胡萝卜种植模式与机械化研究

田建峰史现都张峰李谦

1、河北耕耘农业机械制造有限公司 2、河北省农林科学院粮油作物研究所

胡萝卜在我国的根茎类蔬菜中占据重要地位，现阶段我国的胡萝卜种植面积和种植产量在世界上名列前茅，促进国内区域性经济增长的同时提高了产量，为农民带来更多的经济收入。2018 年我国胡萝卜的种植面积接近世界范围内种植面积的一半，总产量也有所提升，但是纵观机械化生产，同发达国家相比其发展水平远远落后。胡萝卜生产中至关重要的一个环节便是播种，胡萝卜生产成本多少、产量高低及品质优劣直接由播种质量的好坏决定[1]。目前我国的胡萝卜采用人力播种模式，效率低下、种子过度浪费、播种参差不齐、幼苗错落生长等问题频频产生，与此同时播种作业耗时长强度高，亟待借助先进的技术手段加以改进，朝高效的机械化生产迈进。发达国家有着成熟的播种手段，胡萝卜种植基本完成全机械化覆盖，机械化的手段不但可以提高效率，使幼苗维持相同的生长势态，幼苗与幼苗的间距保持一致，各株幼苗以相同的深度播种，还能节省人力资源，有助于胡萝卜增收。欧美国家使用的播种机具有体积庞大幅度宽的特点，日本韩国的播种机则与之相反，具有体积小、便于操作的特性，就拿日本手推式的蔬菜播种机来说，整个机器的重量不到二十千克。国内对胡萝卜播种手段和播种设备的研究时间晚于其他国家，设备种类单一，难以应用于所有的播种环境中。受种植土壤条件、种植方式、技术手段的影响，引入国外设备和研制国内设备方面有了更多的约束条件。国内胡萝卜种植业难以进一步提升的关键在于机械化种植水平的落后和人工成本的居高不下。所以，针对上述情况需要全面掌握胡萝卜种植的现存状态以及技术水平，调查研究国内和国外目前胡萝卜的不同播种方式和播种设备，针对国内的实际情况研制相应的胡萝卜播种设备，促进国内胡萝卜产业机械化达到新高度。

1 胡萝卜种子的特点以及种植技术

国内大多从日本和法国两地引入胡萝卜种子，种类包括来自日本的新黑田五寸、坂田七寸、超级红芯、红映二号以及来自法国的阿雅、汉城六寸等。胡萝卜种子的形状各不相同，大多以细长的状态呈现，种子表面有细微狭小的毛刺，流动性不强，种子体积小，难以顶开表面的土壤，这样的种子不适合使用机械化的手段播种，极易造成洞口阻塞、种子破损的情况，导致播种不均匀，有的播种数量过多，而有的被遗漏遗忘[2]。现阶段的胡萝卜种子外表覆盖了一层外衣，种子呈规整的圆形状，直径及质量相比原先有所扩大，此类种子有较高的发芽率，幼苗的成长状态高度一致，种子价格相对来说更加昂贵，致使拉高了种植成本。

胡萝卜种植大多采取深耕细作的方式，搭配排水性能极佳的砂状土壤或者泥炭土壤，在国内的众多城市都有种植地，包括山东莱西、河南周口、河北沧州、江苏东台、福建厦门以及内蒙古乌兰察布等。胡萝卜播种的时间和方式在不同的地方各不相同，通常会选择三四月份的春季以及七八月份的秋季进行。国内胡萝卜有两种种植模式，一种是平作，另一种是垄作，平作又分为撒播和条播两种形式，行与行之间呈多样化分布；垄作可以细分为单行垄、双行垄、三行垄以及四行垄等形式，垄可以按照不同的距离进行划分，种植方式复杂多样。两种不同的方式会对机械化生产产生不同的影响。

1.1 平作种植的特性及收获方式

大多数农民均会采取原始的平作种植模式。平作种植需要肥沃厚实和排水性能极佳的土壤，符合这些条件的壤土、沙壤土可以用于种植。播种土地应向下深耕三十厘米左右，保持表面土壤平整。多数情况下采取人工的方式实施播种，但也有极少数特殊的情况借助简单易上手操作的播种机完成播种，纵观全局看，整体工作效率偏低，并且受播种形式简略的影响，播种的数量难以把控，播种数量不均等，总体呈过量的趋势，种子被过度消耗，无形中提高了生长期内胡萝卜幼苗的成本。

采用平作模式种植的胡萝卜主要通过人力收获果实，平作播种方式自身带有局限性，致使胡萝卜难以规律化的种植生长，幼苗间距多变，没有确定的数值，难以使用精准的机械化设备完成播种[3]。胡萝卜从土壤表面向土壤深层生长，通常其根茎超过二十五厘米，以平作模式种植的胡萝卜收获果实需要挖掘三十厘米左右的坑，因为没有预先留出设备耕种的通道，所以往往需要往更深处进行挖掘，假如通过机械化手段完成果实获取，不仅要求机械设备有强大的动能，还要由高强度的材料制作而成，无形中把机械设备的使用成本扩大。平作种植的方式，不管是种植胡萝卜还是收获果实，实现机械化的全面覆盖需要更高水准的机械设备，就目前的实际情况来看成本过高且难度较大。综合分析后可以看出胡萝卜平作种植模式对胡萝卜机械化生产的发展有着消极的作用力。

1.2 垄作种植的特性及收获方式

垄作种植也可以称之为垄播种植，换句话说也就是在沟和沟之间种植。这一类种植方式有利于灌水和排水，同时还可以疏松根部的土壤，对种植面积大的土地适用。按照我国的种植习惯划分，垄播可分成两类形式，第一种是四行垄，沟和沟之间的距离达一米左右，顶部长度保持在一米以下，底部长度固定为一米，沟壑形成二十厘米的高度；第二种是两行垄，沟和沟之间的距离达五十厘米左右，顶部长度固定为三十厘米，底部长度保持在五十厘米以下，沟壑形成十五厘米的高度。通过研究实验数据可发现，垄作种植胡萝卜有三个优点：首先，土壤耕种的深度加大，土壤更加透气，胡萝卜的根部有更大的发展空间，能更好地向外延伸，提升了胡萝卜的产量；其次，优化了胡萝卜的生长形状，表皮光滑，无明显斑点及裂痕，胡萝卜整体的质量和品质得到进一步提升；最后，胡萝卜浅层生长，便于机械化种植幼苗及收获果实的实现[4]。河南某制造公司生产过可以为胡萝卜施肥播种的垄作胡萝卜播种机，这个机器以排气吸气的方式进行种子排布，一个坑位播种一粒或者两粒种子，将种子均匀播种到每一块土壤，使后期胡萝卜的植株劳作效率更高，操作更加简便，在合适的时间完成播种，及时调整种植的深浅度，保证苗木生长的整齐划一，降低幼苗的不合格率，缩短农民的劳作时间。实现机械化的垄作播种，可以有效提高生产效率，让胡萝卜种植更加合理规范，为后期的机械化收获打下良好的基础，节约各项投入支出的成本费用。

国内外的胡萝卜种植模式差距较大，因此从国外进口的机械化收获设备难以直接用于采集收获果实，但是可以分析借鉴采纳类似根茎植物机械化设备的特性将它和胡萝卜自身的生长特点结合在一起。国内河南省的一家设备制造公司便是如此，自行研发了自动化胡萝卜联合收割机。收割机在土地间夹起胡萝卜，在尾部切头位置切除胡萝卜的根茎，然后去除身体上的泥垢运送到收集箱二次处理，全盘将收获果实的工作做完。自动化移动操作，性能极佳，以液压控制运动，机械化收获效能大，保证操作的稳定性。借助此收割机提高切割果实根茎的成功率，降低果实的损伤与浪费。对比普通的人力收割，机械化的收割方式可以节省一半以上的人工费用，后期成本投入更少。

2 胡萝卜种植机械化的优势

胡萝卜种子的体积不大，胡萝卜种子通过精挑细选最后种植于土壤中，一千颗种子的重量大约为一克左右，为了提高幼苗的成活率，人工播种的速率通常按每亩三百克计算，假设幼苗成活的几率是百分之九十八，那么最后成活的幼苗每亩有二十多万株，以同样的方式测算机械设备，播种速率设为每亩二百克，最终成活的幼苗数量达到十五万株左右[5]。然而不是所有存活的幼苗均可以保留下来，通常情况下每公顷的土壤仅需保留六十万左右的植株即可，因此使用人工播种模式需要在各个环节中人为拔除二百多万的植株，对农民而言这是一个巨大的工程量，而机械化播种拔出的植株数量相对来说没有那么多，每公顷的播种可以保持在六十万株左右，大概为七百七十克，平均一公顷可以比人工播种节省三千七百克的种子。如果胡萝卜种子每克是五角钱，那么每公顷节约了一千八百五十元左右的种子成本费用。由此可见，胡萝卜种植机械化不仅弱化了农民的工作强度，还能节约胡萝卜的成本，为胡萝卜种植带来更多的经济利益。

3 国外胡萝卜种植机械化设备

欧美等国家通常都具备大型的农场，因此其播种的设备体形硕大，譬如意大利的蔬菜播种机最大可播种六米范围的土壤，美国的蔬菜播种机可一次性播种三十行垄，德国的蔬菜播种机最远播种距离可以达到六米以上，挪威的蔬菜播种机可以连续不断为三十二行的垄进行播种。意大利一家公司的蔬菜播种机以机械化的模式施肥，并配备两种不同的宽度供客户选择，较宽的机型播种间距为二十至五十厘米，较窄的机型播种间距为十五至四十五厘米，可用于胡萝卜、黄瓜、菠菜等农作物的播种。美国某家公司制造的蔬菜播种机运用气吸技术实现机械化播种，使用特有的双圆盘结构挖掘沟壑，保证沟壑的良好质量，形成上部土壤疏松，下部土壤密实的状态，充分将土壤和种子包裹在一起，促进种子发芽，尤其适用于没有破土能力的胡萝卜种子，该设备还安装了监控系统，驾驶员透过屏幕可实时查看播种情况，解决播种问题，保证播种效率，像胡萝卜、生菜、洋葱等农作物均可用此设备实现播种。德国的播种机肥料不用堵塞，但成本更高，种子播种的高度仅有十厘米左右，种子会更加精准的播种到土壤里，具备这种特性的设备可以播种胡萝卜、白菜、西红柿、油麦菜等农作物。日本地区的工业比较发达，土地资源稀少，耕地面积小且凹凸不平，基于此农业机械设备具有体积小、重量轻的特性，其生产的蔬菜播种机有不同种类，可同时放置几类种子交替播种，同样设置了低位播种高度提高种子的落地精确度。韩国的蔬菜播种机体形和日本的差不多，只是在类别上有所不同。

综合来看，欧美的蔬菜播种机播种效率高，一台机器可实现挖掘沟壑、施加肥料、种子播种等操作，播种的范围一致、深度相同，效果较好，可节约大量的人力、财力资源，但是动力强劲且价格高昂的设备与我国的胡萝卜种植模式不相符，日本韩国两个国家的胡萝卜播种设备轻巧灵便适用于国内的平作种植模式，但在垄作种植的土壤上不能使用，因为难以控制播种方向，机械化播种容易导致种子破损。

4 我国的胡萝卜播种设备

在20 世纪的70 年代我国已经开始研究播种机，锦州市在那时研发出一款蔬菜播种机，适用于垄作种植模式，每次可播种二至六行，体型虽小但易上手操作，可以播种萝卜、白菜和菠菜等农作物，但极易引发种子损坏，整体效率偏低。2000 年后在内蒙古研制出一款新型的胡萝卜播种机，但是仍然在技术上有缺陷，未能大范围推广使用。2010 年山西长治根据胡萝卜种子的特性，设计出可以冲刷种子、节约种子的播种机，提高了胡萝卜种子的流动性，一定范围内进行了推广。2014 年黑龙江研制出不同机型设置的蔬菜播种机，此设备降低了漏播现象出现的频率，适用于胡萝卜、菠菜等小型农作物种子，但是依然达不到国外的播种水平。2018 年河北某农业机械制造公司将日本和韩国播种机的特性加以结合，开发出四款不同类型的蔬菜播种机，这个设备可以按照客户需求设计款式，定制播种行数，满足小型种子的播种需求。现阶段，国内的胡萝卜播种机性能趋于稳定，结构简洁，无需过高的制造成本。

5 国内胡萝卜种植模式与机械化发展面临的困境及合理化建议

5.1 区域种植技术各异，设备难以通用

国内不同的区域有不同的胡萝卜种植模式，可以在所有区域通用的机械化设备研制难度系数较高。随着近几年蔬菜生产机械化技术规范的推出，胡萝卜种植技术有了新的标准，同时人们对动力的要求和购买力让轻便小型的播种机短时间内仍会大受欢迎，随着种植技术的发展，后期大中型机型的播种设备将成为市场发展的指向标。

5.2 机械化设备稳定性差，研制企业缺乏专业知识

近几年虽然国内的胡萝卜种植技术有了很大提升，但机械化设备仍然存在很多问题。很多制造企业规模小、缺乏专业的研发技术人员，机械化设备质量难以保障。只有提高相关企业的制造水平、应用新兴技术及新型材料才能有效提高胡萝卜播种设备的稳定性。

6 结语

综上所述，国内胡萝卜种植模式的多样性，导致胡萝卜播种机难以全国通用，现阶段亟需确立胡萝卜机械化种植的标准，大范围采取契合机械化播种的种植方式，实现技术与设备的统一。随着科技日新月异的发展，国内的机械化播种装置已具备良好的性能，但和发达国家相比仍存在不小的差距，未来各企业应不断用先进的科学技术武装自己，提高胡萝卜机械化设备的效率，促使胡萝卜种植业朝更美好的方向发展。