浙中丘陵地區(qū)甘薯生產中品種、農機、農藝融合應用研究初報

程林潤 張良 鐘子毓 柳國光 蔣梅巧 黃赟

（金華市農業(yè)科學研究院，金華 321000）

甘薯是旋花科一年或多年生草本植物[1]，因其可以適應多種條件的土壤，而被作為一種重要的食用及經濟作物在我國各省普遍種植[2-3]。例如，浙江中部地區(qū)地形復雜，大部分土地為紅黃壤土（該土壤的營養(yǎng)成分流失較多，通常富鋁化且酸化，具有貧、黏、酸、板結的特性[4]），該地的紅黃壤丘陵旱地十分適宜進行甘薯種植。

浙中丘陵地區(qū)傳統(tǒng)甘薯生產上的各環(huán)節(jié)均采用人工操作，費時費力[5]。近年來，該地區(qū)的甘薯生產在土壤翻耕、旋耕等環(huán)節(jié)的機械化應用有所增加，有效降低了生產成本，但是，在起壟清溝、殺秧和收獲等環(huán)節(jié)的機械化應用還較少，這主要是因為適宜的機型較少，缺乏配套機械操作的甘薯品種，土壤與機器的適應性不足，需要的人工操作較多[6]，同時浙中丘陵旱地地勢起伏、地形曲折、地塊偏小、土質偏黏、土壤含水量偏高等增加了全程機械化生產應用的難度。因此，在勞動力成本日趨上漲的現(xiàn)實下，亟需研究出適宜浙中丘陵地區(qū)甘薯生產的小型農業(yè)機械，同時選育出適宜機械化生產的品種和配套的栽培方式，促進農機農藝融合應用，以降低生產成本，提升經濟效益。在此背景下，筆者進行了甘薯生產中品種、農機、農藝融合應用研究，即研究了機械不同起壟清溝次數的具體效果，不同類型甘薯品種在機械化生產條件下的農藝性狀、經濟性狀、收獲效果等，旨在為下一步更新相關農機、培育配套甘薯品種、促使農機農藝融合提供技術支持及理論基礎?，F(xiàn)將相關試驗結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 參試品種

本試驗選用加工型大甘薯品種（一般單薯質量在200 g以上，薯形為紡錘形，薯肉為黃色或橘紅色，適用于制作薯干、薯片或進行淀粉加工）和鮮食迷你甘薯品種（一般單薯質量為50～200 g，薯形為紡錘形，薯塊整齊度較好，食用品質優(yōu)）兩種類型。其中，大甘薯品種選用‘浙薯13’‘浙薯33’‘浙薯259’，每畦扦插1行甘薯，株距根據甘薯品種類型進行調整，折每667 m2種植約3 200株，扦插方式為直栽、2節(jié)入土；迷你甘薯品種選用‘心香’‘金徐薯22’‘浙薯75’，每畦扦插1行甘薯，株距根據甘薯品種類型進行調整，折每667 m2種植約3 600株，扦插方式為斜平淺插、4節(jié)入土。

1.2 試驗農機

起壟清溝采用動力為55.16 kW的中型拖拉機，在旋耕機后懸掛3個間距為85 cm的雙面犁頭，可一次成型兩個整畦和兩個半畦（畦寬0.85 m）；殺秧采用金薯王85 cm單壟單行殺秧機；收獲采用幅寬為85 cm的U型收獲機。

1.3 試驗設計與方法

試驗設在位于浙江省金華市婺城區(qū)蔣堂鎮(zhèn)的紅壤丘陵旱地進行。試驗田前茬為冬閑田，土壤為黃筋泥土，土壤肥力中等偏下。

試驗為大區(qū)對比試驗，不設重復，設1個甘薯品種為1個處理，每處理面積為297.5 m2。

2021年2 月下旬，選擇晴天用中型拖拉機翻耕1次試驗田。根據苗情和天氣情況，在計劃扦插前半個月左右，試驗田結合耕整地每667 m2撒施復合肥30 kg，然后進行土壤翻耕、旋耕，隨后再用雙面犁頭進行起壟清溝操作。

各甘薯品種均于3月12日進行育苗，5月16日進行扦插，7月13日進行人工除草1次，其他栽培管理措施各甘薯品種均保持一致，10月21日進行機械殺秧和收獲。

1.4 調查內容及方法

旋耕、起壟清溝后調查壟高、清溝率。10月18日(收獲期) 各甘薯品種取10株樣品，進行農藝性狀（主蔓長、主蔓粗、分枝數、株型、葉形、皮色、肉色等）、經濟性狀（結薯數、單薯質量）調查。收獲后，調查機械操作后的殺秧破損率、收獲破損率、埋薯率，并計算甘薯實際產量和大中薯率。

2 結果與分析

2.1 機械起壟清溝的效果

由表1可知，隨著起壟清溝次數的增加，壟高和清溝率均逐漸增加。其中，起壟清溝1次后，平均壟高為18.2 cm，平均清溝率為66%；起壟清溝2次后，平均壟高為22.4 cm，平均清溝率為83%；起壟清溝3次后，平均壟高為24.1 cm，平均清溝率為86%。以上結果表明，起壟清溝1次的壟高略為不夠，且溝底清除率較低；起壟清溝2次能獲得較高的壟高和清溝率；起壟清溝3次的效果更加明顯，但是與起壟清溝2次相比，效果提升幅度較低，且工作效率較低、工作成本過高。因此，綜合考慮工作效率和工作成本，起壟清溝2次即能滿足甘薯機械化生產操作的相關要求。

表1 起壟清溝效果比較

2.2 參試甘薯品種的農藝性狀

由表2可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的蔓長相對較長，分枝數相對較多，但蔓粗差距不明顯。其中，‘浙薯13’的平均蔓長為145.6 cm，平均分枝數為5.3個；‘浙薯33’的平均蔓長為156.7 cm，平均分枝數為4.8個；‘浙薯259’的平均蔓長為152.4 cm，平均分枝數為4.2個。而迷你甘薯品種中，‘心香’的平均蔓長為115.3 cm，平均分枝數為5.4個；‘金徐薯22’的平均蔓長為73.7 cm，平均分枝數為3.7個；‘浙薯75’的平均蔓長為95.3 cm，平均分枝數為3.5個。參試甘薯品種的株型均為匍匐型，葉形除‘金徐薯22’表現(xiàn)為深缺刻外，其他甘薯品種的葉形均為心形。

表2 幾個甘薯品種的農藝性狀比較

2.3 參試甘薯品種的經濟性狀

由表3可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的結薯數相對較少，單薯質量相對較重，每667 m2產量相對較高，大中薯率相對較高。其中，‘浙薯13’的平均結薯數為5.1個，平均單薯質量為116.8 g，平均每667 m2產量為2 079.7 kg，平均大中薯率為94.7%；‘浙薯33’的平均結薯數為5.3個，平均單薯質量為113.5 g，平均每667 m2產量為2 533.5 kg，平均大中薯率為92.2%；‘浙薯259’的平均結薯數為5.1個，平均單薯質量為132.7g，平均每667 m2產量為2 316.8 kg，平均大中薯率為96.7%。而迷你甘薯品種中，‘心香’的平均結薯數為6.3個，平均單薯質量為84.2 g，平均每667 m2產量為1 435.3 kg，平均大中薯率為86.2%；‘金徐薯22’的平均結薯數為8.0個，平均單薯質量為50.4 g，平均每667 m2產量為1 340.8 kg，平均大中薯率為28.8%；‘浙薯75’的平均結薯數為7.1個，平均單薯質量為82.7 g，平均每667 m2產量為1 587.1 kg，平均大中薯率為88.9%。

表3 幾個甘薯品種的經濟性狀比較

2.4 機械收獲的損耗情況

由表4可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的殺秧破損率、挖掘破損率均相對較高，埋薯率相對較低，大甘薯品種的合計破損率為14.8%～20.9%、埋薯率為1.3%～1.9%，而迷你甘薯品種的合計破損率為3.5%～6.7%、埋薯率為8.8%～9.8%。

表4 幾個甘薯品種機械收獲的損耗情況（單位：%）

2.4.1 殺秧粉碎率

殺秧粉碎率高的地塊，收獲機不容易堵塞，機械通過率較高。由表4可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的蔓長相對較長，故殺秧粉碎率相對較低。其中，‘浙薯13’的殺秧粉碎率為77.2%，‘浙薯33’的殺秧粉碎率為70.5%，‘浙薯259’的殺秧粉碎率為74.7%；而迷你甘薯品種‘心香’的殺秧粉碎率為82.6%，‘金徐薯22’的殺秧粉碎率為88.3%，‘浙薯75’的殺秧粉碎率為79.5%。

2.4.2 殺秧破損率

由表4可知，大甘薯品種中，殺秧破損率從高到低依次為‘浙薯259’的12.3%、‘浙薯13’的9.7%、‘浙薯33’的7.4%；迷你甘薯品種中，殺秧破損率從高到低依次為‘浙薯75’的4.9%、‘心香’的4.6%、‘金徐薯22’的2.4%。

2.4.3 挖掘破損率

由表4可知，大甘薯品種中，挖掘破損率從高到低依次為‘浙薯259’的8.6%、‘浙薯13’的8.1%、‘浙薯33’的7.4%；迷你甘薯品種中，挖掘破損率從高到低依次為‘浙薯75’的1.8%、‘心香’的1.6%、‘金徐薯22’的1.1%。

2.4.4 合計破損率

由表4可知，大甘薯品種中，合計破損率從高到低依次為‘浙薯259’的20.9%、‘浙薯13’的17.8%、‘浙薯33’的14.8%；迷你甘薯品種中，合計破損率從高到低依次為‘浙薯75’的6.7%、‘心香’的6.2%、‘金徐薯22’的3.5%。

2.4.5 埋薯率

由表4可知，大甘薯品種中，埋薯率從高到低依次為‘浙薯13’的1.9%、‘浙薯259’的1.7%、‘浙薯33’的1.3%；迷你甘薯品種中，埋薯率從高到低依次為‘金徐薯22’的9.8%、‘心香’的9.2%、‘浙薯75’的8.8%。

2.4.6 合計損耗率

由表4可知，大甘薯品種中，‘浙薯259’的機收合計損耗率較大，達22.6%，其次是‘浙薯13’的19.7%、‘浙薯33’的16.1%；迷你甘薯品種中，‘浙薯75’的機收合計損耗率為15.5%，其次為‘心香’的15.4%、‘金徐薯22’的13.3%。

3 討 論

在浙中丘陵旱地的甘薯生產中應用機械進行操作，可以初步緩解勞動力成本較高的情況，但也存在甘薯品種和農藝對機械適應性較差、機械收獲時破損率和埋薯率較高等問題，需要對壟高及品種等進行合理地規(guī)劃及改良，對農機的動力、結構及材料等進行改進，以促進農機農藝融合，減少甘薯破損率、埋薯率，提高機械在甘薯生產上的使用率及影響力。

研究表明，甘薯殺秧機在工作時，刀片快速旋轉，挑起薯蔓并切斷[7]，若殺秧機的高度偏高，刀片不能切割薯蔓或只能割斷部分薯蔓，雖然破損率較低，但是會降低殺秧效果，并且會影響收獲機的正常操作；若殺秧機的高度偏低，遇到甘薯長出地面或溝較深的情況，會導致殺秧機的位置過低，造成殺秧機的刀片打到壟上甘薯頭部而引起甘薯破損[8]，故在發(fā)現(xiàn)甘薯頭部破損率較高時，需要及時調整殺秧機的位置，避免損失進一步擴大。王冰等[9]發(fā)現(xiàn)，殺秧效果與甘薯殺秧當天的秧蔓含水率、秧蔓產量和土壤含水率等有密切關系，故在殺秧前，應仔細檢查機器零部件狀態(tài)，在殺秧時，及時關注機器情況及殺秧效果，以及時進行調整殺秧機位置[10]。在本次試驗中筆者發(fā)現(xiàn)，薯蔓的殺秧粉碎率與蔓長呈負相關，尤其是幾個大甘薯品種的蔓長相對較長，其粉碎率相對較低。

甘薯U型收獲機在入土挖掘時，可將土鏟松，并將大部分甘薯頂出土表，但若薯塊較長、生長較深或溝底較淺，U型收獲機可能會切斷甘薯底部而引起甘薯破損[5]，故在發(fā)現(xiàn)甘薯底部破損率較高時，需要及時調整U型收獲機的入土角度和深度，避免損失進一步擴大。同時，在甘薯U型收獲機挖掘時，部分薯塊較小的甘薯存在沒有被挖出或挖出后又被重新埋入土中的現(xiàn)象，造成收獲產量下降[11]。李東波等[12]發(fā)現(xiàn)，不同甘薯品種的收獲破損率存在差異，故選育出配套農機操作的專用型甘薯品種具有一定的可行性及現(xiàn)實意義。

4 結 論

試驗結果表明，起壟清溝1次的壟高不夠、溝底不清、效果偏差，起壟清溝3次的效果雖較好，但工作效率偏低，故綜合考慮工作效率和成本，起壟清溝2次即能滿足甘薯機械化生產操作的相關要求。大甘薯品種的結薯數相對較少，平均單薯質量相對較重，產量較高，且蔓長較長，影響了殺秧效果，從而影響了收獲機的應用；而迷你甘薯品種的結薯數相對較多，平均單薯質量相對較輕，產量較低，且蔓長較短，提高了殺秧效果，從而提高了收獲機的收獲效率。

對于甘薯的機械化收獲來說，大甘薯品種的殺秧破損率、挖掘破損率相對較高，而迷你甘薯品種的埋薯率較高，故需要從農機農藝的角度進行調整，以提高機械應用效率。具體方法為：調整殺秧機、收獲機的高度和角度，在控制殺秧和收獲效果的前提下，降低破損率；通過調整壟寬、株距等調控甘薯的平均單薯質量，做到既能滿足薯塊的大小要求，又能在機械收獲過程中降低破損率和埋薯率。