幼龄苹果园间作马铃薯作业方式研究

朱 斌，曹亚凤，梁建勇，张 彪

（平凉市农业科学院，甘肃 平凉 744000）

幼龄果园树冠较小，对土地和光热资源的利用率较低。在果园内合理间作，既可以有效提高土地资源的利用率，又可以弥补幼龄果园前期的经济收益[1]。马铃薯因其植株较矮小、中早熟品种生长期较短、与果树相同的病虫害较少、比其他农作物经济价值高，适宜在幼龄果园间作[2]。平凉市现有幼龄苹果园面积约8.67万hm2，若其中50%的幼龄园内间作马铃薯，年产值可增加7.5亿元。马铃薯的传统种植存在作业工序多、劳动强度大、种植标准化差等问题[3]。机械化不仅可以大幅度提高农业劳动生产率，而且可以提高马铃薯作物的附加值和产出率[4]。据统计，目前全国马铃薯生产机械化程度仍然很低，2016年，全国马铃薯机耕率63.70%、机播率25.98%、机收率24.70%[5]。平凉市马铃薯生产仍然是以人、畜力作业为主，劳动强度大、生产效率低、作业成本高，马铃薯种植的效益潜力没有得到充分挖掘，制约着马铃薯产业的升级发展[6]。幼龄果园间作马铃薯，由于果树的遮挡，更加限制了马铃薯生产的机械化作业，本研究以手扶拖拉机+小型收获机的模式，探究果园间作马铃薯机械化作业的方法。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验地点设在庄浪县水洛镇李碾村，为平凉市农业科学院矮化密植苹果园试验示范基地，平地果园，基地面积约33.33 hm2，树龄3年，果树株行距为2 m×4 m。试验前1年果园间作箭舌豌豆。

1.2 试验材料

1.2.1 供试品种

陇薯7号，由甘肃省农业科学院马铃薯研究所提供，一级种薯。

1.2.2 机械配置

马铃薯播种机：禹城华普机械有限公司生产的2MB-2/4型马铃薯播种机，为施肥、点种、起垄、覆膜一体机，外形尺寸为1.53 m×1.51 m×1.63 m，双垄四行。配套动力为东方红454轮式拖拉机。

马铃薯收获机：山东聚威农机有限公司生产的151型马铃薯收获机，外形尺寸为0.75 m×0.8 m×0.6 m。配套动力为东风12型手扶拖拉机。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

马铃薯播种前，结合深耕基施腐熟农家肥45 000 kg/hm2、过磷酸钙600 kg/hm2，肥料混合一次性施入。机械播种日期为2018年3月30日，人工播种日期为2018年3月30—31日。

试验设2个处理：机械作业和人工作业，各10次重复。果树以1行为1个重复，每行果树为50株；马铃薯以1个果树行间为1个重复（即1个小区），小区面积为400 m2，每小区内定植马铃薯1 332株。果树行间均起2个垄，膜宽为80 cm，种4行马铃薯。如图1所示：人工作业垄高15 cm、垄间距50 cm、垄内行距50 cm、株距30 cm；如图2所示：机械作业垄高26 cm、垄间距80 cm、垄内行距28 cm、株距30 cm、播种深度8 cm。试验区单行果树行间面积为400 m2，各处理均种10行，总计4 002 m2（6亩）。

1.3.2 作业流程

机械作业：机械播种（施肥、点种、起垄、覆膜等工序一次性完成）→机械收获。机械播种时配备3个劳动力，1人驾驶、2人跟机作业；机械收获时配备3个劳动力，1人驾驶、2人捡拾及装袋马铃薯。

人工作业：起垄→覆膜→人工点播→人工收获。整个工作流程配备15个精壮劳动力，协调配合作业，日工作8 h。

1.4 测定项目及方法

出苗率：出苗率=出苗株数/定植株数×100%。

收净率：以1个小区为1个重复，在人工收获和机械收获的条件下分别测定各小区产量；然后在收获过的小区，通过翻耕，人工捡拾翻出的马铃薯，测定残留的马铃薯质量。收净率=收获量/（收获量+残留量）×100%。

图1 人工作业田间设计

图2 机械作业田间设计

破损率：在各小区收获的马铃薯中随机选100粒马铃薯，调查损伤的马铃薯数量。损伤薯的界定：有明显的机械伤，影响到其商品性。

折伤率：以小区南侧1行树为1个重复，共计10个重复，统计不同作业方式果树的损伤数量。

新梢生长量、增粗量、主干增粗量、成花量：在各小区南侧1行树中，选取地头的东边第20—29株树，调查各指标，各处理10个重复。新梢生长量和增粗量的测定：于2018年3月9日，在调查的每株树上随机选1条1年生枝条，测量距基部10 cm处的枝条粗度，并在该处用红色油漆画圈作标记，同时测量该枝条长度；于2018年12月20日，果树落叶停长后再次测定该枝条的粗度和长度。主干增粗量测定：在距地面20 cm处主干上测量，其他方法同新梢测量。成花量测定：于2018年4月23日果树盛花期，调查每株树上花朵总数量。

1.5 数据处理

用Microsoft Excel软件对数据进行整理，用SPSS 17.0对数据进行统计分析。计算公式如下：

2 结果与分析

2.1 不同作业方式作业效率分析

如表1所示：每667 m2人工起垄覆膜效率为0.04 h，人工播种效率为0.1 h；机械作业时起垄覆膜播种一次性完成，作业效率为2.4 h。人工收获效率为0.032 h，机械收获效率为1.600 h。机械作业起垄播种覆膜效率是人工作业的84倍，机械收获效率是人工收获效率的50倍。人工平均作业效率为0.015 h，机械平均作业效率为0.960 h；机械平均作业效率是人工平均作业效率的64倍。

2.2 不同作业方式马铃薯出苗情况统计

由表2可知：据5月14日调查，人工作业马铃薯出苗率为95%，比机械作业出苗率低。人工作业马铃薯出苗不整齐，出苗期从4月26日一直延续到5月4日，出苗较集中的时间段是4月30日—5月4日；而机械作业马铃薯出苗时间较一致，集中在4月30日—5月2日。究其原因，机械化作业均一化程度高，每1粒种薯都以相同的方式播种至田间，而人工作业标准化程度低，不同的人作业习惯不同，播种深浅不一致，导致出苗不整齐和出苗率低。

表1 不同作业方式667 m2作业效率

表2 不同作业方式马铃薯出苗情况统计

表3 不同作业方式667 m2成本

2.3 不同作业方式种植成本计算

如表3所示：每667 m2人工起垄覆膜成本为150元，人工播种成本为60.00元；机械作业时起垄覆膜播种一次性完成，作业成本为30.42元。人工收获成本为187.50元，机械收获成本为33.13元。人工作业从起垄到收获667 m2成本为397.50元，机械作业从播种到收获667 m2成本为63.55元，机械作业可节约成本333.95元，人工作业成本是机械费用的6倍多。

2.4 不同作业方式作业效果比较

如表4所示，机械作业收净率显著大于人工作业，达97.50%；机械作业马铃薯破损率极显著小于人工作业，破损率仅为0.97%，而人工收获破损率达6.26%。机械收获马铃薯产量极显著大于人工收获，较人工收获产量高578 kg，按每千克1.2元计，667 m2收入可达3 429.60元，加之机械作业成本较低，其经济效益远好于人工作业。

2.5 不同作业方式对果树的影响

由表5可以看出，人工作业与机械作业对果树新梢生长量、新梢增粗量、主干增粗量、成花量均无显著影响，不同作业方式新梢生长量均在90 cm左右，新梢增粗量在7～8 mm，主干增粗量约11 mm ，成花量为7～9朵。不同作业方式对树体折断和擦伤率差异显著，人工作业折伤率为0.20%，而机械作业折伤率为1.10%，机械作业在一定程度上对果树生长存在影响，但损伤不严重，100株树中只有1株会偶尔擦伤，不会造成严重损失。

表4 不同作业方式马铃薯效益比较

表5 不同作业方式对幼龄果树的影响

3 结论与讨论

幼龄果园间作马铃薯，机械化作业对果树生长无显著影响，仅有极个别会折伤，可实现从播种、起垄、覆膜到收获的全程机械化作业。与人工作业相比，机械化作业有作业效率高、成本低，马铃薯出苗整齐、出苗率高、果实损失少、增产幅度大、效益高等特点。机械作业平均效率是人工作业效率的64倍，马铃薯出苗率可增加3个百分点，667 m2产量较人工作业增加578 kg，成本降低6倍，与严圣博等[7]的研究结果相近。幼龄果园间作马铃薯，与人工作业相比，机械化作业优势突出，不仅能够提高土地产出率，增加产量，降低成本，而且能够提高劳动生产率，减轻农民的劳动强度[8]。