京郊甘薯機(jī)械化種植技術(shù)的推廣與應(yīng)用

北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站 劉京蕊 張 莉 李傳友 李 震 滕 飛

甘薯除富含淀粉、可溶性糖和礦物質(zhì)外，還含有胡蘿卜素、維生素C、葉酸等活性物質(zhì)，能降血脂和膽固醇、抗氧化，可以預(yù)防衰老，具有良好的營養(yǎng)保健功能。隨著甘薯營養(yǎng)和保健作用受到消費(fèi)者的重視和認(rèn)可，首都消費(fèi)者對甘薯的需求也是逐年遞增。目前京郊散戶小規(guī)模種植仍是以人工作業(yè)為主，作業(yè)效率較低，對機(jī)械化生產(chǎn)意愿十分強(qiáng)烈。

一、北京甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展及機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用情況

北京市2020年甘薯種植面積2萬畝左右，雖然北京市甘薯種植規(guī)模在全國不占優(yōu)勢，但是在京郊發(fā)展甘薯產(chǎn)業(yè)，與北京市種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展節(jié)水生態(tài)農(nóng)業(yè)，以及滿足市民對優(yōu)質(zhì)鮮活農(nóng)產(chǎn)品的需求是契合的。北京市甘薯種植面積主要分布在大興、密云、平谷、房山等區(qū)，這四個(gè)區(qū)占全市種植面積的90%以上，其中近2/3集中在大興和密云。由于國內(nèi)甘薯種植機(jī)械研發(fā)起步晚，早幾年甘薯種植缺乏高效適用機(jī)具。近年來，北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站針對這個(gè)問題，以“提高勞動生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量”為目標(biāo)，綜合考慮農(nóng)藝要求和農(nóng)機(jī)技術(shù)，圍繞“起壟、移栽、中耕、殺秧、收獲”等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，積極探索甘薯全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)，引進(jìn)、改進(jìn)、集成配套甘薯作業(yè)機(jī)具，填補(bǔ)了京郊甘薯專用機(jī)械的空白，甘薯起壟、移栽、中耕、殺秧、收獲等各環(huán)節(jié)作業(yè)效率平均提高17倍以上，尤其是殺秧及收獲作業(yè)，作業(yè)效率較2014年分別至少提升了50倍、62倍；同時(shí)還明確了甘薯全程機(jī)械化技術(shù)路線，開展了甘薯全程機(jī)械化輕簡化技術(shù)集成示范推廣，示范區(qū)內(nèi)畝用工量較2014年合計(jì)減少了近9個(gè)，節(jié)省人工達(dá)94.6%，畝均作業(yè)成本至少減少了800元，節(jié)本增效明顯。

二、密云區(qū)甘薯生產(chǎn)及機(jī)械化運(yùn)用情況

紅薯是密云區(qū)的特色雜糧品種，又是區(qū)重點(diǎn)發(fā)展的扶貧產(chǎn)業(yè)。近年來密云區(qū)為加大扶持紅薯產(chǎn)業(yè)力度，積極推行秧苗補(bǔ)貼政策，調(diào)動了合作社和農(nóng)民種植甘薯的積極性，僅2019年密云區(qū)紅薯種植面積就達(dá)7000畝，基本上形成了從種植到深加工、再到銷售的產(chǎn)業(yè)鏈條。自2014年以來，北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站不斷探索紅薯機(jī)械化作業(yè)的新技術(shù)和新機(jī)械，在密云地區(qū)共示范推廣了10款34臺套機(jī)具，甘薯不覆膜種植已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化作業(yè)。其中起壟、殺秧、收獲的機(jī)械已經(jīng)相當(dāng)成熟，僅2019年密云區(qū)紅薯機(jī)械起壟6000余畝，殺秧和收獲近5000畝，機(jī)械化移栽和中耕面積均在300畝以上。

三、甘薯全程機(jī)械化輕簡化技術(shù)集成示范推廣

1.甘薯全程機(jī)械化技術(shù)路線。根據(jù)是否選擇機(jī)械移栽和何種灌溉方式，形成兩條技術(shù)子路線，后續(xù)其他環(huán)節(jié)均為機(jī)械作業(yè)。子路線主要有以下區(qū)別：子路線1是機(jī)械化旋耕起壟（機(jī)械鋪滴灌帶或人工坐水）——人工移栽，子路線2是機(jī)械化旋耕起壟移栽（機(jī)械鋪滴灌帶或噴灌）。兩條子路線又可以根據(jù)灌溉方式不同，分別分為兩種技術(shù)流程。其中，子路線1根據(jù)灌溉方式分為：一種是機(jī)械化旋耕起壟鋪滴灌帶，然后人工移栽，通過滴灌帶給苗供水緩苗，后期還可以在關(guān)鍵時(shí)期供水供肥，有效管控甘薯品質(zhì)。另一種是機(jī)械化旋耕起壟，人工在壟上開溝、澆水，然后人工移栽；子路線2可根據(jù)灌溉方式分為：一種是機(jī)械化旋耕起壟鋪滴灌帶移栽一體完成，由滴灌帶供緩苗水等。另一種是機(jī)械化旋耕起壟移栽一體完成，配合移動式噴灌設(shè)施澆緩苗水。

2.甘薯全程機(jī)械化機(jī)具配套。近幾年，隨著機(jī)具推廣應(yīng)用，京郊的甘薯種植壟距大多采用80～90cm，在進(jìn)行甘薯生產(chǎn)機(jī)具配套時(shí)，不僅需要考量機(jī)具的性能，更需要考察機(jī)具的作業(yè)幅寬、配套動力利用率、配套動力的輪距是否適宜京郊甘薯種植的壟距要求。當(dāng)農(nóng)機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)的輪胎及機(jī)具的行走輪應(yīng)在壟溝中行進(jìn)，不能對鄰接行的土壟及甘薯造成影響。通過大量試驗(yàn)、示范，綜合各種因素，確定以90cm壟距作為標(biāo)準(zhǔn)配套動力機(jī)械及機(jī)具較為適宜。京郊甘薯生產(chǎn)主要機(jī)械配備如下：

（1）1GQL-2型甘薯起壟機(jī)。能夠一次性完成旋耕、起壟、鋪滴灌帶等多環(huán)節(jié)作業(yè)，其配套動力為75馬力大型拖拉機(jī)，拖拉機(jī)輪胎寬不大于38cm。為避免作業(yè)過程中壓鄰壟，拖拉機(jī)前后輪距均調(diào)整至170cm，采用后懸掛式牽引，動力由拖拉機(jī)后動力輸出軸輸出，可實(shí)現(xiàn)一次兩壟作業(yè)。作業(yè)幅寬180cm，調(diào)整壟距為90cm，起壟高度為25cm以上，壟頂寬20cm以上，壟角為45°左右，可用于大面積平整地塊旋耕起壟作業(yè)。

（2）2CGF-2型甘薯移栽機(jī)。能夠一次性完成起壟、移栽、鋪滴灌帶等多環(huán)節(jié)作業(yè)，其配套動力為75馬力以上大型拖拉機(jī)（考慮到作業(yè)速度、栽植質(zhì)量問題，試驗(yàn)示范選用120馬力慢速拖拉機(jī)），前后輪距均調(diào)整至170cm，采用后懸掛式牽引，動力由拖拉機(jī)后動力輸出軸輸出，可實(shí)現(xiàn)一次兩壟作業(yè)。作業(yè)參數(shù)同上，移栽質(zhì)量良好，活苗率高，埋滴灌帶質(zhì)量穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均能夠滿足要求規(guī)定，符合京郊薯苗移栽農(nóng)藝要求。

（3）2TD-S2甘薯雙行中耕機(jī)?？梢淮涡詫?shí)現(xiàn)壟溝、壟側(cè)除草，壟側(cè)、壟頂覆土等作業(yè)，配套拖拉機(jī)動力30馬力，前后輪距均調(diào)整至90cm，采用懸掛式作業(yè)，跨一壟作業(yè)，作業(yè)幅寬115cm，一次作業(yè)可對一個(gè)整壟和兩側(cè)各半個(gè)壟進(jìn)行作業(yè)，能夠有效解決田間管理過程中土壟塌陷的問題。

（4）4U-S980型單行甘薯秧蔓粉碎機(jī)。適合京郊80cm壟寬的甘薯種植地區(qū)，配合30馬力拖拉機(jī)使用，單壟作業(yè)，作業(yè)幅寬98cm，可將壟溝、壟側(cè)秧蔓全部粉碎，粉碎效果較好。

（5）1JH-1700型雙行甘薯秧蔓粉碎機(jī)。可一次性完成雙壟甘薯秧蔓粉碎作業(yè)，配套動力需75馬力拖拉機(jī)，輪距180cm，作業(yè)幅寬170cm。

（6）4U-80型單行甘薯收獲機(jī)。有效工作幅寬為80cm，4UF-900型單行甘薯收獲機(jī)有效作業(yè)幅寬為90cm，均配套動力30馬力拖拉機(jī)，輪距90cm。

（7）北斗自動導(dǎo)航駕駛技術(shù)。應(yīng)用北斗導(dǎo)航駕駛的拖拉機(jī)，利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度差分技術(shù)，通過控制器對農(nóng)機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)按設(shè)計(jì)作業(yè)路線的自動駕駛作業(yè)。旋耕起壟作業(yè)時(shí)，作業(yè)直線度高，作業(yè)鄰接行偏差可控制在3cm以內(nèi)，起壟作業(yè)質(zhì)量大幅度提升，土地利用率也可提高6.0%，有效降低機(jī)手工作強(qiáng)度，對機(jī)手作業(yè)技術(shù)要求降低，有利于后續(xù)中耕、殺秧、收獲各環(huán)節(jié)的機(jī)械化作業(yè)，有效避免人工駕駛拖拉機(jī)進(jìn)地壓傷甘薯的問題。

3.示范區(qū)生產(chǎn)節(jié)約作業(yè)成本情況。示范區(qū)內(nèi)，甘薯生產(chǎn)各環(huán)節(jié)平均作業(yè)效率是2014年的17倍以上，尤其是殺秧及收獲作業(yè)，作業(yè)效率接近2014年的50倍、62倍，有效解決了人工作業(yè)勞動強(qiáng)度大的問題。畝用工量合計(jì)減少了近10個(gè)，節(jié)省人工接近95%。畝均作業(yè)成本至少減少940元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015-2020年，甘薯生產(chǎn)各環(huán)節(jié)示范面積累計(jì)2.56萬畝，節(jié)約人工作業(yè)成本460余萬元。