京郊甘薯机械化种植技术的推广与应用

北京市农业机械试验鉴定推广站 刘京蕊 张 莉 李传友 李 震 滕 飞

甘薯除富含淀粉、可溶性糖和矿物质外，还含有胡萝卜素、维生素C、叶酸等活性物质，能降血脂和胆固醇、抗氧化，可以预防衰老，具有良好的营养保健功能。随着甘薯营养和保健作用受到消费者的重视和认可，首都消费者对甘薯的需求也是逐年递增。目前京郊散户小规模种植仍是以人工作业为主，作业效率较低，对机械化生产意愿十分强烈。

一、北京甘薯产业发展及机械化技术应用情况

北京市2020年甘薯种植面积2万亩左右，虽然北京市甘薯种植规模在全国不占优势，但是在京郊发展甘薯产业，与北京市种植业结构调整、发展节水生态农业，以及满足市民对优质鲜活农产品的需求是契合的。北京市甘薯种植面积主要分布在大兴、密云、平谷、房山等区，这四个区占全市种植面积的90%以上，其中近2/3集中在大兴和密云。由于国内甘薯种植机械研发起步晚，早几年甘薯种植缺乏高效适用机具。近年来，北京市农业机械试验鉴定推广站针对这个问题，以“提高劳动生产率和作业质量”为目标，综合考虑农艺要求和农机技术，围绕“起垄、移栽、中耕、杀秧、收获”等关键环节，积极探索甘薯全程机械化生产技术，引进、改进、集成配套甘薯作业机具，填补了京郊甘薯专用机械的空白，甘薯起垄、移栽、中耕、杀秧、收获等各环节作业效率平均提高17倍以上，尤其是杀秧及收获作业，作业效率较2014年分别至少提升了50倍、62倍；同时还明确了甘薯全程机械化技术路线，开展了甘薯全程机械化轻简化技术集成示范推广，示范区内亩用工量较2014年合计减少了近9个，节省人工达94.6%，亩均作业成本至少减少了800元，节本增效明显。

二、密云区甘薯生产及机械化运用情况

红薯是密云区的特色杂粮品种，又是区重点发展的扶贫产业。近年来密云区为加大扶持红薯产业力度，积极推行秧苗补贴政策，调动了合作社和农民种植甘薯的积极性，仅2019年密云区红薯种植面积就达7000亩，基本上形成了从种植到深加工、再到销售的产业链条。自2014年以来，北京市农业机械试验鉴定推广站不断探索红薯机械化作业的新技术和新机械，在密云地区共示范推广了10款34台套机具，甘薯不覆膜种植已经实现了全程机械化作业。其中起垄、杀秧、收获的机械已经相当成熟，仅2019年密云区红薯机械起垄6000余亩，杀秧和收获近5000亩，机械化移栽和中耕面积均在300亩以上。

三、甘薯全程机械化轻简化技术集成示范推广

1.甘薯全程机械化技术路线。根据是否选择机械移栽和何种灌溉方式，形成两条技术子路线，后续其他环节均为机械作业。子路线主要有以下区别：子路线1是机械化旋耕起垄（机械铺滴灌带或人工坐水）——人工移栽，子路线2是机械化旋耕起垄移栽（机械铺滴灌带或喷灌）。两条子路线又可以根据灌溉方式不同，分别分为两种技术流程。其中，子路线1根据灌溉方式分为：一种是机械化旋耕起垄铺滴灌带，然后人工移栽，通过滴灌带给苗供水缓苗，后期还可以在关键时期供水供肥，有效管控甘薯品质。另一种是机械化旋耕起垄，人工在垄上开沟、浇水，然后人工移栽；子路线2可根据灌溉方式分为：一种是机械化旋耕起垄铺滴灌带移栽一体完成，由滴灌带供缓苗水等。另一种是机械化旋耕起垄移栽一体完成，配合移动式喷灌设施浇缓苗水。

2.甘薯全程机械化机具配套。近几年，随着机具推广应用，京郊的甘薯种植垄距大多采用80～90cm，在进行甘薯生产机具配套时，不仅需要考量机具的性能，更需要考察机具的作业幅宽、配套动力利用率、配套动力的轮距是否适宜京郊甘薯种植的垄距要求。当农机进行作业时，拖拉机的轮胎及机具的行走轮应在垄沟中行进，不能对邻接行的土垄及甘薯造成影响。通过大量试验、示范，综合各种因素，确定以90cm垄距作为标准配套动力机械及机具较为适宜。京郊甘薯生产主要机械配备如下：

（1）1GQL-2型甘薯起垄机。能够一次性完成旋耕、起垄、铺滴灌带等多环节作业，其配套动力为75马力大型拖拉机，拖拉机轮胎宽不大于38cm。为避免作业过程中压邻垄，拖拉机前后轮距均调整至170cm，采用后悬挂式牵引，动力由拖拉机后动力输出轴输出，可实现一次两垄作业。作业幅宽180cm，调整垄距为90cm，起垄高度为25cm以上，垄顶宽20cm以上，垄角为45°左右，可用于大面积平整地块旋耕起垄作业。

（2）2CGF-2型甘薯移栽机。能够一次性完成起垄、移栽、铺滴灌带等多环节作业，其配套动力为75马力以上大型拖拉机（考虑到作业速度、栽植质量问题，试验示范选用120马力慢速拖拉机），前后轮距均调整至170cm，采用后悬挂式牵引，动力由拖拉机后动力输出轴输出，可实现一次两垄作业。作业参数同上，移栽质量良好，活苗率高，埋滴灌带质量稳定，各项指标均能够满足要求规定，符合京郊薯苗移栽农艺要求。

（3）2TD-S2甘薯双行中耕机。可一次性实现垄沟、垄侧除草，垄侧、垄顶覆土等作业，配套拖拉机动力30马力，前后轮距均调整至90cm，采用悬挂式作业，跨一垄作业，作业幅宽115cm，一次作业可对一个整垄和两侧各半个垄进行作业，能够有效解决田间管理过程中土垄塌陷的问题。

（4）4U-S980型单行甘薯秧蔓粉碎机。适合京郊80cm垄宽的甘薯种植地区，配合30马力拖拉机使用，单垄作业，作业幅宽98cm，可将垄沟、垄侧秧蔓全部粉碎，粉碎效果较好。

（5）1JH-1700型双行甘薯秧蔓粉碎机。可一次性完成双垄甘薯秧蔓粉碎作业，配套动力需75马力拖拉机，轮距180cm，作业幅宽170cm。

（6）4U-80型单行甘薯收获机。有效工作幅宽为80cm，4UF-900型单行甘薯收获机有效作业幅宽为90cm，均配套动力30马力拖拉机，轮距90cm。

（7）北斗自动导航驾驶技术。应用北斗导航驾驶的拖拉机，利用卫星导航系统的高精度差分技术，通过控制器对农机液压系统进行控制，实现农机按设计作业路线的自动驾驶作业。旋耕起垄作业时，作业直线度高，作业邻接行偏差可控制在3cm以内，起垄作业质量大幅度提升，土地利用率也可提高6.0%，有效降低机手工作强度，对机手作业技术要求降低，有利于后续中耕、杀秧、收获各环节的机械化作业，有效避免人工驾驶拖拉机进地压伤甘薯的问题。

3.示范区生产节约作业成本情况。示范区内，甘薯生产各环节平均作业效率是2014年的17倍以上，尤其是杀秧及收获作业，作业效率接近2014年的50倍、62倍，有效解决了人工作业劳动强度大的问题。亩用工量合计减少了近10个，节省人工接近95%。亩均作业成本至少减少940元。据统计，2015-2020年，甘薯生产各环节示范面积累计2.56万亩，节约人工作业成本460余万元。