甘薯大垄双行机械化栽培模式

李洪民

我国是世界甘薯主产国，每年种植面积占全球总面积的60%左右，总产量则占到80%。甘薯生产的主要栽培环节包括起垄、栽插、喷施除草剂、中耕管理、清理藤蔓、挖掘薯块、运输、储藏等。过去由于机械普及程度低，大部分田间作业完全依赖人力，劳动强度大。随着社会经济的发展，劳动力大幅度转移至其他行业，甘薯种植面临着劳动力缺乏以及工资成本高的问题，限制了甘薯产业的发展。在人、畜力农作时期，各地农民发明了一些减轻劳动强度的方法，如用牲畜驱动铧犁起垄，用木制铁铧挖掘甘薯等。但由于工作效率低及田间作业条件的限制，只能小面积使用。随着手扶拖拉机和小四轮拖拉机的推广应用，在甘薯生产的整地、起垄和收获中，小型机械替代了更多的人力、畜力，特别是在平原薯区应用较多，应用方式主要是旋耕整地、单铧犁来回两次起垄、拖拉机钩蔓、单铧犁将薯垄翻起进行收获等。这些技术的推广虽减少了薯农的劳动强度，但作业比较粗放，起垄质量差，收获时损伤多，漏收率高，严重影响了种植效益。

在70年代开始推广应用的小四轮驱动起垄器，由正反犁铧组成，一次一垄，每小时可完成2～3亩地起垄，垄子比较粗糙，有硬土垡块，需要另外培土才能使垄面平整，但起垄效率比人工高数十倍。以后相继出现了冲开式甘薯收获器等，但作业质量仍然不高，薯块损伤多，漏收率高。直到20世纪末，甘薯机械化一直没有亮点，创新很少，繁重的劳动强度及居高不下的劳动力成本严重限制了这种作物生产的发展。2000年之后，各地逐步发明推广了各种类型起垄机，其中比较高效的是大型拖拉机驱动旋耕机旋耕起垄，一般一次可起两垄，效率大幅度提高，垄子质量也有很大提高，垄距一般在80～100 cm，高度可达到30 cm。但由于拖拉机轮胎比较宽，垄沟没有足够的宽度，再加上垄距不合适，造成起垄后大型拖拉机无法进地，后续的工作包括栽插、中耕管理、追肥施药、切蔓、收获等不能利用大型拖拉机，生产效率无法提高，种植大户迫切需要适合大型拖拉机的栽培模式。

1 大垄双行栽培模式概念的形成

考虑到全国各地不断涌现的甘薯种植大户一般都配有大型拖拉机，为充分利用动力平台，必须有适合大型拖拉机的作业模式。根据轮胎宽度、底盘高度等制定了大垄双行栽培模式，即大垄的垄距和拖拉机轮距相同，一般在150～160 cm，垄高30 cm左右，顶部分成两小垄，小垄垄距在60 cm，这样，在起垄后拖拉机仍可进地，在封垄前可完成栽插、中耕、培土、除草、施肥、施药等，后期可完成切蔓、挖掘工作，一机多用。由于垄体高度可达到30 cm，远高于普通垄体10～20 cm，有利于排水降渍，透气性好，有利于高产栽培。

2 大垄双行配套机械的开发

2.1 大垄双行起垄机

从提高效率考虑，仍采用旋耕起垄。考虑到一机多用，现在设计应用的专用起垄机采用分离式旋耕刀轴，在起垄时是一个完整的刀轴，旋耕刀分布与普通旋耕机相同，所有配件通用性强，便于各地维修。起垄机中部设变速箱，与拖拉机后输出相连接，变速箱向两边输出动力，两侧各有一齿轮传动箱，传动箱间距150 cm，传动箱下端两侧各有20 cm旋耕刀轴，在起垄时将中间刀轴连接，旋耕机后安装3个培土器，两侧宽、深，中部的小、浅，拖拉机行走时轮胎压在上一垄的沟里，不容易走歪，一般机手很容易掌握。这样起垄垄高一般可达30 cm，距离拖拉机底盘仍有10 cm以上空间，行走时不会触及藤蔓。目前批量生产的起垄机可和国内60～90马力拖拉机配套，起垄效率可达到每小时6亩，一次成型，质量高。

2.2 中耕除草培土

在栽插后20天至封垄前，往往杂草生长迅速，垄体也由于雨水冲刷等下降很多，此时很需要中耕除草培土。在过去完全依赖人力，也只能进行拔草，很难培土，再加上夏季雨天多，能够允许人工作业的时间短，如果不能及时除草将面临无法控制的局面，势必影响甘薯生长。另外，中耕除草时天气炎热，雇人困难，人工效率低，影响了及时除草。可利用拖拉机能够进地的优势，进行机械化除草培土。在设计起垄机时考虑将起垄与中耕结合起来，即将起垄机中部刀轴去掉，避免刀轴妨碍垄顶，使垄子顶部悬空，两侧传动箱只对大垄沟底及坡进行旋耕，再结合培土铲，可将沟深加大10 cm，垄顶小沟不旋耕，用培土铲冲沟除草。由于中耕需要动力小，作业轻松，每小时可处理6～8亩，比人工工效提高几百倍。机械化除草培土可提高栽培质量，免施除草剂，减少除草剂危害风险，是未来有机甘薯栽培的首选方式。结合中耕培土可进行追肥、施药，目前已经开发拨轮式施肥器，在中耕时将肥料施在垄上部前沟内，实现定量、定位、看苗施肥，节约肥料用量。

2.3 栽插

目前甘薯的机械化栽插仍然是空白，最主要的限制因素是无法对每一株甘薯浇水，在旱天时难以保证成活率。由于起垄后拖拉机仍可进地，可设计由拖拉机携带水箱，拖拉机驱动移栽机边行走边栽苗浇水，土壤湿度合适可减少浇水量。目前还没有和大拖拉机配套的栽插机，有些地方借用蔬菜烟草等移栽机进行试验，均不能解决带水扦插问题。

2.4 切蔓

甘薯地上部常常比较繁茂，在收获前需要很多人工割蔓。在种植面积较少时人们常常将藤蔓收集作饲料，但在大面积种植时很少作饲料，收集藤蔓的支出往往远高于藤蔓本身的价值。另外，甘薯藤含有从土壤吸取的大部分养分，藤蔓回田可有效地保持地力。甘薯藤蔓一般每亩有2吨以上，大面积种植时难以收集利用，清理工作又十分繁重。近期开发的大垄双行切蔓机与单垄切蔓机能够很好地解决这方面的问题，收获前先行将藤蔓粉碎，大部分藤蔓被切成10 cm以内茎段，回田作肥料。与大垄双行模式配套的后悬挂切蔓机工作幅宽130 cm，正中悬挂，转速为2 000 rpm，刀片采用活动式甩刀，顶部用短刀，沟底用长刀，以提高切碎效果，每小时一般切蔓6亩，作业时只要拖拉机沿垄沟正确行走，就可达到理想的切蔓效果。

2.5 收获

采用大垄双行的特点是垄体高，收获前一般还有30 cm高度，能够涵盖绝大部分结薯范围，大型收获机铲土刀只需沿沟底铲土即可，不需要向下挖掘，能够大幅减少铲土量，作业轻松，行走顺畅，不容易出现故障。目前配套开发的收获机主要是链条升运式，幅宽115 cm，可完全满足需要，一般挖掘速度每小时6亩。

3 大垄双行机械化模式的应用效果分析

大垄双行机械化栽培模式和过去黄淮地区常用的高垄双行有本质区别，高垄双行是基于人工起垄收获，一般垄距110 cm，顶部平坦，顶宽30～40 cm，栽插两行，现有机械均无法作业，目前只有小面积纯人工种植时采用，大面积种植因无法进行机械操作而很少采用。而大垄双行栽培模式创建的目的是充分利用大型拖拉机，以最高效的方式在面积比较大的地块上进行作业，适合平原地区大面积甘薯种植。由于拖拉机轮距与垄距相同，起垄后至封垄前拖拉机仍可进地，此为该模式的最主要的创新点。拖拉机成为作业平台，通过不同配置可完成大部分田间工作，达到农机与农艺完美结合，将成为未来大面积甘薯种植的首选模式。由于采用高动力拖拉机，田间作业速度快，效果要远超其他模式，能够抢抓农时，目前除剪苗、扦插、收获后捡拾外，其他方面均可用机械完成，单台机械平均每小时可作业6亩，种植面积33.33 hm2（500亩）只需配备一套机械。由于使用大型拖拉机，田间两头必须留出足够的距离供转弯调头，一般每端要有4 m不能种植，造成一定浪费，这是该模式的主要缺陷，目前还没有很好的解决办法。但考虑到地头一般有树木等，产量往往比较低，地头收益与增加的用工相比微不足道，在地长达到100 m以上时不会影响种植效益。