甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展的重點與途徑

中圖分類號：S284；S532 文獻標識碼：A 文章編號：2095-5553（2025）07-0319-08

Abstract：Agricultural mechanizationisanimportantcomponentofagricultural modernization.Potatoesarethefourth largest foodcrop inChina，withalong industrial chain.The machineryof potato productionand initialprocessing playa positive role in the process of industrial development.As the main potato production areas in Chinashifttowards regions with comparative advantages，the northwest and southwest hillyareas have become the main regions for potato production.However，constrained byvarious factors such asspecial terrin，diverse climate conditions，etc， agricultural mechanization in thisregion isrelativelylaging behind，which has become the main factorrestricting thedevelopmentof the potatoindustry，especiallyaffecting theseed potatoes，breeding and supplying.Byanalyzing the aplicationstatus of agricultural machineryinthe potato seedtuber industry chainofhillyareas incentral Gansu Province，which characterizedby significant labor substitution effctsin full-processproductionand marketing，challenges in equipment compatibility，and slowadvancement of terain-adaptive mechanization，along with thecharacteristicsofseedpotatofarming machineryoperation locationadaptability，applicationsuitabilityand mechanization demand of seed potato planting and supply.Itisproposed toaccelerate the processof potato seedand potato agricultural machineryin the central hilly areas of Gansu Province from three aspects such asmoderately advancedresearchand development of suitable supportingagricultural machinery，keybreakthrough of precision manufacturing modular suitableagricultural machinery，and innovation of policysupport mode to promote suitable agricultural machinery application，so as to improve thequalityand benefit of potato industry development.

Keywords：localization;agricultural machinery and equipment；potatoes；hillyand mountainous areas；seed potato breeding

0 引言

馬鈴薯是糧、經(jīng)、飼、加工原料兼用作物，也是我國繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物。2023年我國馬鈴薯總種植面積為 4571khm² ，總產(chǎn)量超 93000kt 。但2022年馬鈴薯耕種收綜合機械化率為 53.34% ，與全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率 73.11% 存在較大差距[]。馬鈴薯種植分布與貧困縣分布高度契合[2]，小規(guī)模、分散種植持續(xù)向適度規(guī)模的新型經(jīng)營主體種植轉(zhuǎn)化。近年來，受氣候、勞動力投人和技術(shù)水平等要素變化的影響，馬鈴薯空間格局表現(xiàn)為從東北和華北向西北和西南地區(qū)集聚3，該區(qū)域馬鈴薯種植面積已占全國的近 70%^[4] ，成為我國馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)。甘肅中部多丘陵，是我國馬鈴薯種薯繁育和馬鈴薯生產(chǎn)的主要區(qū)域之一，農(nóng)業(yè)機械化水平較低制約著甘肅中部地區(qū)馬鈴薯種薯繁育和馬鈴薯生產(chǎn)供應(yīng)能力，亟須通過提升農(nóng)機宜地化程度，增加馬鈴薯種薯繁育和馬鈴薯種植的收益、滿足馬鈴薯食用者的多樣化需求。

丘陵地區(qū)約占我國國土面積的 43%^[5] ，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率比全國平均水平低近20個百分點。戶作經(jīng)營在丘陵地區(qū)占 90% 以上，農(nóng)機作業(yè)成本高[6]。西北、西南丘陵地區(qū)海拔高差大、地形復雜多樣，氣候垂直差異大，耕地細碎凌亂、大小不等，小地塊居多，坡多臺多埂多，形狀不規(guī)則，馬鈴薯種植模式多，區(qū)域耕種收綜合機械化率差異大。人工成本是丘陵地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)成本增高的主要原因。應(yīng)用農(nóng)業(yè)機械是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的主要措施，在馬鈴薯產(chǎn)業(yè)鏈前端的馬鈴薯種薯繁育供應(yīng)環(huán)節(jié)應(yīng)用適宜的農(nóng)業(yè)機械，有助于提升種薯繁育供應(yīng)能力，支撐馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。國內(nèi)關(guān)于丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯繁育、貯藏、加工方面農(nóng)機的研發(fā)制造和應(yīng)用有了較快發(fā)展，但現(xiàn)有的馬鈴薯種薯農(nóng)機種類多而雜、機具不配套、性價比不高、農(nóng)機短缺與閑置并存，尤其農(nóng)機宜地性不強、省力增效作用發(fā)揮不充分，不能滿足馬鈴薯種薯繁育供應(yīng)方式轉(zhuǎn)變對農(nóng)機裝備的要求。

本文針對甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)機應(yīng)用中存在的問題，分析馬鈴薯種薯農(nóng)機需求特點，探索馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展的重點與途徑，以期推動馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展進程，為提高馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的效率、效益和質(zhì)量提供有益借鑒。

1甘肅中部馬鈴薯種薯農(nóng)業(yè)機械化現(xiàn)狀

甘肅中部地區(qū)氣候土壤條件適宜馬鈴薯生產(chǎn)，是甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢區(qū)域，位于該區(qū)域的定西市是全國馬鈴薯種薯的重要生產(chǎn)區(qū)域，定西市的渭源縣是“中國馬鈴薯良種之鄉(xiāng)”，安定區(qū)是“中國馬鈴薯之鄉(xiāng)”。近年來，定西市大力推進馬鈴薯生產(chǎn)供應(yīng)全程機械化進程，小、中型農(nóng)業(yè)機械同步發(fā)展，機耕基本實現(xiàn)，大田機播、機管、機收穩(wěn)步推進，溫網(wǎng)室貯藏庫環(huán)境調(diào)控與種薯繁育機械加速應(yīng)用，薯塊機器分級數(shù)粒切塊探索開展，有效提高了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的效率和效益。2022年，定西市馬鈴薯耕種收綜合機械化率達 74.58%^[7] 。定西已成為全國最大的脫毒種薯繁育基地、全國重要的商品薯生產(chǎn)基地和薯制品加工基地。

1.1農(nóng)業(yè)機械化穩(wěn)步推進，勞動替代效果顯著

隨著國家農(nóng)機具購置補貼等一系列強農(nóng)惠農(nóng)及馬鈴薯產(chǎn)業(yè)扶持政策的深人實施，農(nóng)業(yè)機械在以定西市為主的甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯繁育供應(yīng)全過程逐步得以應(yīng)用，農(nóng)機應(yīng)用覆蓋半干旱地區(qū)、高寒陰濕區(qū)等不同區(qū)域，涵蓋組培車間脫毒、組培苗擴繁的洗瓶、消毒、搬運，溫網(wǎng)室原原種繁育的耕地、整地、施藥肥、收獲，大田原種一級種繁育的耕地（深耕、淺耕、深松）、整地、覆膜、播種、中耕、起壟、施藥肥、滅秧、收獲，種薯貯藏加工的運輸、堆垛、分揀、分級、裝袋等不同環(huán)節(jié)，緩解了青壯年勞動力外出導致勞力短缺對馬鈴薯種薯產(chǎn)銷的影響，節(jié)省勞力、節(jié)約成本、提高效率、增加效益、減輕土傳病害發(fā)生的效果顯著，但農(nóng)機應(yīng)用主要集中在耕地整地環(huán)節(jié)，其他環(huán)節(jié)機械化程度相對較低。

1.2農(nóng)機需求多而雜，農(nóng)機具配套難度大

由于區(qū)域多樣的地形、氣候和馬鈴薯繁育供應(yīng)的多品種、多級別，甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯繁育技術(shù)模式豐富多樣，不同區(qū)域原種一級種大田繁育有種一空二、種二空二、插花種植等模式，大田地膜覆蓋有半覆蓋小壟單行種植、半覆蓋大壟雙行種植、全覆蓋壟溝（壟側(cè)、壟上）種植等模式，原原種溫網(wǎng)室繁育有離地高架苗床繁育、離地低架苗床繁育、貼地網(wǎng)紗（地布）隔離繁育、育苗盤 + 地布隔離繁育、水霧培繁育等模式和蛭石基質(zhì)、椰糠基質(zhì)、混合基質(zhì)等基質(zhì)，種薯貯藏有地下窖、半地下窯、大中小型庫等多種貯藏設(shè)施和散堆貯藏、袋裝垛藏、架式貯藏等貯藏方式。不同品種馬鈴薯的薯形、薯色和芽眼分布差異很大，薯塊大小不同，原種一級種和原原種分等分級設(shè)備規(guī)格不同，馬鈴薯青頭薯、帶病薯、碰傷薯、異形薯分揀需要特殊設(shè)備；不同品種的薯形各異，芽眼布局、形狀、大小各不相同，機械按照種薯芽眼分布精準切塊難度較大；薯塊含水量大，是一種鮮活產(chǎn)品，對搬運、貯存、分揀、包裝設(shè)備要求高。總之，不同的繁育品種、種薯級別、繁育區(qū)域和對應(yīng)的繁育技術(shù)、貯藏加工、運輸銷售對農(nóng)業(yè)機械的規(guī)格大小、動力配置、作業(yè)方式提出多而雜的要求，增加了農(nóng)機具配套難度，提高了農(nóng)機購置成本。

1.3耕地農(nóng)藝雙制約，農(nóng)機宜地化推進慢

甘肅中部丘陵地區(qū)梁、昴、溝、谷、川、臺、坪等多樣的地貌特征，溫涼、冷溫、冷涼、寒冷多樣的熱量分布，半干旱、半濕潤、濕潤、特濕潤多樣的水分分布，增加了農(nóng)機道路通行和田間作業(yè)難度；雖然經(jīng)過了多年的農(nóng)田基本建設(shè)、土地整理、高標準農(nóng)田建設(shè)，但地塊小而不規(guī)則依然是甘肅中部丘陵地區(qū)耕地的主要特征，對農(nóng)機的道路通過性、場景適應(yīng)性、操作安全性、作業(yè)精準性有較高要求；區(qū)域年降雨集中的7—9月是馬鈴薯薯塊膨大的關(guān)鍵時期，加之部分區(qū)域土質(zhì)黏重，對降雨集中季節(jié)田間施用藥肥和收獲期薯土分離、收獲后種薯分等分級的農(nóng)機有較高要求，農(nóng)機作業(yè)場景的宜機性較差。加之甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯、繁育、貯藏、加工多樣的農(nóng)藝造成現(xiàn)有農(nóng)機存在通用性差、功能單一、操作費勁和機具難匹配等問題，農(nóng)機農(nóng)藝融合難度大。耕地宜機性差和農(nóng)機農(nóng)藝融合難度大導致甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯的現(xiàn)有農(nóng)機宜地性較差，機械化進展緩慢。

2馬鈴薯種薯農(nóng)機需求的特點

丘陵山區(qū)農(nóng)事活動強度大，年輕人多向往進城就業(yè)，隨著農(nóng)村勞動力減少、老齡化加速，雇工難、用工貴、勞動力年齡大等問題日益凸顯，馬鈴薯種薯、繁育、供應(yīng)亟須順應(yīng)農(nóng)村勞動力減少和小農(nóng)戶與適度規(guī)模經(jīng)營主體并存的現(xiàn)狀，逐步推進馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展，提高種薯、繁育、供應(yīng)的機械化率。但受區(qū)域地形地貌、氣候和耕地特點、農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)狀、馬鈴薯種薯生產(chǎn)供應(yīng)特殊要求（馬鈴薯種薯、繁育、供應(yīng)所需農(nóng)機具種類見表1）等影響，甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)機械的需求表現(xiàn)為3點。

表1馬鈴薯種薯、繁育、供應(yīng)所需農(nóng)機具種類一覽

Tab.1List of agricultural equipment types required for seed potatoes，breeding and supplying

2.1 推進農(nóng)機作業(yè)的宜地性

甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯對繁育供應(yīng)所需的動力機械，原原種溫網(wǎng)室繁育的組培苗移栽機械、藥肥噴施、原原種收獲設(shè)備，原種一級種大田繁育的耕地整地、播種、田間管理、收獲運輸設(shè)備，貯藏加工的搬運、分等分級、貯藏等環(huán)節(jié)對農(nóng)機的適應(yīng)性、可靠性、穩(wěn)定性、普適性、經(jīng)濟性有較高要求，是推進農(nóng)機宜地性的重點。原種一級種大田耕種管收機械要適應(yīng)丘陵地區(qū)坡陡、彎多、路窄的多樣化道路通行條件和地塊不規(guī)則、平整度低、地埂多、部分土壤黏度大的耕作條件，原原種繁育收獲機械要適應(yīng)溫網(wǎng)室貼地、離地不同生產(chǎn)模式下組培苗移栽、藥肥噴施、收獲，以及種薯在不同貯藏設(shè)施、貯藏模式下搬運、堆垛、分級分揀的需要。種薯繁育貯藏加工機械應(yīng)受多樣作業(yè)環(huán)境影響較小，具備安全、無故障地完成預定大田、溫網(wǎng)室和貯藏庫中相對穩(wěn)定作業(yè)的能力；大田耕種管收機械要盡可能適應(yīng)丘陵地區(qū)多樣化的作業(yè)環(huán)境、多品種馬鈴薯的繁育、多頻次的不同耕作作業(yè)，以提高農(nóng)業(yè)機械的使用率；種薯繁育貯藏機械具要具備較大的使用范圍、較高的使用頻次、較長的使用期限、較低的作業(yè)能耗、適當?shù)馁彊C費用以及較低的能耗，以降低機械的購買使用成本。

2.2增強農(nóng)機使用的適用性

甘肅中部丘陵地區(qū)小農(nóng)戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民專業(yè)合作社、企業(yè)等多種馬鈴薯種薯繁育經(jīng)營主體并存且繁育貯藏設(shè)施各不相同，區(qū)域勞動力老齡化凸顯，種薯繁育供應(yīng)勞動強度較大，對脫毒苗組培擴繁環(huán)節(jié)的培養(yǎng)基灌裝設(shè)備、組培苗切段擴繁機械、培養(yǎng)瓶（盒）移動設(shè)備、組培苗繁育溫室溫濕光控制設(shè)備，原原種繁育環(huán)節(jié)的組培苗移栽機械、溫網(wǎng)室溫濕光氣控制設(shè)備、藥肥噴施設(shè)備、原原種收獲機械，原種一級種大田耕種管收環(huán)節(jié)的中小型動力設(shè)備和配套耕種機具及長航程飛防無人機、種薯收獲機械，種薯貯藏環(huán)節(jié)的搬運、堆垛、分級分揀機械和貯藏庫環(huán)境控制設(shè)備（系統(tǒng)）具有不同要求，需要通過農(nóng)業(yè)機械的多樣化、多用化、個性化、自動化、舒適化研發(fā)，增強馬鈴薯種薯農(nóng)機適用性。馬鈴薯種薯農(nóng)機要中小型并存，滿足適度規(guī)模農(nóng)業(yè)、山地農(nóng)業(yè)、保護地農(nóng)業(yè)、老人農(nóng)業(yè)和溫網(wǎng)室及大中小型貯藏設(shè)施的不同場景作業(yè)需求；農(nóng)機要適應(yīng)不同區(qū)域、多種環(huán)境、多樣品種、多種模式的作業(yè)條件，通過農(nóng)機具組裝盡可能實現(xiàn)一機多用，最好能開發(fā)定制化的農(nóng)機；應(yīng)用信息技術(shù)、智能技術(shù)改進農(nóng)機，實現(xiàn)農(nóng)機關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)和作業(yè)參數(shù)隨作業(yè)條件自適應(yīng)調(diào)控，從動力機械操控、脫毒組培苗切段擴繁、脫毒組培苗移栽、病蟲害無人機飛防、組培車間溫網(wǎng)室貯藏庫環(huán)境調(diào)控等環(huán)節(jié)重點突破，以提高機械的適應(yīng)性和作業(yè)的自動化、精準化程度；開發(fā)可乘坐、輕簡化、自走式、省力省時的農(nóng)業(yè)機械，降低農(nóng)機操作的勞動強度，提高農(nóng)機作業(yè)效率。

2.3提升種薯繁供的機械化

馬鈴薯原種一級種的薯塊在收獲時需要完成薯塊與土壤的分離，馬鈴薯品種多、薯塊含水量高、形狀大小不同、不易分級、難于貯存，繁育、運輸、貯藏對農(nóng)機的要求比一般作物高。馬鈴薯種薯繁育供應(yīng)包括馬鈴薯脫毒苗組培擴繁、原原種溫網(wǎng)室保護地繁育、原種一級種大田自然隔離繁育等不同級別種薯繁育和種薯搬運、貯藏、分揀、包裝等初加工環(huán)節(jié)，較商品馬鈴薯生產(chǎn)加工對農(nóng)機有更為迫切、精準、多樣、精細、配套的需求。馬鈴薯薯塊產(chǎn)量高、播種收獲貯藏搬運勞動強度大，脫毒苗組培擴繁和原原種繁育用工量大，亟須農(nóng)業(yè)機械替代勞動力；脫毒苗組培擴繁對組培車間、組培溫室等環(huán)境和無菌環(huán)境的調(diào)控設(shè)備和培養(yǎng)基、組培苗搬運設(shè)備及操作者的熟練程度有較高要求，原原種繁育對溫網(wǎng)室的溫光濕氣環(huán)境調(diào)控設(shè)備、水肥藥施用設(shè)備、原原種收獲設(shè)備有較高要求，種薯貯藏對貯藏庫的溫濕氣光要求很高，需要精準調(diào)控；原種一級種大田自然隔離繁育基地地形地貌復雜、耕地土壤各不相同且道路較窄、崎嶇、彎曲，原原種繁育溫網(wǎng)室和種薯貯藏庫規(guī)模大小不一、結(jié)構(gòu)多種多樣，需要適應(yīng)多種場景的農(nóng)機開展作業(yè)；脫毒組培苗莖稈細弱、切段擴繁和移栽需要細致操作，不同品種的薯塊形狀多樣、大小不同增加了種薯機械切塊難度，薯皮較嫩，新收薯塊搬運易發(fā)生薯皮擦破現(xiàn)象，薯塊形狀皮色不同導致薯塊分等分級和青頭薯、損傷薯、病爛薯、異形薯挑揀難以精準進行，原原種精準數(shù)粒有利于原種的精細播種，種薯貯藏窖庫內(nèi)環(huán)境精細控制有利于種薯的安全貯藏；甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯繁育機械存在動力偏小、適宜種類少、機具不配套等不利于馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展的問題。

3馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展的重點與措施

甘肅中部丘陵地區(qū)多樣化、多功能、小批量的農(nóng)業(yè)機械需求造成農(nóng)機研發(fā)、制造、維修成本高，甘肅中部丘陵地區(qū)復雜的農(nóng)機使用場景和農(nóng)機使用者的價格承受能力之間存在矛盾，導致現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機械同質(zhì)化嚴重、產(chǎn)品種類少、功能單一，區(qū)域農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展總體滯后；馬鈴薯種薯繁育對隔離條件要求高、種薯繁育環(huán)節(jié)多，種薯繁育對農(nóng)機種類和功能有特殊需求，加之甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯產(chǎn)區(qū)與精準脫貧地區(qū)高度重合，導致馬鈴薯種薯繁育農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展相對滯后，造成馬鈴薯種薯、繁育、供應(yīng)部分環(huán)節(jié)不同程度存在“無機可用”“無好機用”“有機難用”“有機閑置”等問題。

近年來，現(xiàn)代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等快速發(fā)展的技術(shù)供給因素和我國農(nóng)業(yè)資源稟賦變化及由此產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、生產(chǎn)關(guān)系轉(zhuǎn)變的內(nèi)在要求，推動智慧農(nóng)業(yè)在我國快速發(fā)展8，促進了不同學科、不同行業(yè)的跨界融合及行業(yè)內(nèi)部的深度融合。雖然智慧農(nóng)業(yè)面臨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非結(jié)構(gòu)環(huán)境、高精度農(nóng)藝和強農(nóng)時約束三大挑戰(zhàn)[1]，但智慧農(nóng)業(yè)在軟件和硬件兩方面快速發(fā)展，尤其農(nóng)業(yè)傳感器新原理、新技術(shù)、新材料和新工藝不斷得到突破，各類農(nóng)業(yè)機械新技術(shù)、新材料、新工藝的融合發(fā)展將為甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機的研發(fā)、制造、使用帶來更多的科技突破和發(fā)展機遇。甘肅中部丘陵地區(qū)推進馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化，要針對區(qū)域年輕勞動力減少、馬鈴薯種薯繁育環(huán)節(jié)多、大田繁育和種薯貯藏勞動強度大、農(nóng)機作業(yè)條件差，亟須農(nóng)機替代勞力但宜地農(nóng)機缺少的突出問題，從立足實際適度超前研發(fā)宜地農(nóng)機增加使用頻率、精工制造豐富宜地農(nóng)機品類拓寬使用范圍、政策扶持模式創(chuàng)新推進宜地農(nóng)機應(yīng)用三方面系統(tǒng)考慮、一體推進，逐步實現(xiàn)馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機“有用、好用、用得起”，進而實現(xiàn)“好機能用”，推進馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展。

3.1協(xié)作創(chuàng)新適度超前研發(fā)宜地配套農(nóng)機

甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)機應(yīng)用場景復雜多樣是農(nóng)機宜地化發(fā)展相對滯后的主要原因之一。近年來，國家持續(xù)鞏固拓展脫貧攻堅成果，接續(xù)推進鄉(xiāng)村振興，加大高標準農(nóng)田建設(shè)力度，實施馬鈴薯良種制種大縣獎勵、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)集群項目、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工補助項目，甘肅中部丘陵地區(qū)農(nóng)機作業(yè)場景的宜機化程度有所提高，相對規(guī)范穩(wěn)定的種薯繁育模式逐步形成，新型經(jīng)營主體穩(wěn)步發(fā)展。甘肅中部丘陵地區(qū)推進馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化，要充分考慮農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展條件變化趨勢，按照適用、安全、綠色、經(jīng)濟、輕簡、高效的目標和滿足當前、適度超前、多場景使用的思路，政產(chǎn)學研推用共同參與，多方協(xié)同攻關(guān)，以農(nóng)機與農(nóng)藝融合、機械化與信息化融合、農(nóng)業(yè)機械與地形地塊相適應(yīng)、機具配套模式與經(jīng)營規(guī)模相適應(yīng)為路徑，研制區(qū)域特色突出、滿足經(jīng)營主體需要，適應(yīng)一定規(guī)模大田、較小規(guī)模保護地、大中小貯藏設(shè)施等應(yīng)用場景的中小型宜地化農(nóng)機。應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料尤其傳感器、采集器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備標準化研發(fā)制造與甘肅中部丘陵地區(qū)地形地貌特點和馬鈴薯種薯繁育供應(yīng)需求適配的動力機械、配套機具，動力機械、傳動機構(gòu)、作業(yè)機具要系列化設(shè)計。

按照種薯不同繁育區(qū)域、繁育環(huán)節(jié)的特點和需要，馬鈴薯種薯繁育動力機械重點發(fā)展經(jīng)濟適用的 15～ 80kW 中型 .10～14kW 小型大田宜地化作業(yè)機械和6～9kW 微型保護地通用型作業(yè)機械，原種一級種貯藏堆垛選擇舉升 6m 以上、舉重 2t 以上的叉車，原原種貯藏堆碼按貯藏庫結(jié)構(gòu)選用適宜舉升高度和舉重量的小型堆碼（高）機，動力機械要適度高配，為今后發(fā)展留足空間。

按照原種一級種大田作業(yè)和馬鈴薯種薯貯藏加工不同環(huán)節(jié)需求，循序漸進地研制與動力機械相配套的系列化、模塊化或復式化作業(yè)機具，按照模塊化制造分段作業(yè)或一體化集成設(shè)計制造聯(lián)合作業(yè)兩條途徑，設(shè)計通用的標準接口，探索便捷組配協(xié)同控制的途徑，靈活快速組配動力機械與作業(yè)機具、作業(yè)機具與作業(yè)機具，實現(xiàn)動力機械一機多用、農(nóng)機多作業(yè)模式切換，提供一次性聯(lián)合完成多項作業(yè)或單獨開展某項作業(yè)的個性化選擇，以提高農(nóng)機作業(yè)效率，降低農(nóng)機的使用成本，縮短農(nóng)機研發(fā)周期和降低研發(fā)成本。

在勞動強度大、重復作業(yè)多、操作難度大、技術(shù)要求高的環(huán)節(jié)，如脫毒組培苗切段擴繁、組培苗移栽、溫網(wǎng)室貯藏庫溫光濕氣調(diào)控、種薯切塊、原種一級種大田施用藥肥、種薯出入庫加工等環(huán)節(jié)，研制組培苗自動切段擴繁設(shè)備、組培苗高速自動移栽機械、種薯切塊設(shè)備、種薯貯藏堆垛配套設(shè)備，推動馬鈴薯種薯機械向自動化繁育貯藏、智能化管理運行持續(xù)改進，減輕馬鈴薯種薯產(chǎn)銷對勞動力的過度依賴，以降低勞動強度、提高作業(yè)效率、減少運行管理成本。

3.2重點突破精工制造模塊化宜地農(nóng)機具

甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機制造要充分考慮該區(qū)域地形地貌多樣、氣候冷涼降雨集中、部分耕地土質(zhì)黏重、地塊相對細碎且不規(guī)則不平整、馬鈴薯品種多種薯繁育環(huán)節(jié)多、種薯繁育貯藏勞動強度大用工多、種薯繁育主體規(guī)模實力大小不一的實際，優(yōu)化中小型動力農(nóng)機配置和模塊化作業(yè)機具配套方案，在農(nóng)機具中小兼有、動力機械一機多用、耕作收獲減阻抗黏、農(nóng)機操作靈活高效、農(nóng)機作業(yè)省力舒適、模塊機具組合使用、優(yōu)質(zhì)材料精工制造等方面著力，制造符合國家、行業(yè)相關(guān)標準的模塊化、個性化、定制化的系列農(nóng)業(yè)機械，通過標準接口連接動力機械與作業(yè)機具開展獨立作業(yè)或聯(lián)合作業(yè)。制造環(huán)節(jié)產(chǎn)研用緊密結(jié)合，在制造試用過程中不斷發(fā)現(xiàn)制約農(nóng)機宜地性的問題，應(yīng)用新技術(shù)新材料逐步改進完善，進一步提高農(nóng)機的宜地性，加快推進樣機研制向宜地農(nóng)機制造應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

動力機械根據(jù)生產(chǎn)實際選用前后橋鉸接扭腰轉(zhuǎn)向、四輪轉(zhuǎn)向、差速轉(zhuǎn)向、無級變速、軸距可調(diào)、雙向駕駛、多樣化行走部件（輪胎、履帶、前履后輪、輪履互換）等減小轉(zhuǎn)彎半徑，提高農(nóng)業(yè)機械“原地掉頭\"能力，從四輪等大、輪距可調(diào)、車身調(diào)平（單側(cè)自動升降）、低矮寬結(jié)構(gòu)（低重心）、四輪制動等方面提高農(nóng)業(yè)機械的抗傾翻能力和作業(yè)質(zhì)量，從自走式、可駕乘、電液控制等方面提高農(nóng)機操控的舒適度。

標準接口分傳動機構(gòu)和數(shù)據(jù)接口，傳動機構(gòu)從標準化接口設(shè)置、多接口輸出動力等方面提高農(nóng)業(yè)機械與不同作業(yè)機具的動力轉(zhuǎn)移能力，數(shù)據(jù)接口通過配置micro-usb、lightning、type-c、三合一接口等各類接口滿足數(shù)據(jù)的傳輸需要。

原種一級種大田耕種管收作業(yè)機械根據(jù)種薯繁育需要開發(fā)具備不同作業(yè)功能的分段作業(yè)機具，若作業(yè)環(huán)節(jié)連續(xù)性高且作業(yè)場景允許，可制造中小型復式作業(yè)機具，一次活動完成多項作業(yè)或不同模塊機具組合作業(yè)，以適應(yīng)地形復雜、道路通過性差和地塊大小不同且不規(guī)則的作業(yè)場景。田間噴施藥劑應(yīng)用定時測距導航衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、機器視覺技術(shù)、傳感器技術(shù)、遠程控制技術(shù)、仿地飛行（噴桿調(diào)平）技術(shù)、姿態(tài)智能控制技術(shù)、動態(tài)避障技術(shù)發(fā)展自動化、智能化、精準化作業(yè)和運行時間長的農(nóng)用植保飛防無人機，多旋翼飛防無人機短時間作業(yè)從多配備用電池、提高電池容量等方面增強電池動力無人機的續(xù)航能力，長時間、大范圍作業(yè)從應(yīng)用電池快充技術(shù)、選用油料動力無人機等方面增強無人機的續(xù)航能力，以適應(yīng)地形復雜、地塊分散、交通距離遠的作業(yè)場景，解決降雨時段人與農(nóng)機不便進入地塊噴施藥肥的問題；天晴時段農(nóng)機可入地作業(yè)時，也可選用適合高度的高地隙、底盤增強型、噴桿隨地形姿態(tài)調(diào)整的遙控自走式無人機田間噴藥，降低藥肥施用成本和勞動強度。耕作收獲應(yīng)用整機隨作業(yè)條件自適應(yīng)全姿態(tài)調(diào)整技術(shù)，滅秧機械采用機具壟型自適應(yīng)技術(shù)、甩刀負壓吸苗碎秧技術(shù)，收獲機械選用中小型自走式°或牽引式單行（雙行）收獲機，采用仿生鏟減阻抗黏技術(shù)[10]、薯土減黏脫附技術(shù)和薯塊柔性輸送防傷皮技術(shù)、殘膜回收技術(shù)，提高農(nóng)機的田間作業(yè)適應(yīng)性。種薯運輸根據(jù)道路通行條件和生產(chǎn)規(guī)?？蛇x用三輪拖拉機、四輪拖拉機、微型貨車、薯塊專用運輸車、微型電動車等農(nóng)機。種薯包裝結(jié)合貯藏運輸條件選用噸包、網(wǎng)袋、框（籠）裝、散裝。

建設(shè)潔凈組培車間，根據(jù)培養(yǎng)規(guī)模配備適宜大小的滅菌鍋、培養(yǎng)基自動化灌裝設(shè)備、組培車間無菌環(huán)境與溫光控制設(shè)備、培養(yǎng)瓶（盒）移動設(shè)備、洗苗設(shè)備。脫毒組培苗切段擴繁應(yīng)用隨動雙目視覺方法識別組培苗[11]、圖像投影分析方法識別組培苗生長點位置[12]、激光切割技術(shù)[13]、傳感器技術(shù)、氣力引導式移植手[14]、適合機械化生產(chǎn)的馬鈴薯組培苗培養(yǎng)盒[15]，采用多手并行接種作業(yè)模式提高接種效率[16]。組培苗繁育溫室管理采用優(yōu)化的光溫濕氣自動調(diào)控設(shè)備（系統(tǒng)）、施藥（煙霧劑）設(shè)備、可移動式組培架、遠程監(jiān)控技術(shù)。

原原種繁育溫網(wǎng)室管理采用優(yōu)化的光溫濕氣自動調(diào)控設(shè)備（系統(tǒng)）、水肥一體化設(shè)備、可移動施藥機具（或噴灌系統(tǒng)）、遠程監(jiān)控技術(shù)、觸屏電腦手機多屏控制系統(tǒng)。組培苗高速自動移栽機應(yīng)用齒輪一凸輪一連桿復合機構(gòu)取苗[17]、真空負壓吸附組培苗[18]、組培苗吸附式末端執(zhí)行器[19]等技術(shù)提高移栽效率。溫網(wǎng)室原原種繁育選用小微型、電動、輕簡、高效的省力農(nóng)業(yè)機械，原原種收獲一般采用篩式振動小型機械。

種薯貯藏庫管理應(yīng)用傳感器技術(shù)、機器視覺技術(shù)、人工智能技術(shù)、遠程控制技術(shù)和優(yōu)化的光溫濕氣自動調(diào)控設(shè)備（系統(tǒng)）、施藥（煙霧劑）設(shè)備。按照貯藏設(shè)施的結(jié)構(gòu)和大小，原種一級種可采取輸送帶運送 + 網(wǎng)袋堆垛貯藏、輸送帶運送 + 薯塊散堆貯藏、叉車（堆垛機）運送 + 移動貯藏架 + 網(wǎng)袋架式貯藏。原原種貯藏可采取堆高機 + 固定貯藏架十網(wǎng)袋（框、籠）架式貯藏。

原原種數(shù)粒機械應(yīng)用光電技術(shù)加以改進，提高數(shù)粒的精度和速度。種薯切塊應(yīng)用薯塊恒量均勻喂入技術(shù)、機器視覺技術(shù)、傳感器技術(shù)等實現(xiàn)薯塊按尺寸形狀分級、內(nèi)外部病害無損檢測與自動剔除、定位定向有序輸送，并基于形狀和大小標準化自動切塊、切刀自動在線消毒、活性芽眼自動識別與盲芽薯塊剔除和薯塊拌種[20]?？捎脗鞲衅骷夹g(shù)、人工智能技術(shù)、機器視覺技術(shù)[21]、機器視覺和近紅外光譜技術(shù)多源信息融合病害無損檢測方法[22]、流形學習算法的機械視覺檢測[23]改進馬鈴薯的青頭薯、損傷薯、病爛薯、異形薯分揀機械。

3.3政策扶持模式創(chuàng)新推進宜地農(nóng)機應(yīng)用

應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新工藝研發(fā)制造宜地農(nóng)機，在實現(xiàn)甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯“有宜地機用”“宜地機好用”的同時，有可能提高宜地農(nóng)機的制造和銷售價格，馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機研制成本較高與甘肅中部丘陵地區(qū)宜地農(nóng)機市場空間有限存在較大矛盾；甘肅中部丘陵地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，馬鈴薯繁育供應(yīng)主體對宜地農(nóng)機的農(nóng)機購買力有限；甘肅中部丘陵地區(qū)農(nóng)戶居住分散、農(nóng)機維修網(wǎng)點少導致農(nóng)業(yè)機械日常維修維護、配件供應(yīng)不便。需要在模塊化設(shè)計和機具配套提高動力機械使用頻率、優(yōu)化設(shè)計和引用新材料提高農(nóng)業(yè)機械使用壽命與作業(yè)效率、農(nóng)機具組合使用以攤薄和降低購機成本與作業(yè)成本的同時，通過政策扶持提高馬鈴薯種薯經(jīng)營主體的宜地農(nóng)機購買能力，種薯繁育區(qū)域創(chuàng)新宜地農(nóng)機應(yīng)用模式，降低宜地農(nóng)機使用成本，生產(chǎn)廠家創(chuàng)新宜地農(nóng)機供給機制，降低用戶購置成本，創(chuàng)新服務(wù)模式降低農(nóng)機使用成本，以加快推進甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展。

將農(nóng)機具購置補貼、農(nóng)機作業(yè)補助、農(nóng)機報廢更新補貼等扶持政策向馬鈴薯種薯繁育優(yōu)勢區(qū)域適當傾斜，接續(xù)實施馬鈴薯良種制種大縣獎勵項目、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)集群項目和建設(shè)馬鈴薯種薯產(chǎn)業(yè)園區(qū)支持宜地農(nóng)機具購置使用，院（校）企合作申報甘肅中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機研發(fā)項目，開展宜地農(nóng)機研制，多途徑爭取政策支持，開展宜地農(nóng)機研發(fā)制造和引進應(yīng)用，降低宜地農(nóng)機研發(fā)制造和購置使用成本。

農(nóng)機服務(wù)是宜地農(nóng)機推廣應(yīng)用的主要措施和作用發(fā)揮的重要保障。按照區(qū)域特點、產(chǎn)業(yè)特色和農(nóng)機服務(wù)模式與規(guī)模經(jīng)營相適應(yīng)的思路，支持發(fā)展功能與定位互補的多元化市場服務(wù)體系，布局一站式、菜單式、綜合性、個性化服務(wù)網(wǎng)點，開展宜地農(nóng)機銷售、維修和配件服務(wù)，推進宜地農(nóng)機應(yīng)用；支持市場服務(wù)主體優(yōu)化農(nóng)機產(chǎn)品供給和組合，出售、租賃農(nóng)機具，滿足大量小眾群體對農(nóng)機調(diào)整、升級、使用的特殊需求。

支持農(nóng)機大戶和農(nóng)機服務(wù)組織利用購置的宜地農(nóng)機開展馬鈴薯種薯代耕代種代加、單項作業(yè)承包等農(nóng)機作業(yè)服務(wù)，馬鈴薯種薯農(nóng)民專業(yè)組織（合作社、協(xié)會、聯(lián)合會）購置農(nóng)機具供社員無償（低償）使用，農(nóng)戶與農(nóng)戶、大戶與大戶、農(nóng)戶與大戶之間開展互換使用、聯(lián)購共用，提高馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機的使用頻率，分攤降低宜地農(nóng)機購置使用成本。

4結(jié)語

隨著農(nóng)業(yè)強國建設(shè)穩(wěn)步推進，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)向適宜區(qū)域集中是必然趨勢，馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的轉(zhuǎn)移使西南西北丘陵地區(qū)成為馬鈴薯產(chǎn)銷的主要區(qū)域。推進甘肅省中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)機宜地化發(fā)展，有利于馬鈴薯種薯高效繁供和馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

應(yīng)用信息控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、機械工程技術(shù)等新技術(shù)、新工藝、新材料，發(fā)揮科研院所的科技創(chuàng)新、農(nóng)機企業(yè)的精工制造和農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)組織的服務(wù)推動作用，研發(fā)、制造、應(yīng)用緊密對接，高效研制馬鈴薯種薯宜地農(nóng)機、機具配套組合應(yīng)用，提高宜地農(nóng)機作業(yè)的經(jīng)濟性，創(chuàng)新政策扶持模式，增強宜地農(nóng)機的可獲得性，有利于加快推進甘肅省中部丘陵地區(qū)馬鈴薯種薯農(nóng)機“有用、好用、用得起”的宜地化進程。

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