甜菜全程机械化生产技术及配套方案的研究

范有君，闫志山，宋柏权，杨骥*

（1.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，哈尔滨150080；2.中国农业科学院北方糖料作物资源与利用重点开放实验室,哈尔滨150080；3.中国农业科学院甜菜研究所/黑龙江大学农作物研究院，哈尔滨150080）

甜菜生产全程机械化包括耕整地、种植、中耕、收获等机械化作业环节，是现代农业技术的集成。先进国家甜菜生产的各个环节实现了全程机械化。我国甜菜生产机械化总水平一直徘徊在70%左右，制约甜菜全程机械化的关键因素是种子处理、收获机械化。我国甜菜生产集中在内蒙古、黑龙江和新疆等老、少、边、穷经济欠发达地区。一些离散种植户，甜菜主要栽培方式是以人工为主、机械为辅的种植模式。使用机械基本集中于耕整地和中耕等作业环节。我国多数地区甜菜种植地块分散，种植面积小、形不成规模。甜菜生产用工量和劳动强度均大，近年来甜菜的用工成本逐年加大，用工成本较2010年上涨了4～5倍，甜菜能否实现机械化生产已是制约产业发展的“瓶颈”问题。我国甜菜产区的大型农场、农机合作社，通过国家的农机补贴政策，引进开发了一批先进的播种机械、收获机械，是甜菜全程机械化程度较先进的地区，达85%以上的程度，但低于其他的大田作物（水稻、玉米等）平均92%～93%的机械化率。

由于甜菜的抗盐碱、耐瘠薄的特性，成为我国“三北”地区抗灾首选作物，因此，大力发展甜菜生产对我国的经济增长有着深远的意义。甜菜相对于其它作物的比较效益逐步下降，与玉米、水稻、棉花等主栽作物比较没有效益优势。主要原因是种植甜菜成本增加过快，其中最为主要的是人工费。因机械化水平低，田间的播种、间定苗、收获、切削、交售等环节花费人工费成本占总成本的54%以上，给甜菜作物的种植带来了不便。由于我国农业处于产业结构调整的关键期，近年来，因玉米的价格走低，甜菜种植前景看好，在劳动力短缺、种植规模和用工成本不断加大的形势下，为保证我国甜菜制糖业稳定、安全和可持续发展，发展甜菜全程生产机械化是解决产业发展问题的关键。

1 耕整地机具

甜菜种子的种胚小（种胚是小麦的10%～20%）拱土能力弱，又是深根系作物，因此在耕整地等机械作业环节，同比其他大田作物耕整地要细碎、土层深厚。所以，甜菜作业指标用其它大田作物进行评价，每年因耕整地质量不达标、覆土过深等原因，造成甜菜不出苗而毁地占总播种面积20%～25%，给甜菜生产造成不可逆转的损失。甜菜地需要深耕，一般耕深在20～25cm，有条件地区可达到30～35cm，结合整地增施有机、无机肥。我国甜菜的主产区集中于东北、华北和西北等地区，由于常年应用旋耕机耕旋、低于33.08kW以下拖拉机进行耕整地作业，犁底层深度由传统的耕翻、耙旋、起垄作业的18～20cm上升到16～18cm。由于甜菜产区离散种植户的土地零散，大农机作业无用武之地，取而代之的是小农机作业。小功率拖拉机作业的后果就是犁底层上浮，耕层变浅，加剧水土流失，加速土壤退化，增加生产投入，降低生产效率[1]。控制土壤退化的两大核心问题是加强水土保持和培肥地力，通过大农机大规模化整地，可以防止、减轻水土流失，根茬还田还可以弥补耕地有机质的损失，改善土壤性状。耕整地作业应根据甜菜产区的实际情况，遵守2年全面深松、3年耕翻一次的原则。耕后土壤应疏松、透气性好。深耕、深松作业时，耕深宜为20cm～22cm，深松深度宜为30cm～35cm，旋耕作业耕深宜为15cm～18cm。

1.1 耕翻整地

深耕整地技术是一种传统耕地方式，随着旋耕机的普及，加之能量消耗大，近几年已经逐渐被淡化，但它能打破犁底层、改善除草剂药害和秸秆还田，结合深耕施入有机肥有利于培肥地力，同时，耕翻地还可以将表层的草籽深埋、虫卵翻上，能减少虫、草的危害，特别是近年来我国提倡恢复耕地生态、降低化学肥料的使用量，深耕地技术也逐渐地被重视。

在我国甜菜产区，提倡夏、秋耕翻，翻后及时进行整地作业，有条件的垄作地区推广秋起垄、秋施肥，为来年种植甜菜创造良好的耕层条件。耕整地的适耕条件是土壤含水量15%～22%，耕地标准为：耕深应在20cm以上、打破犁底层；开闭垄宽度小于10cm、深度小于5cm；深度一致；无重耕、漏耕、立垡；回垡率小于3%。耕层要逐年加深。深翻地作业，通常采用铧式犁进行，推广应用带平垡器的铧式犁，有条件的地区应选择翻转式铧式犁，以减少嵌沟。

1.2 深松技术

深松具有减少土壤水分蒸发、地表不破坏、土壤翻动少、节能环保的土壤耕作技术特点，是土壤盐渍化地块降盐的主要耕作措施，也是我国甜菜产区广泛使用的耕整地技术措施。土壤深松按作业形式分为：全面深松、灭茬深松、间隔深松、垄上深松、垄沟深松、深松浅翻、中耕深松等[2]。

深松作业较未深松作业的地块，可多蓄水11～22m3/666.7m2，土壤雨水入渗速度提高5～8倍，深松甜菜较对照增产15%～28%[2]。目前广泛使用的深松机具主要有两种：①全方位深松机，它的特点是松土效果好，利于田间蓄水、均匀分布；②局部凿式深松机，它的水平翼刀起到切断草根、抑制杂草生长的作用。按机具结构可分为：凿式、翼铲式、振动式、鹅掌式深松机等。由于深松机的结构不同作用性能也不同，适于土壤类型、耕地条件亦有变化[2]。全面深松法是以打破犁底层、蓄水松土为目标，局部深松法是以打破犁底层、改善土壤结构为主要目的。振动深松机兼有全面深松和局部深松的特点。种植甜菜的地块深松作业，应根据当地的耕作习惯、土壤类型和配套动力等情况，选择适当的作业机具和深松方法。

我国目前生产上常用的深松机械有：1SQ-127/140/250/340系列深松机；中机北方机械有限公司生产的2306全方位深松机；现代农装北方农业机械有限公司生产的2306全方位深松机 （其前面有5个凿式深松铲，后面有星型辊式碎土装置，作业效果好，兼顾表土破碎作用，较适合半沙性和沙性土壤）；哈尔滨沃尔科技有限公司生产的1SB-570深松浅翻犁，配套动力88.24kW；1ST-4系列是适宜于常规垄和宽窄行种植的深松机，带有深施肥功能，适宜夏季深松、深施肥使用；1SZL/200/300深松联合整地机，能实现全方位深松，较适合半沙性土壤。

1.3 联合耕整地

先进国家的耕整地一般是在耕翻地的基础上，采用耕旋耙、施入调酸剂、表层整理镇压、分层施肥等进行单项或复式作业，或采用耕翻、整地、施肥等作业多道工序一次完成。近几年由于大功率拖拉机的性能逐渐完善，联合耕整地技术普遍向宽幅高速、完善结构、增加功能和复式作业的方向发展。

我国现代农业的发展方向是联合耕整地技术，“十一五”以来，随着我国实施农机补贴政策，甜菜产区农机专业合作社越来越壮大，大功率拖拉机保有量逐年增加，与其配套的联合耕整地机械得到了长足发展，为实现甜菜联合耕整地创造了必要条件。

联合耕整地技术采用复式作业，减少机具通过田间的次数。据测算履带式拖拉机压痕处土壤阻力增加20%，轮式拖拉机压痕处阻力增加40%[1-2]。联合整地机具节约钢材、降低成本、减少土壤压实和团粒结构的破坏，是一项节能、环保的耕整地技术措施。联合整地技术比传统整地技术油耗降低15%～30%[3]。

我国甜菜产区连片种植的农场，可采用凯斯Ecolo Tiger系列联合整地机、库恩Cultimer400多功能联合整地机和JD2700型联合整地机，中等规模化种植可采用1GZMN-490型深松联合整地机、融拓北方1ZML-350灭茬耙联合整地机，小型规模化种植宜采用1SGTN-210/240H4D型深松联合整地机。

2 种植机械

甜菜种子的生理特性决定了其种植精密度高于玉米、大豆等大田作物，直播田的播种覆土深度应控制在镇压后2.0～2.5cm[3]。播种技术要求：下籽均匀无断条，深浅一致播行端直，覆土良好无漏籽，行距准确不漏播，播后及时镇压。种植机械的播种标准为株距合格指数≥80%；漏播率指数≤10%；合格株距变异系数≤35%；行距一致性变异系数≤5%。甜菜纸筒育苗移栽时，苗龄35d～40d移栽，移栽密度应不少于10万株/hm2、行距宜为18cm～22cm，移栽时土壤湿度应控制在30%～35%。地膜覆盖种植，采用地膜栽培比直播栽培可提早5d～10d播种，播种深度可浅于直播耕作，宜为2cm～2.5cm。1对真叶时应及时放苗，封垄前要揭膜，揭膜时注意不要伤及叶片[4]。

2.1 精量点播技术

甜菜精量点播可分垄上播种、平播后起垄和平（畦）播3种形式。甜菜直播的关键是保苗，所以保苗是甜菜高产的前提条件，在精细整地的基础上，应推广秋耕整地、秋施肥技术，以达到播种条件，春季适时播种[2-3]。目前，在我国甜菜产区广泛使用的播种机具，按排种器工作原理可分为机械式、气力式两大类，机械式又可分为播盘式（水平、垂直、倾斜）、鸭嘴式和孔带式等。机械式由于受充种速度的限制，速度应小于8～10km/h；气力式播种机可分为正压式（气吹式）和负压式（气吸式）两种。气力式播种机对种子要求严格、可高速作业，随着液压马达、电子监控的高速发展、液压蓄能技术的应用，解决了始端空播、播种漏播问题。

气力式播种机代表了播种机的发展方向，代表机型有美国满胜（Monosem）大平原系列气力式播种机、马斯齐奥（Gasparoo）系列气吸式精密播种机、德国格兰（Kverneland）气吸精密播种机、意大利赛福格SIGMA5、法国（Pneumasem）气吸式播种机等。国产的有大连瓦房店2BQSL型系列气吸式播种机、国产沃尔气吸式播种机等。作业机具大型连片种植采用气力式、机械式精量播种机，一次完成播种、深施肥、覆土、镇压等工序；中、小规模种植的采用气吸式、机械式精量播种机[2]。在选择播种机时，应根据产区的保有量、种植模式和甜菜专用排种器等情况，选择新型播种机械。

2.2 纸筒育苗移栽技术

纸筒育苗移栽技术创造了有利于甜菜植株生长发育的小环境，与常规直播栽培相比，能延长甜菜生长期30d以上，增强幼苗对病虫害的抗耐性，对培育健苗壮苗、提高保苗率均有好处，最终达到增产、增糖的效果。可比直播栽培甜菜块根增产30%左右，含糖提高0.7～1.5度，涌现出产量超过75t/hm2的高产典型[5]。

甜菜纸筒育苗移栽机可分为：人力纸筒育苗移栽机、半机械化纸筒育苗移栽机和全自动纸筒育苗移栽机。按秧苗栽植形式可分为挠性圆盘式、吊篮式、导苗管式和带式等移栽机。目前国内广泛使用的半自动化甜菜纸筒育苗移栽机和少量全自动甜菜纸筒育苗移栽机。主要机型有：国产的2ZT-2型、2ZT-4型，日本进口的HB-SS20型、HBT-40型、CT-4S型、CT-2S型、BTP-2型、BTP-4等。甜菜纸筒育苗移栽具有栽后缓苗期短，成活率高等优点，是风灾、干旱、盐碱化严重等地区的首选栽培模式。

2.3 地膜覆盖技术

地膜覆膜播种技术主要应用于降雨量小、春季失墒的干旱严重地区，是我国新疆、内蒙古等干旱地区主推栽培技术，生产上分单行、双行覆膜技术，同时结合覆膜埋下滴管管线，为膜下滴灌创造条件。

2BMF-6型为三膜六行铺膜播种机，是集施肥、铺膜、滴灌装置于一体的甜菜覆膜播种机，可铺中膜（膜宽120cm～140 cm），可实现膜上穴播和膜下穴播。可使甜菜的施肥、铺膜、滴灌、点播一条龙作业，提高了甜菜的机播质量和效率，达到了甜菜高产栽培技术要求，利于推广甜菜模式化栽培种植。还可播种玉米、油葵、打瓜等多种作物。该机具工作可靠，调整方便，操作性能好，可与大中型拖拉机相配套、田间作业效果良好。2BQM型气吸式膜下精量沟播甜菜播种机，各项技术指标均达到农艺要求。

3 甜菜中耕、植保机械

甜菜的中耕作业包括行间深松、除草、间苗、追肥及行间开沟培土等，通过中耕、除草、培土等农艺措施，改善甜菜的生长环境、促进甜菜健康生长。一般以甜菜叶龄为中耕管理的标志，两片真叶期行间深松，深度大于20cm，少量培土，6片真叶结合除草进行第二遍中耕，10～12片叶时结合追肥进行第三遍中耕[3]。

植物保护机械也是甜菜中耕管理的重要机械，通过应用植保机械完成甜菜的病、虫、草害的综合防治和微量元素肥叶面喷施，为甜菜稳产高产提供技术保障。喷药机械应选用高性能喷药机或采用高标准刚玉、设有防漏滴高性能的喷头。机具可采用与大田作物通用的喷雾机械进行作业。我国甜菜中耕、施肥及植保机械可与大田作物通用，在播种机通用机架上安装中耕、施肥部件或植保机械即可进行中耕管理作业[3，6]。可选机型如内蒙古农业大学机械厂研制的3ZF-4型中耕施肥机、中国农业科学院甜菜研究所研制的农田1GZ-2型耕作多用机，可完成甜菜的松土、施肥、中耕除草及培土等联合作业。

4 收获机械

甜菜收获机械化是甜菜全程机械化的关键，收获用工占据甜菜全生育期用工量的一半以上，而甜菜机械是专用机具，没有其他机械可以替代，必须通过专门设计和制造的机器来满足甜菜收获的需要。

甜菜收获机械可分为分段收获和联合收获，分段收获可用2台、3台或4台机器来完成收获作业，为两段收获、三段收获和四段收获[3]。联合收获使用一台机械一次完成切缨、挖掘、捡拾及清理装载等全部工序，具有机械化程度高、用工少和生产效率高、效果好的特点，是发达国家首选的收获方式[6]。但机器结构复杂、成本高，使用水平要求高，在大面积收获时，能收到更好的经济效益。

甜菜收获机械主要包括：甜菜挖掘机、切缨机、茎叶收获机、块根挖掘集条机、块根清理捡拾装载机等[3]。大面积连片大规模种植，如国营农场等，采用甜菜联合收获机作业效率高。目前常用的有德国荷马（HOLMER）公司生产的泰勒-道斯T3（Terra DosT3）全自动甜菜收获机、法国莫罗（Moreau）LecraV2自走式甜菜收获机、格力莫公司Maxtron 620型甜菜收获机。此类收获机价格昂贵、配套的动力大、生产效率高，一天可收获30余公顷。对于中等规模化种植的甜菜，收获可用两段、三段式甜菜收获机械，如美国尔司惠Art’s way786系列6行甜菜打叶切顶机、Art’s way4600Exl型甜菜收获机；西班牙马赛（Mace）农业机械有限公司的甜菜收获机2HL—1IL型、3HL—11L型甜菜切缨机和lAH—S型甜菜挖掘收获机；国产的机型有常州汉森集团公司的系列甜菜收获机[7]。小规模甜菜种植户，可选用日本三荣公司生产的BT-2Pev/BT-4Pev甜菜切缨机、BSR757甜菜挖掘集箱机，该机一次切缨2行、挖掘集箱作业1行，班次作业3～5hm2。黑龙江北大荒众荣农机有限公司生产的4T-2型甜菜切缨机、甜菜茎叶处理切缨机和2行甜菜挖掘集箱收获机，两种切缨机，1种采用仿形轮式切缨机，适合纸筒育苗移栽等高青顶、宜倒伏甜菜收获，另一种采用两个茎叶处理链铗打碎茎叶、滑靴式切缨装置，适合低青顶直播田使用；2行甜菜挖掘集箱收获机，采用大直径对置斜轮式挖掘装置，升运链式分离泥沙，收后甜菜块根升运至液压式自卸箱内，方便装入车内，班次作业效率6hm2左右。

5 甜菜机械化配套方案

我国甜菜种植集中于黑龙江、内蒙古和新疆等区域，上述地区的种植模式各不相同，黑龙江以垄作为主要栽培方式，内蒙古主要以小行距平作为主，新疆以小垄距耕作及垄平结合为主要栽培模式。因此，我们必须根据不同地区的栽培形式，研制相应的机械化配套方案。农业机械化的目标是为新的栽培技术的实施提供技术保障，根据我国各地栽培模式的差异，在农机、农艺融合的基础上应重点在种植方式、种植密度和肥料的施用方式等方面，保证新的栽培技术实施和推广。

根据甜菜作物栽培的特点，在应用现有农机具的改进设计基础上，重点解决机械化播种技术、收获技术和耕整地技术，在引进消化利用国外先进收获技术的同时，设计生产出适合我国国情的甜菜收获机械，解决制约甜菜产业发展的瓶颈问题。根据我国甜菜生产的不同区域，提出相应机械化栽培的配套方案和作业标准，推广联合整地技术、精量播种机技术和中耕植保技术。

5.1 我国甜菜大面积种植区域（如新疆的生产建设兵团、黑龙江、内蒙古的农垦产区），适合以大中型农机具为主的甜菜全程机械化配套技术，该技术集成联合耕整地、精密种（栽）植技术、中耕精确植保技术、机械化结合化学除草技术、机械化收获技术及甜菜种子丸粒化和引发技术等。

5.2 在不同生态区与耕作制度相适应的规模化生产，适合以中型农机具为主的甜菜全程机械化配套技术，该技术包括精细耕整地、精密播种保苗、化控除草、防病虫害、收获等机械机具的配套技术。

5.3 在不同生态区与耕作制度相适应的小规模生产，适合以中小型农机具为主的甜菜全程机械化配套技术，结合本地区现有的先进机型，完成甜菜机械化配套技术。

[1]韩秀芳，高勇，谢宏昌，王德明，关威.机械深松联合整地技术的作用及效益分析[J].农机使用与维修，2010（1）：31-33.

[2]范有君，闫志山，宋柏权，杨骥.甜菜机械化种植技术及配套机械[J].中国糖料，2011，33（4）：61-63.

[3]范有君.甜菜机械化生产技术[J].当代农机，2013（8）：8-10.

[4]杨洪泽，王燕飞，张立明，等.新疆甜菜丰产优质栽培技术规程[J].农村科技，2005（1）：7-8

[5]韩秉进，井村悦夫，寺泽秀和.日本甜菜纸筒育苗移栽的技术改进[J].中国甜菜糖业，2008（4）：39-40.

[6]王建楠，胡志超.国内外甜菜全程机械化生产现状与趋势[J].农业机械，2009（6）：60-62.

[7]范素香，侯书林，赵匀.国内外甜菜生产全程机械化概况[J]农机化研究，2011（3）：12-15.