實施前后平均每畝浙貝母經(jīng)濟效益對比

2.1 撒肥

試驗區(qū)大部分仍采用人工進行撒肥作業(yè)。但人工撒肥存在很多問題，作業(yè)效率低，人工勞動強度大，播撒不均勻。按照人均日工作量來算，單人平均每天可以撒肥5畝。按照當?shù)厝龇首鳂I(yè)的單個工價120元/天，則人工成本約為24元/畝。

2.2 旋耕

試驗前后在種植示范地在旋耕作業(yè)上沒有改進和變化。采用6.3 kW手扶拖拉機作為動力源的旋耕機進行旋耕。使用該機具配備需配套1人進行操作，日平均作業(yè)量為12畝，按照當?shù)貑蝹€工價150元/天，則人工成本約為12元/畝，機械使用成本約為10元/畝。則旋耕作業(yè)成本為22元/畝。

2.3 起壟、開溝

試驗前，在種植示范地采用傳統(tǒng)的人工起壟開溝，其工作效率低，單人日均工作量為1畝。按照當?shù)仄饓拧㈤_溝單個工價150元/天，則人工成本約為150元/畝。試驗后，使用起壟開溝機后，單人日均工作量提高至3畝，則人工成本約為49.5元/畝，增加機械使用成本約為20元/畝，試驗后作業(yè)成本約為69.5元/畝。則節(jié)約成本為80.5元/畝。

2.4 播種

試驗前，播種方式為人工播種，播種效率低，人工勞動強度大，單人日均工作量為1畝。按照當?shù)剞r(nóng)戶播種單個工價150元/天，則人工播種成本約為150元/畝。試驗后，使用自主研究和開發(fā)的播種機，配套18.4 kW以上的小型四輪拖拉機進行播種作業(yè)，根據(jù)試驗情況，使用播種機后單人日均工作量提高至3.6畝，則人工成本約為42元/畝，增加機械使用成本約為30元/畝，試驗后作業(yè)成本約為72元/畝。則節(jié)約成本為78元/畝。

2.5 施肥

試驗前，施肥成本幾乎與撒肥相近，為24元/畝。試驗后，通過在播種機上配備種肥箱，在播種的同時，將種肥施入種植示范地中，因此節(jié)約人工施肥的成本。

2.6 植保

試驗前，植保作業(yè)選用背負式迷霧機噴灑農(nóng)藥進行植保，其人工勞動強度大，作業(yè)效率偏低，其單人日均工作量為6畝，當?shù)刂脖Ｗ鳂I(yè)單個工價100元/天，其人工植保成本為16元/畝。試驗后，采用無人植保機進行植保作業(yè)，用無人機代替人工勞作，不僅極大地降低勞動強度，而且農(nóng)藥噴灑均勻，采用無人植保機可提升日均工作量為10畝，但無人植保機對操作人員要求比較高，當?shù)鼐哂胁僮髂芰Φ娜藛T工價為150/天，則人工勞動成本為15元/畝，增加無人植保機損耗成本50元/畝，試驗后作業(yè)成本約為65元/畝。因此增加成本49元/畝。

2.7 殺秧

試驗前，采用傳統(tǒng)的除草機，一人一機，勞動強度大，其單人日均工作量4.5畝，按照當?shù)貧⒀碜鳂I(yè)單個工價120元/天，試驗前殺秧作業(yè)人工成本為26.4元/畝，加上機械使用成本20元/畝，則殺秧作業(yè)成本約為46.4元/畝。試驗后，采用根據(jù)種植地種植要求開發(fā)的殺秧機，降低人工勞動強度，提高了殺秧作業(yè)工作效率，其單人日均工作量為8畝，人工成本為15.6元/畝，加上機械使用成本20元/畝，試驗后殺秧作業(yè)的成本約為35.6元/畝。節(jié)約成本10.8元/畝。

2.8 收獲

試驗前，試驗地長期采用人工收獲的方式，其工作效率低，人工勞動強度大，占用大量勞動資源，單人日均工作量1畝，當?shù)貑蝹€工價為150元/天，則試驗前收獲作業(yè)的成本為150元/畝。試驗后，采用浙貝母收獲機配套18.4 kW以上的小型四輪拖拉機進行收獲，單人日均工作量提高3畝，收獲作業(yè)人工成本為49.5元/畝，增加的機械使用成本為40元/畝，試驗后收獲作業(yè)的成本約為89.5元/畝。節(jié)約成本60.5元/畝。

由上述表格可得，該項目實施前后的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人均日工作量、畝用工量、畝工時費、畝機械使用成本及項目實施前后用工的工價；通過項目實施前后的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的作業(yè)質(zhì)量對比可知，運用機械化生產(chǎn)模式后，作業(yè)效率有了明顯的提高，作業(yè)的質(zhì)量也有了很大的改善，但仍然存在一些問題，如播種時不能保證鱗芽全部朝上，機械化收獲會損傷浙貝母等；通過對比項目實施前后每畝浙貝母的經(jīng)濟效益得出，機械化生產(chǎn)模式可以提高浙貝母的產(chǎn)量以及增加每畝的凈收入。

3 效益分析

通過浙貝母生產(chǎn)機械化技術(shù)的應用，提高了浙貝母在生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的農(nóng)藝農(nóng)機技術(shù)，極大地解放了農(nóng)村勞動力，提高了生產(chǎn)效率和資源的利用率，降低了浙貝母的生產(chǎn)成本，提高了農(nóng)戶的生產(chǎn)收入，推動了我國農(nóng)業(yè)機械化的進程[11]。

3.1 經(jīng)濟效益分析

浙貝母是多年生草本，是我國傳統(tǒng)的中藥材之一，被列為“浙八味”之首，在醫(yī)學藥用上有著非常好的功效。從種植到換茬結(jié)束一般需要7～8個月。浙江近幾年浙貝母平均批發(fā)價格在41元/千克，一年可以收獲265千克/畝，人工及生產(chǎn)成本的費用是6 000元/畝，使用機械后一年可以收獲285千克/畝，人工及生產(chǎn)成本的費用為6 220元/畝，每畝凈收入提高600元/畝，總體經(jīng)濟效益提高12.3%左右。該合作社浙貝母種植面積超過100余畝，節(jié)省的人工費用就達到6萬元左右。購買以及試制所有的機具的費用兩年就可以收回成本。

3.2 社會效益分析

起壟開溝機工作效率是人工作業(yè)的3倍、浙貝母播種機工作效率是人工作業(yè)的2.5倍、去莖機工作效率相比原來的去莖機工作效率提高了1.7倍、收獲機工作效率是人工作業(yè)的3倍，通過數(shù)據(jù)分析，整個浙貝母生產(chǎn)過程工作效率提高25.6%；浙貝母生產(chǎn)過程運用機械化作業(yè)，從而降低農(nóng)戶在生產(chǎn)過程中勞動力的投入，可以減少農(nóng)田作業(yè)中用工工時。浙貝母生產(chǎn)人工作業(yè)占用大量勞動力，且工作效率低下，由于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進，農(nóng)村勞動力普遍趨于老齡化，浙貝母全程機械化生產(chǎn)技術(shù)的應用充分緩解了農(nóng)村勞動力短缺的情況，且有效地保證了浙貝母規(guī)模化生產(chǎn)[12]。

4 發(fā)展建議

經(jīng)過示范地的試驗，在與當?shù)睾献魃绲暮献飨拢鶕?jù)實驗前和試驗后采集的數(shù)據(jù)，進行分析計算，兩者進行對比比較，總結(jié)出使用浙貝母機械化生產(chǎn)技術(shù)不但減少勞動成本，而且可以提高工作效率。但目前仍然存在的問題是浙貝母的主要產(chǎn)地為丘陵山區(qū)，農(nóng)戶采用的種植模式不統(tǒng)一，農(nóng)戶的接受能力薄弱，我國可供選擇的浙貝母作業(yè)機具比較少。因此，提出以下幾點發(fā)展建議：

1）推進丘陵地區(qū)生產(chǎn)農(nóng)藝要求統(tǒng)一化，提升機械化規(guī)模化水平。

2）加大設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械及技術(shù)的研發(fā)、試驗、示范和推廣力度。

3）增加政府政策的扶持和資金的投入，因地制宜開展適度規(guī)?；?。

4）加強對農(nóng)戶進行生產(chǎn)機械化的宣傳和推廣。

5 結(jié)論

由對比分析結(jié)果可知：對比傳統(tǒng)人工生產(chǎn)，使用浙貝母全程機械化生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)濟效益提高了12.3%，綜合工作效率提高了25.6%。除此之外，推動了農(nóng)村生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，提高了資源的利用率，降低了農(nóng)村的勞動強度等。因此，浙貝母全程機械化生產(chǎn)技術(shù)具有極大的推廣應用價值。