两种芋头轻简栽培配套新型农机具及其使用要点

张培通 肖宏儒 王安 吴薇 赵映 殷剑美 王立 刘水东

设施蔬菜机械化

两种芋头轻简栽培配套新型农机具及其使用要点

张培通 肖宏儒 王安 吴薇 赵映 殷剑美 王立 刘水东

特约栏目主持：陈永生

研究员，硕士生导师。现任农业部南京农业机械化研究所农业资源开发与设施农业工程技术中心主任，兼任江苏省设施农业机械化专家组副组长、农业部农机化科技创新设施园艺工程专业组成员、中国蔬菜协会机械化分会副会长兼秘书长。在蔬菜生产机械化研究领域，研究蔬菜生产农艺规范化技术、精细化整地技术及机械化移栽技术等，研发了蔬菜垄作机械化复式作业机、多功能电动园艺拖拉机等。近年来，完成国家、部、省级项目30多项，出版专著2本，发表论文40多篇；获专利授权30多项。获中国农科院科技进步二等奖1项、江苏省机械工业科技进步一等奖1项。

导读：江苏优质芋头在壅土、收获、除草等环节用工太多、劳动强度太大，成为限制优质芋头规模化种植的主要“瓶颈”。研制的“芋头起垄覆黑膜轻简栽培技术”很好地解决了上述问题，在江苏省农业科技自主创新资金“泰州芋头产业发展关键技术研究与应用[CX（15）1024]”资助下，由农业部南京农业机械化研究所研制了该技术配套机械2套，经示范应用取得成功。现介绍这2台机械的性能和相关技术要求。

优质芋头是江苏沿江地区地方特色农产品，常年种植面积1.33万hm2以上，多是当地的土特农产品，享誉周边市场，因此，着力将优质芋头打造成为当地特色现代高效农业产业。随着优质芋头专业化规模种植基地的发展，优质芋头原有的技术体系不适应规模种植的弊端逐渐表现出来，尤其在壅土、收获、除草等环节用工太多、劳动强度太大，成为限制优质芋头规模化种植的主要“瓶颈”。为此，江苏有关单位联合攻关，研制了“芋头起垄覆黑膜轻简栽培技术”，引进和改进配套农机具，实现该技术的机械化作业，为江苏地方特色优质芋头产业发展提供技术支撑，现简单介绍引进和改进的芋头种植配套机械，为芋头全程机械化种植提供依据。

1 2CY-2芋头播种联合作业机

1.1 机具介绍

农业部南京农业机械化研究所作为江苏省农业科技自主创新资金“泰州芋头产业发展关键技术研究与应用[CX（15）1024]”配套机具研制课题组，研发优质芋头高效种植农机具，2CY-2芋头播种联合作业机（图1）就是其中之一。作业顺序为：播种、起垄、喷除草剂、覆盖黑地膜。作业幅宽2.3 m，播种深度10～15 cm；垄高≥15 cm，垄宽70 cm；每垄种植2行芋头，行距40 cm，株距30～50 cm；盖膜压边压沟10～15 cm。该机具采用30～45 kW拖拉机为动力源，三角悬挂机构，碗式播种方案。机具行驶过程中，地轮带动种箱内排种器旋转，芋头种子经种管掉入田间实现播种。土壤经开沟器开沟后，种子埋入垄下，经起垄犁起垄成型，垄高10～15 cm，确保芋头播种后覆土厚度达到15 cm以上。除草剂药箱与机具一体，采用喷杆结构，起垄后喷头对播种行垄面喷雾，实现田间除草作业；铺膜滚筒对垄面实现铺黑膜作业，沟间地轮对沟间膜镇压。

图1 2CY-2芋头播种联合作业机

2015年12月课题组完成样机试制、调试；2016年3月中旬进行田间作业试验，取得初步成功，又在如皋市进行了较大面积播种作业示范，工作效率达到3 335 m2/h左右，发现样机存在一些机械结构和材料应用上的问题；2016年对样机进行改进，上述问题得到解决或有效控制，机具研制成功。2016年11月在如皋市石庄镇进行了实地模拟作业，并进行了省级鉴定，达到预期设计效果，通过了省级鉴定，检测技术参数测定记录列于表1。

表1 2CY-2芋头播种联合作业机技术参数测定记录

2017 年该机具在靖江、如皋等优质芋头主产区示范推广，机械播种示范面积10 hm2，示范结果表明，该机具已达到设计要求，可在生产上推广应用。

1.2 使用要点

采用2CY-2芋头播种联合作业机作业模式为：在平地开浅沟播种芋头（试验所用品种为泰兴香荷芋），后在播种沟上起垄，在垄面上（播种行区域）喷除草剂，再将整个垄覆盖黑地膜，出苗后破膜放苗。优点是农机作业1次完成播种、起垄、喷除草剂、覆盖地膜作业，农机作业完全可以满足起垄覆盖高度要求，后期可以实行免壅根；缺点是芋头出苗时间较长，及时放苗难，烫伤率高达27%。

应用该机具后，对传统的芋头栽培技术农艺体系进行重大变革和调整，以便于机械作业，主要是3个方面：一是将传统芋头膨大期多次壅土以满足球茎膨大的地下疏松土层需要，改为播种时先将芋头膨大需要的疏松土层做好，全生育期要保持垄体，膨大期不再壅土（或根据实际需要壅土1次），以满足膨大期球茎膨大的需要。二是将传统芋头全生育期多次施肥，改为大部分肥料在播种前施入，膨大期再适当补充，实行2次施肥。三是将传统多子芋压边荷改为定期铲边荷，以减少对覆黑膜的破坏。

1.3 烫伤问题

应用该机具后，最大的问题是出苗期间的烫伤问题，为此开展了芋头烫伤对生长发育和产量形成的影响试验，研究优质芋头机械化起垄覆黑膜作业后3种类型烫伤苗 （根据烫伤外叶苞数量确定）的生长发育和产量情况，结果表明（表2），不同烫伤程度对芋头前期的营养生长的影响较大，到12叶期地上部营养生长无显著差别，表明苗期烫伤会抑制早期（4叶期以前）芋头营养体生长，而随着生育期的推进，烫伤对芋头营养体生长的抑制作用越来越小。烫伤严重植株子孙芋略变小，对产量影响在5%左右。因此，从生产效益分析，与该机械配套的相关技术措施可以大面积示范推广。

表2 不同烫伤处理对主要农艺性状的影响

2 4UY-80铲掘栅格输送芋头收获机

2.1 机具介绍

该机械也由农业部南京农业机械化研究所优质芋头高效种植配套机具课题组研制（图2），采用牵引式行走方式，与30～60马力（1马力=0.735 kW）拖拉机三角悬挂，动力经减速箱，带传动系统至栅格输送机构，最终完成芋头收获过程中的挖掘、归芋、抖土、翻晒，机具加有送土旋转机构，提高链掘格输送长度。样机田间试验效果表明，铲掘栅格输送芋头收获机的收获方式较能满足芋头收获效果，作业效率3 335～6 667 m2/h，性价比高。2016年 11月在如皋市石庄镇进行了4UY-80铲掘栅格输送芋头收获机实地收获作业，并进行了省级鉴定，样机通过了省级鉴定，达到预期效果。4UY-1铲运栅格输送芋头收获机检测技术参数测定记录列于表3。

表3 4UY-1铲运式芋头收获机技术参数测定记录

2.2 作业要点

该机具行驶过程中，深限轮沟间导向，割刀往复、旋转运动对芋茎叶进行切割；土壤经破土防缠装置破土后，芋头经杆条升运链输送到机具后边，将芋头抛晒田间翻晒，再由人工收集、分拣完成整个收获过程。

应用该机具进行收获作业，注意4个关键问题：①机械播种深度一致，便于收获作业，最好与机械播种配合使用；②收获时田间土壤湿度不能太大，以免湿泥堵塞收获机具，同时防止收获芋头附着过多泥土；③收获后将芋头放在田间晾晒2天左右，晾干芋头上的水分，便于储存；④人工拣拾、分拣过程中要认真细致，减少遗漏损失。

应用上述2台机具，可以确保“优质芋头起垄覆黑膜轻简栽培技术”的起垄和采挖2个费力费工的环节实现机械化作业，大大节省用工，降低劳动强度，有效解决目前优质芋头种植环节的主要问题。今后将引进农机具，对后期施肥、铲边荷、拣拾芋头等进行机械（或机具辅助）作业，推动优质芋头种植实现全程机械化。

江苏省农业科技自主创新资金项目[CX（15）1024]

张培通，江苏省农业科学院泰州农科所，江苏省农业科学院经济作物研究所，225300，E-mail：ptzhang1965@163.com

肖宏儒，赵映，农业部南京农业机械化研究所

王安，吴薇，江苏省农业科学院泰州农科所

殷剑美，王立，江苏省农业科学院经济作物研究所

刘水东，江苏沿江地区农业科学研究所

2017-05-03