互助縣蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)試驗(yàn)研究

馬海青

(青海省海東市互助縣農(nóng)機(jī)站，青海 互助 810599)

蠶豆是青海省海東市互助縣四大主要農(nóng)作物之一，因其產(chǎn)量高、商品價(jià)值好，備受互助縣種植戶(hù)以及農(nóng)民群眾青睞，也是互助縣輪作倒茬的重要作物，在互助縣種植歷史悠久，品種以青蠶13號(hào)、青蠶14號(hào)等為主。但隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展和土地新型經(jīng)營(yíng)主體的興起，農(nóng)業(yè)機(jī)械的廣泛應(yīng)用，蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化中存在的制約問(wèn)題日益突出，急需解決。為切實(shí)解決好互助縣蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展難題，2021～2022年，互助縣依托蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化示范基地建設(shè)和蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化集成技術(shù)試驗(yàn)示范項(xiàng)目，在五十鎮(zhèn)巴洪村、臺(tái)子鄉(xiāng)口子村、新城村和林川鄉(xiāng)姚莊村，開(kāi)展了蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)集成示范1 200畝，重點(diǎn)試驗(yàn)示范了蠶豆機(jī)械覆膜播種、機(jī)械植保、機(jī)械殺青、機(jī)械收獲等技術(shù)，取得了顯著成效，初步形成了互助縣蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)模式，為下一步大面積推廣應(yīng)用蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但播種、病蟲(chóng)害防治、收獲等生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化較低，一直是制約互助縣蠶豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的薄弱環(huán)節(jié)和技術(shù)瓶頸

1 試驗(yàn)示范情況

2021年，互助縣農(nóng)機(jī)站在五十鎮(zhèn)巴洪村和東溝鄉(xiāng)口子村創(chuàng)建蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化示范基地2個(gè)，試驗(yàn)示范面積分別為1200畝、200畝。2022年，在五十鎮(zhèn)巴洪村、臺(tái)子鄉(xiāng)新城村和林川鄉(xiāng)姚莊村建立蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化示范基地3個(gè)，示范面積分別為300畝、200畝、200畝。重點(diǎn)開(kāi)展了有機(jī)肥機(jī)械撒施、蠶豆機(jī)械覆膜播種、無(wú)人植保、機(jī)械殺青、蠶豆機(jī)械收獲和無(wú)人駕駛機(jī)械覆膜播種等技術(shù)試驗(yàn)示范，重點(diǎn)試驗(yàn)研究機(jī)具的先進(jìn)性、適用性和作業(yè)質(zhì)量，探討蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)方案和技術(shù)模式。

1.1蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)模式

1.1.1裸地種植模式：深松聯(lián)合整地→選種曬種→機(jī)械化撒肥→機(jī)械化播種→機(jī)械化植?！镩g管理→機(jī)械化收獲

1.1.2覆膜種植模式：機(jī)械整地→選種曬種→有機(jī)肥施入→蠶豆覆膜機(jī)械化播種→機(jī)械植?！拇蝽敗撊~催熟→機(jī)械化聯(lián)合收獲

2 有機(jī)肥機(jī)械撒施試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)?zāi)康?、時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)?zāi)康模嚎疾煅芯緿T 2000型撒肥機(jī)的先進(jìn)性、適用性及生產(chǎn)效率。

試驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)：2021年3月18日，互助縣五十鎮(zhèn)巴洪村。

試驗(yàn)田面積：3.6畝。

對(duì)照田面積：3.1畝。

2.2試驗(yàn)機(jī)具及試驗(yàn)材料

主機(jī)：久保田M954KQ型拖拉機(jī)1臺(tái)。

撒肥機(jī)：DT 2000型撒肥機(jī)1臺(tái)。

肥料類(lèi)型：有機(jī)肥1 005 kg。

人工施肥箱5個(gè)。

2.3試驗(yàn)過(guò)程

按150 kg/畝的標(biāo)準(zhǔn)用量稱(chēng)出試驗(yàn)田用肥量，試驗(yàn)田共計(jì)540 kg，對(duì)照田465 kg。

將DT 2 000型撒肥機(jī)與久保田M954KQ型拖拉機(jī)掛接調(diào)試好，然后將540 kg有機(jī)肥加入DT 2000型撒肥機(jī)肥料箱，駕駛?cè)龇蕶C(jī)前行在試驗(yàn)田開(kāi)始撒肥作業(yè)，作業(yè)用時(shí)共計(jì)65 min。

5人將有機(jī)肥乘入人工撒肥箱在對(duì)照田開(kāi)始撒肥作業(yè)，作業(yè)用時(shí)116 min。試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1。

表1 互助縣巴洪村有機(jī)肥機(jī)械撒施與人工撒施試驗(yàn)對(duì)照

2.4試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，DT2000型撒肥機(jī)撒施有機(jī)肥作業(yè)效果非常好，機(jī)械撒施均勻，能夠較好的達(dá)到有機(jī)肥施肥農(nóng)藝要求，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)率3.33 畝/h。

人工撒施勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于有機(jī)肥施肥量大，人工撒施需要往返3次才能達(dá)到施肥量要求，生產(chǎn)效率非常低，生產(chǎn)率只有0.32 畝/h。

3 機(jī)械耕整地示范

在作物播種前選擇地勢(shì)平坦、耕層深厚、肥力中等的小麥或馬鈴薯茬口，忌用豆類(lèi)作物和油菜作物前茬，進(jìn)行機(jī)械深松聯(lián)合整地，深度一般以25 cm以上，達(dá)到土層虛實(shí)并存、地平土細(xì)的狀態(tài)。

3.2整地機(jī)械選型

耕整地環(huán)節(jié)采用機(jī)械聯(lián)合深松整地技術(shù)，機(jī)具選用大華寶來(lái)1SZL-200型聯(lián)合整地深松機(jī)，配套動(dòng)力為久保田M954KQ型拖拉機(jī)，一次性完成深松、旋耕、鎮(zhèn)壓復(fù)式作業(yè)，生產(chǎn)率6.5～7.5 畝/h。作業(yè)后深松深度平均為28.4 cm，旋耕深度平均為20 cm。

3.3聯(lián)合整地深松作業(yè)效果

3.3.1改良耕地土壤結(jié)構(gòu)?？捎行У卮蚱崎L(zhǎng)期以來(lái)犁耕或滅茬所形成的堅(jiān)硬犁底層，有效地提高土壤的透水、透氣性能，深松后的土壤體積密度為12～13 g/cm3，非常適宜作物生長(zhǎng)發(fā)育，有利于作物根系深扎。機(jī)械深松深度可達(dá)25～35 cm。

3.3.2提高畜水能力。機(jī)械深松作業(yè)可大大提高土壤蓄積雨水和雪水能力，在干旱季節(jié)水分又能從土壤深層向上提升，提高耕作層的蓄水量。一般來(lái)講，深松作業(yè)地塊較未深松地塊可多蓄水9～11.9 m3/畝，土壤滲水速率提高4～6倍。正是由于大量降水存入地下，大大地降低了土壤水分的蒸發(fā)散失和流淌損失，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供了豐富的天然降水資源。

4 蠶豆機(jī)械覆膜播種試驗(yàn)示范

4.1播種機(jī)選型

3.2 抗炎與免疫調(diào)節(jié)作用 雖然 MA 的作用機(jī)制尚不清楚，但有研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于 CRS，MA 的抗炎作用比抗菌作用更重要[9]。十四元環(huán)、十五元環(huán) MA可表現(xiàn)出不同的抗炎及免疫調(diào)節(jié)能力，包括調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、趨化因子的合成，抑制轉(zhuǎn)錄因子和炎性細(xì)胞因子的基因表達(dá)，以及免疫調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞等。低劑量、長(zhǎng)期（1～3 個(gè)月）使用 MA 的治療方案往往有更好的效果。

主機(jī)采用約翰迪爾454型拖拉機(jī)，播種機(jī)具采用天城牌2MB～1/4蠶豆鋪膜播種機(jī)，該播種機(jī)主要參數(shù)如下：配套動(dòng)力：18.4～26 kW；作業(yè)幅寬：1 400 mm；作業(yè)速度：3～6 km/h；生產(chǎn)率：5～10 畝/h；作業(yè)行數(shù)：4行；作業(yè)行距350 mm；株距150 mm。

4.2機(jī)械覆膜播種

4.2.1蠶豆播種農(nóng)藝要求。播種期應(yīng)掌握在日平均氣溫穩(wěn)定在2℃～3℃，于3月下旬至4月上旬播種，采用機(jī)械點(diǎn)播，膜上種植4行，行距35 cm，株距15 cm，播深6～8 cm，播量為22.5 kg/畝，畝保苗1.0～1.2 萬(wàn)株。地膜選用寬1.2 m、厚0.08 mm標(biāo)準(zhǔn)白色農(nóng)膜。

4.2.2播種。播種前首先安裝自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)，設(shè)置行距，規(guī)劃行走路線(xiàn)，將蠶豆覆膜播種機(jī)的4個(gè)種箱加滿(mǎn)蠶豆種子，并將降解地膜掛裝好。

采用梭行播法進(jìn)行播種，先中間，后地頭。播種時(shí)操作人員進(jìn)行蠶豆鋪膜穴播作業(yè)，輔助鋪膜播種人員拉下蠶豆覆膜播種機(jī)地膜端部并用土壤壓緊鋪好，間隔1 m壓一道腰帶土，防止大風(fēng)損壞地膜。

4.3蠶豆機(jī)械鋪膜播種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

4.3.1作業(yè)質(zhì)量好。由于采用了拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)，株、行距均勻，播行直，行與行之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，播種深度均勻一致。

4.3.2增溫保墑效果好。由于采用地膜覆蓋栽培，對(duì)耕地土壤增溫保墑，促進(jìn)出苗整齊，據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，蠶豆鋪膜栽培地塊苗期較裸地栽培地塊0～20 cm土壤層溫度提高2.1℃～2.8℃，土壤含水量高出3.1%～4.8%。

4.3.3生產(chǎn)效率高。播種生產(chǎn)效率高，播種面積可達(dá)1.5～2.5 畝/h。

5 機(jī)械植保示范

5.1植保機(jī)選型

植保機(jī)械為無(wú)人機(jī)和背負(fù)式噴霧機(jī)。作業(yè)時(shí)按農(nóng)藝要求濃度的藥液，進(jìn)行蠶豆的病蟲(chóng)害防治，噴頭與作物距離調(diào)至工作高度40～50 cm。以低速、勻速作業(yè)，安全間隔期7～9 d，噴藥次數(shù)4～5次為宜。整地前噴施除草劑、苗期植保選用背負(fù)式機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)，生長(zhǎng)后期選用無(wú)人植保機(jī)。

5.2背負(fù)式噴桿噴霧機(jī)操作技術(shù)要點(diǎn)

5.2.1駕駛背負(fù)式噴桿噴霧機(jī)，低速進(jìn)入田塊，停在第一作業(yè)行程的起點(diǎn)處，將噴桿桁架展開(kāi)至作業(yè)狀態(tài)，調(diào)整至符合農(nóng)藝要求的作業(yè)高度。

5.2.2根據(jù)作物病蟲(chóng)害危害程度和作物生長(zhǎng)時(shí)期確定作業(yè)速度(噴桿噴霧機(jī)作業(yè)時(shí)的行走速度應(yīng)不大于15 km/h)，選好行進(jìn)擋位，結(jié)合拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸，打開(kāi)噴霧開(kāi)關(guān)進(jìn)行噴霧。

5.2.3噴桿噴霧機(jī)應(yīng)保持直線(xiàn)行走，由上一行程轉(zhuǎn)入下一行程作業(yè)時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)交接行，防止漏噴或重噴。

5.2.4地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)關(guān)閉噴霧開(kāi)關(guān)，收起噴桿。轉(zhuǎn)入下一行程作業(yè)，及時(shí)展開(kāi)噴桿，打開(kāi)噴霧開(kāi)關(guān)。

5.2.5噴幅寬度小于噴霧機(jī)噴幅時(shí)關(guān)閉相應(yīng)空余噴頭。

5.2.6噴桿噴霧機(jī)應(yīng)勻速作業(yè)，禁止急剎車(chē)或突然加速。

5.2.7停機(jī)時(shí)應(yīng)先將液泵調(diào)壓手柄推至卸壓位置，然后關(guān)閉噴霧開(kāi)關(guān)，切斷動(dòng)力。

5.2.8作業(yè)中出現(xiàn)故障，應(yīng)立即停機(jī)并進(jìn)行檢查及排除。

5.3無(wú)人植保機(jī)操作技術(shù)要點(diǎn)

5.3.1參與運(yùn)營(yíng)的農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)必須符合中國(guó)民用航空局飛行標(biāo)準(zhǔn)司簽發(fā)的《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定(試行)》的相關(guān)規(guī)定。

5.3.2飛行范圍應(yīng)嚴(yán)格按照作業(yè)方案執(zhí)行，飛行距離控制在視距范圍內(nèi)，同時(shí)了解作業(yè)地周?chē)脑O(shè)施及空中管制要求。

5.3.3飛行應(yīng)遠(yuǎn)離人群，作業(yè)地有其他人員作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁操控飛行。

5.3.4起降飛行應(yīng)遠(yuǎn)離障礙物5 m以上，平行飛行應(yīng)遠(yuǎn)離障礙物10 m以上并作相應(yīng)減速飛行。

5.3.5操控人員應(yīng)佩戴口罩、安全帽、防眩光眼鏡、身穿反光工作服并嚴(yán)禁穿拖鞋，且在上風(fēng)處和背對(duì)陽(yáng)光操作：操控人員應(yīng)與農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)保持5 m以上安全距離；作業(yè)過(guò)程中操控人員應(yīng)關(guān)閉手機(jī)及其他有電磁干擾設(shè)備。

5.3.6地面近距離操作維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，必須切斷動(dòng)力電源，避免意外啟動(dòng)，防止發(fā)生事故。

5.3.7作業(yè)前再次檢查作業(yè)區(qū)塊及周邊情況，確保沒(méi)有影響飛行安全因素。

5.3.8起飛前測(cè)量電池電壓或燃料情況。檢查農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)狀態(tài)。

5.3.9根據(jù)作業(yè)情況，觀(guān)察飛行遠(yuǎn)端的位置和狀態(tài)以及農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)噴灑的寬度、飛行高度、速度、距離、斷點(diǎn)等，作出相應(yīng)處理。

5.3.10操控人員使用遙控器操縱農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)或者使用地面站系統(tǒng)控制農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)作業(yè)，并負(fù)責(zé)記錄農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)作業(yè)情況。

5.3.11做好農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)、更換電池、加注燃料和加藥等工作。

5.3.12完成作業(yè)后，應(yīng)將作業(yè)記錄匯總歸檔保存。

6 機(jī)械植保效果

6.1高效安全。背負(fù)式噴桿噴霧機(jī)規(guī)模作業(yè)能達(dá)到8～12 畝/h，植保無(wú)人機(jī)規(guī)模作業(yè)能達(dá)到60～80 畝/h，其效率比常規(guī)噴灑高出40～60倍；植保無(wú)人機(jī)通過(guò)地面遙控或GPS飛控操作，噴灑作業(yè)人員遠(yuǎn)距離操作避免暴露于農(nóng)藥下的危險(xiǎn)，提高了噴灑作業(yè)的安全性。

6.2節(jié)約藥水，降低成本。植保無(wú)人機(jī)噴灑技術(shù)采用噴霧噴灑方式至少可以節(jié)約30%～50%的農(nóng)藥使用量，節(jié)約90%的用水量，很大程度降低資源成本。而且規(guī)模化噴灑方式有利于對(duì)農(nóng)作物質(zhì)量的把控，減少對(duì)環(huán)境和農(nóng)作物的污染，既環(huán)保又高效。

6.3防治效果顯著。植保無(wú)人機(jī)具有作業(yè)高度低，漂移少，可空中懸停等特點(diǎn)，作業(yè)時(shí)利用植保無(wú)人機(jī)向下的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)氣流，在噴灑農(nóng)藥時(shí)可以在翻動(dòng)和搖晃農(nóng)作物的同時(shí)，在下方形成一個(gè)紊流區(qū)，增加霧流對(duì)農(nóng)作物的穿透性，達(dá)到均勻噴灑農(nóng)藥的效果，在植物絨毛的表面形成一層均勻有效的農(nóng)藥膜，有效的殺滅害蟲(chóng)。

7 機(jī)械殺青示范

7.1機(jī)具選型

選用極飛牌P20型植保無(wú)人機(jī)。

7.2殺青方法。

選用草銨膦或敵草快作為殺青劑，在收獲前兩周，每袋每畝地兌水30～50 L，用極飛牌P20型植保無(wú)人機(jī)作業(yè)，進(jìn)行殺青，在植株含水量少于25%時(shí)進(jìn)行機(jī)械收獲。

8 機(jī)械化收獲示范

蠶豆機(jī)械化收獲技術(shù)是一次性完成了收割、脫粒、清選等多個(gè)環(huán)節(jié)，作業(yè)過(guò)程中蠶豆收凈率高、籽粒破碎小、脫莢損傷小、夾帶率低等優(yōu)點(diǎn)。蠶豆收獲機(jī)械的應(yīng)用，不僅減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率，而且減少了收獲過(guò)程中的各種損失。

收獲機(jī)主要配置4LZG-220型履帶式蠶豆全喂入蠶豆聯(lián)合收割機(jī)。4LZG-220型履帶式全喂入蠶豆聯(lián)合收割機(jī)農(nóng)機(jī)參數(shù)如下圖。

序號(hào)檢驗(yàn)名稱(chēng)質(zhì)量指標(biāo)計(jì)量單位1未脫凈率2夾帶損失率3割臺(tái)損失率總損失率≤6%%%4破碎率≤1%5含雜率≤3%6生產(chǎn)率不低于使用說(shuō)明最高值的80%(0.3～0.6)hm2/h

8.1效益分析

8.1.1經(jīng)濟(jì)效益

蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用與傳統(tǒng)耕作、傳統(tǒng)種植、收獲作業(yè)勞動(dòng)用工相比，在提高工效，節(jié)省人工的同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益明顯增加。機(jī)械化點(diǎn)播比傳統(tǒng)播種要增產(chǎn)20 kg/畝，按蠶豆5.6 元/kg計(jì)算，可增收112 元/畝，500畝增收5.6 萬(wàn)元。

表2 互助縣2021年蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化示范項(xiàng)目測(cè)產(chǎn)表

蠶豆覆膜機(jī)械化種植比傳統(tǒng)種植節(jié)約種子5 kg/畝(10 元/kg)，節(jié)約成本50 元/畝；增產(chǎn)44.35 kg/畝(按5 元/kg計(jì))，平均增收221.75 元/畝；蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合機(jī)械收獲，可提高工效15～20倍，僅蠶豆收割環(huán)節(jié)節(jié)省人工開(kāi)支50 元/畝，可實(shí)現(xiàn)增收節(jié)支321.75 元/畝，建立500畝的蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化示范區(qū)可實(shí)現(xiàn)增收節(jié)支16.087 5 萬(wàn)元；

表3 互助縣2021年蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化示范項(xiàng)目測(cè)產(chǎn)表

8.1.2生態(tài)效益

全面實(shí)施蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化生產(chǎn)，可以重新將蠶豆整合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，構(gòu)建科學(xué)合理的輪作體系，對(duì)切實(shí)有效落實(shí)“減肥增效到有機(jī)肥替代”非常有利，而且增加了土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力。

8.1.3社會(huì)效益

提高互助縣蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化水平，支持蠶豆生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)移農(nóng)村勞動(dòng)力，助推鄉(xiāng)村振興進(jìn)程；推動(dòng)優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品規(guī)?；?、專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

9 互助縣目前蠶豆生產(chǎn)全程機(jī)械化存在的短板和不足

9.1播種、田管和收獲機(jī)具少，難以滿(mǎn)足當(dāng)前生產(chǎn)全程機(jī)械化需求。

9.2蠶豆機(jī)械覆膜播、蠶豆機(jī)械聯(lián)合收獲等技術(shù)不完善，有待進(jìn)一步提高。