吕钊钦

山东农业大学

    甘薯马铃薯是山东省的重要粮食作物之一。甘薯常年种植面积在600万亩左右,重点分布在临沂、济宁、枣庄、泰安、烟台等丘陵山区。机械化是大面积标准化栽培的首要因素，机械化生产不仅可节省大量工时，提高劳动效率，还可提高产量，降低损耗。目前甘薯生产机械化在发达国家应用比较普遍，如日本普遍采用小型精确的栽培机械，作业范围包括起垄、栽插、去蔓、收获等主要用工环节。

我省甘薯生产机械化整体水平依然不高，仍在起步阶段，甘薯生产机械化正处在发展期，需求迫切，但基础薄弱，甘薯收获机械等基本是在马铃薯机械基础上改进而成的。主要问题有

（1）农机与农艺的结合度低制约了甘薯全程生产机械化发展。在甘薯种植方面，可通过制定甘薯的种植模式、种植标准来控制甘薯作物的结构和形状，以求实现农机与农艺的完美结合。为此，甘薯体系的品种、栽培、机具研发人员通力协作，共同开展 “基础、机制、机具”相结合的农机农艺融合研究，并从薯块大小、长短、生长深度、结薯范围、抗损伤度、蔓的长短和粗细、统一种植规格、简化栽植方式等方面初步研究提出适宜机械作业的品种选育、种植栽培等农艺要求；甘薯自身生理性状（体形大、生长深、结薯范围宽、皮易破、藤蔓茂盛）决定了其机械化收获的难度，易造成收获机具作业负荷过大、作业质量不高、皮易损伤，因此，还需从适宜机械作业的品种选育入手解决。目前甘薯种植农艺繁杂，垄距多样，各地拖拉机型式繁多，给机具研发、制造、使用和推广造成较大不便。甘薯生产主要包括起垄、栽插、去蔓、收获等关键环节，重点开发适合丘陵山区甘薯起垄、栽插、去蔓、收获的小型收获机，主要配套机型是手扶拖拉机和小四轮拖拉机，为甘薯生产全程机械化的实现提供基础。

（2）缺少甘薯茎蔓综合处理机械，重点研究开发适合甘薯茎蔓处理新型机械。

甘薯茎蔓产量一般每亩2000KG 以上，采用人工收集工作十分繁重，采用机械化粉碎还田就会造成很大的经济浪费。国外甘薯茎叶处理收获机械的研制已经进入稳步发展时期，市场上成熟产品较多。我省甘薯蔓处理机械发展滞后，甘薯切蔓机的研制还处于起步阶段。虽然市场上有一些产品，但其综合特性还有许多改进的空间。随着甘薯茎叶综合利用规模的不断扩大，甘薯茎叶处理收获机具有巨大的发展空间。甘薯作物的收获基本还处于用镐头刨薯的时代，甘薯收获机械尤其是甘薯茎叶处理收获机械发展严重滞后，长期依靠人工作业，迫切需要解决甘薯生产过程中的机械化收获问题，将农民从繁重的体力劳动中解放出来。总体来说，甘薯秧蔓处理机械研发正处于起步阶段，多以马铃薯生产机械为借鉴，实际应用效果欠佳。市场上有两种后置式小四轮驱动切蔓机，一种是采用小四轮皮带轮驱动，另一种是采用后驱动传动。这两种切蔓机的原理是：采用旋转轮式茎叶击碎器，将茎叶击碎后抛撒在地里，不能实现甘薯茎叶收集。这种处理方式的缺点是茎叶无法收集作为饲料使用，造成较大的经济损失。

鉴于我省农业生产体制和种植规模等因素，甘薯茎叶处理收获机械未来的发展趋势为：甘薯种植规模较小，同时农民的实际购买力较弱，因此，甘薯茎叶处理收获机的研制应注重发展适于小规模经营的中、小型机械。继续研究改进切蔓粉碎还田机械，重点研究开发具有茎叶粉碎功能的甘薯茎叶处理联合收获机，可一次完成薯秧收集、输送、粉碎及集箱过程，实现茎叶作为饲料利用，提高经济效益。

（3）缺少甘薯插秧机械，应重点研究适合甘薯移栽机械。

目前，基本采用人工插秧作业，劳动强度大，质量差，其根本原因是缺少适合丘陵山区甘薯种植农艺要求的甘薯插秧机。我国甘薯机械移栽技术研究始于上世纪八十年代，但由于种种原因，未取得任何进展，已中断数十年，目前国内尚无真正意义上的甘薯移栽机械。近期，部分甘薯机具研究人员以及少数种植大户开始将其他旱地作物移栽机械引入甘薯领域，开始进行甘薯移栽农艺要求、作业工艺、配套技术、田间试验、设备改进等方面的研究。如研究筛选出烟草移栽机型用于甘薯裸苗移栽试验，开展了粘土地和沙壤地的移栽试验，并研究了栽插与浇水分段作业的技术模式；上述研究为甘薯生产全程机械化的实现提供了可能。

我省的马铃薯机械化正处于发展阶段，马铃薯生产机械化存在的主要问题与需要解决的关键和难点：

（1）农机农艺结合度低是阻碍马铃薯全程机械化生产的主要因素，根据马铃薯种植农艺要求采用选择合适的现有机械并集成与关键机具研发相结合，实现马铃薯全程机械化生产。马铃薯收获机对作业幅宽、土壤条件等都有一定的要求，其作业效果、损失率受到了种植方式的严重制约。目前，山东省马铃薯种植以小片分散状的生产方式为主，种植模式多样化，行株距不统一，部分地区实行薯粮间作或薯菜间作，严重影响了收获机具的适用性。

马铃薯机械的适用性和各方面性能指标的高低与农艺措施密切相关，要积极做好农机农艺结合工作。建立规模化、规范化的马铃薯种植体系，为机械作业创造条件，彻底解决机具与农艺结合的根本问题，为实现马铃薯全程机械化生产奠定坚实基础。

（2）马铃薯播种质量有待进一步提高，在应用过程中，马铃薯机械播种出现漏播、重播现象。迫切研发新型电控具有自动补偿漏漏功能的马铃薯播种机，加装合适的机械电子装置，使播种更加准确，以避免马铃薯播种机械的漏播、重播现象，提高其播种质量。

省内马铃薯种植的机械化尚处于初级发展阶段，在一般地区，每次种植两行。马铃薯播种机的类型主要有以下几种：2CML-2型马铃薯种植机是一种具有开沟、播种、施肥、覆土功能的全自动机械化作业机具，与小型拖拉机配套，可一次性完成施肥播种的所有作业，具有节肥、省土、保墒和播种一致性好等许多优点。另外，还能够大大提高经济效益和生产率。但是，在试验过程中还存在一些问题：该型马铃薯种植机的链勺与链条之间有脱落的现象，链轮在使用一段时间后有链齿被打坏的现象。2BSMX-2型双行马铃薯播种机的排种器采用升运薯杯形，排肥器是外槽轮式，具有体积小、质量轻和有利于在小地块实施作业的优点。将它与功率为13.7～17.7kW的小四轮拖拉机配套，可以一次性完成马铃薯的播种、施肥、铺膜等作业。 2CMF系列马铃薯种植机可一次性完成马铃薯播种的深松、施肥、开沟、播种、注水、起垄和镇压等工作。在播种的过程中，可以调节行距、株距、施肥量，使用该机播种后，出苗率较高，播种均匀，具有作业质量好、效率高、性能可靠等优点。4U-550型后置式马铃薯收获机在行距小于1750px、垄宽大于875px时，小四轮一侧轮胎在垄上行走遇到阻力较大时后轮打滑，易对马铃薯造成损伤。

青岛洪珠农业机械有限公司研制生产了2MB-1/2型大垄双行覆膜圆盘型马铃薯播种机，具有成本低、效率高的优势。与人工种植相比，该机的主要指标和农艺的满足程度较高。其主要的性能特点是：能在多种土壤上作业。在播种过程中，可以根据土壤情况和用户需要调节行距、株距、播深和起垄的高低。该机具可一次性完成喷除草剂、开沟、播种、施肥、起垄和铺膜等工作，具有工作平稳、结构紧凑、适应性强和布局合理等优点。它能使种子在土壤里呈三角形分布，合理利用空间，还有利于增收和提高马铃薯的商品率。

（3）马铃薯残膜不回收造成严重的白色污染。应重点研究开发铃薯残膜回收机，或与马铃薯收获一体机，彻底解决残地膜所造成的白色污染难题。地膜覆盖栽培技术的推广，促进了农作物的增产和作物适作区的扩大，在马铃薯等薯类作物的生产种植中发挥了重要的作用。然而，随着地膜应用范围的扩大，其副作用也随之显现。残留的地膜在土壤中破坏农田的生态环境，破坏土壤结构，危害作物正常生长发育并造成农作物的减产。传统的人工收膜，劳动强度大、生产率低且回收率低，因此，推行机械化收膜已成为必然趋势。目前存在的主要技术难点是残膜回收多在马铃薯收获之后，残膜破损较为严重，且许多残膜覆盖在土壤下，回收难度较高；残膜回收过程中，破损的小片残膜容易缠绕在回收装置上造成漏膜和残膜堵塞现象，严重影响收膜率且对机具性能影响较大；起膜不充分，造成残膜漏捡；捡膜过程中容易丢膜，影响收膜作业效果。因此，设计推广一种经济实用且适合马铃薯种植模式和农艺要求的残膜捡拾装置对减少土地污染及保持马铃薯生产的可持续发展具有十分重要的意义。

（4）缺少收获前处理机械或秧蔓处理收获一体机，完善中小型马铃薯挖掘收获机，重点研制马铃秧蔓处理收获一体机。

马铃薯的收获过程主要有：收获前处理——挖掘——分离——铺放——捡拾——凊选（去除茎叶）——分级——装运。目前山东省推广使用的马铃薯收获机的收获方式属于分别收获，为了克服收获机作业过程中出现的缠绕、壅土、分理不清等现象，便于机械收获，在收获前要对马铃薯地上部分进行处理，即收获前处理。马铃薯收获前处理均采用人工杀秧的方式，劳动强度大，生产效率低，占用了大部分的收获时间，从某种程度上影响了机收的收获效率。目前，大部分马铃薯收获机都没有专门的薯蔓分离装置，也缺少专门的马铃薯灭秧机械设备，迫切的需要研制收获前处理机械和完善分离装置，进一步提高中小型马铃薯挖掘收获机的适应性，为实现马铃薯全程机械化收获奠定坚实基础。

（5）联合作业机械尚需继续研制开发。

马铃薯收获机械按照收获的方式分主要有一下三种：挖掘式马铃薯收获机的主要部件是挖掘铲（犁），结构简单适用，只实现挖掘工作，一般与手扶拖拉机或小四轮拖拉机配套使用，适用于垄作栽培收获。作业时，薯土分离、清除茎叶、捡拾等作业需人工来完成。挖掘式马铃薯收获机的特点是：结构简单，机械成本低，一机多用，也可用于收获大蒜、洋葱、红薯等，但是明薯率低，损失率高，生产效率低。

挖掘分离式马铃薯收获机主要由挖掘部件和分离部件组成，由手扶拖拉机或小四轮拖拉机悬挂或牵引，能一次完成马铃薯挖掘、薯土分离、输送和铺放作业。根据挖掘分离式马铃薯收获机分离部件结构的不同，可分为抛掷轮式、升运链式和振动式，目前山东省马铃薯收获机多采用升运链式。这种收获机的特点是：工作稳定可靠，明薯率高，损失率低、生产效率较挖掘式高、作业效果好，但升运链容易磨损，这种机型适用于较大面积平坦的砂土或沙壤土作业，基本适用于山东省马铃薯收获的农艺要求。随着机器生产率的提高，马铃薯挖掘所需时间减少，而人工拣拾时间增加。因此，要通过消化吸收国内外先进技术，进一步优化集成挖掘、分离、清选和输送功能，提高生产效率。

联合式马铃薯收获机主要由悬挂联接装置、机架总成、挖掘部件、输送、分离、凊选、提升、卸薯装置等部分组成，能一次性完成马铃薯的挖掘、输送、分离（清选）、提运、自行收集装卸等作业。根据分离部件结构的不同，联合式收获机可分为升运链式、摆动筛式、转筒式3种，其中升运链式马铃薯联合收获机使用较多。联合式马铃薯收获机的特点是：技术含量高、机械作业程度高、作业效果好，适应于大面积种植马铃薯的收获作业。目前联合式马铃薯收获机还未推广。

（6）马铃薯机械可靠性不高，努力做好马铃薯播种机械关键零部件的研究、试验及优化工作，进一步提高马铃薯播种机械整机的可靠性和适用性。由于马铃薯收获机械的质量问题，导致在收获的工程中停工次数多，调整等待时间长，主要表现在机械的材质问题、主要零部件质量问题、装配质量问题等方面；同时，在机械化收获过程中马铃薯存在着严重的损伤问题，机械损伤与碰撞擦伤严重影响了马铃薯的产量。针对马铃薯机械存在的易磨损、腐蚀等问题，要从产品的结构、制造装配工艺和材料几方面综合分析，以提高零部件的可靠性，从根本上保证并加强机械质量的可靠性。各级政府行政主管部门应加强对马铃薯收获机械产品的监管力度，扶优治劣，规范市场竞争秩序。