甜菜机械化栽培的农机与农艺技术融合研究

卢秉福　周艳丽　刘晓雪

摘要：甜菜制糖产业的发展必须有充足的原料供应，在农业劳动力成本快速上升的背景下，发展甜菜生产必须实现甜菜种植机械化。通过分析甜菜种植的农艺技术要求，探讨农机与农艺技术的融合，兼顾农艺技术与农机技术的先进性、实用性，提出甜菜生产过程中农机与农艺技术之间的协调发展的路径，降低甜菜生产成本，减少甜菜产量的损失，提升甜菜产质量，获得较好的甜菜种植效益，以促进甜菜制糖业健康可持续发展，保障国家食糖供给。

关键词：甜菜;机械化;栽培;农艺;融合

中图分类号：F316.5

文献标志码：A

论文编号：cjas18070010

0 引言

甜菜是中国重要的糖料作物，主要集中在东北、西北和华北地区。2017/18榨季中国共生产食糖1030.63万t，其中甜菜糖114.97萬t，占食糖总产量的11.16%。中国食糖年消费量约1450万t，食糖产量严重不足，每年需进口大量食糖。为了保证食糖供应，保护国内食糖产业，近年来国家对配额外进口食糖实施贸易保障措施，在原有50%关税的基础上征收“贸易保障关税”。在此背景下扩大甜菜种植，促进食糖产业发展成为当务之急。甜菜是比较耗费工时的作物，用工量比玉米高47%—58%、比小麦高72%—82%、比大豆高91%—156%。在其他作物己实现机械化种植的情况下，如果甜菜不能实现机械化，其竞争优势会丧失，因此甜菜生产机械化必须得到快速发展。

1 甜菜机械化栽培农机与农艺技术融合的特点

实现甜菜生产机械化是现代农业发展的必由之路，农机与农艺技术融合是关键因素。农艺技术对甜菜产质量的提升、减少损失等有重要作用，甜菜产量的提升直接表现为产出的增加，而含糖率的提升能提高甜菜销售价格。然而，在农艺技术的背后，其复杂程度、可操作性以及相应的时间和物资投入等因素对农艺技术的价值造成影响，产出最高的农艺技术并不一定效益最好，因此在选择农艺时必须综合考虑各影响因素。农机技术的效益与甜菜种植规模、劳动力成本密切相关，也与机械作业造成的产量损失相关。由于农机标准化作业与农艺的多样性需求矛盾，农机技术与农艺技术不可能实现完全的融合，甜菜栽培上一段的结果就是下一段的初始状态，其产质量损失存在累计效应，主要可分为农机农艺融合间接产量损失和机械作业直接块根损失。

在甜菜生产的不同阶段，农艺要求与农机作业会产生协调性、先进性、实用性、经济性等问题。在劳动力充足且成本较低时期，人工的精耕细作带来的收益比机械化作业节省的劳动力费用高，农艺技术地位突出，农机技术需求低;而随着劳动力转移速度加快，农业劳动力成为稀缺资源，成本的快速上升，农艺技术带来的甜菜增产收益少于劳动力成本的增加，农艺技术地位降低，农机技术需求增加。但在个别作业环节，由于农机技术具有不可替代性，农机技术具有绝对优势。由于效益是甜菜生产的最终目标，而农机技术、农艺技术都服务于甜菜生产，二者必然会受到效益指标的直接影响，因此，标准化的农机技术与先进行的农艺技术融合模式成为甜菜生产机械化发展的主流。

2 甜菜机械化栽培的农艺要求

2.1 种床质量

甜菜播种要求较高的种床质量。播种前要完成整地，形成表土平整细碎、上松下实、墒情适宜的种床，0—3cm表土层细碎而紧密，3—8cm通透性好，能够提供种子萌发、破土、出苗所需的水分，以利于播种作业，保证甜菜种子顺利成苗。在地块选择上，选择交通便利、地势平坦、3年以上未种过甜菜的地块，前茬作物以小麦、亚麻、马铃薯为佳，玉米、大豆亦可，但一定要注意前茬作物施用农药情况，避免出现药害。

2.2 播种质量

选择适合本地区栽培的优良甜菜品种，丸粒化单粒种子发芽率不低于90%，二倍体品种发芽率不低于75%，种子的水分应低于14%。在土壤含水率适宜的条件下，甜菜出苗速度与温度呈正相关，温度越高，出苗速度越快，出苗所需天数越少。一般情况下春季土壤5 cm深处平均地温连续5天达到5℃以上即可播种，最早播种期平均地温3—4℃，适宜播种期为5—7℃，其次播种期为9—10℃。甜菜播期土壤含水量在20%左右最好，土壤含水量过低或过高均不利于甜菜成苗。甜菜精量播种播量要准确，漏播率不能超过1%～2%，双粒率不能超过2%，漏播、重播、偏播总不合格率不能超过5%，粒间距误差不能超过0.5—l.5cm。甜菜种子应播在湿土中、覆盖良好，并保持播深、行距、穴距一致。

2.3 田间管理质量

甜菜田间管理主要包括中耕、除草、病虫害防治、灌溉、排涝等项作业。中耕作业包含松土、培土、除草和间苗等，要求耕深一致、土壤位移小、松碎好、除草率高，不伤害甜菜植株和根系。植保作业包含药液和粉剂的喷施作业，喷施作业时要求药液能较好地覆盖在植株上，药剂沉积量高，药效较持久，避免产生漂移，污染环境。在甜菜生长期内出现干旱或内涝时，应及时灌溉或排涝，减少甜菜产量和含糖损失。

2.4 甜菜收获质量

甜菜块根重和含糖率均达到制糖标准要求，块根中非糖成分含量低，纯度达到80%以上，大部分叶由深绿色变成浅绿色，老叶变黄，少部分枯萎，叶姿态大多斜立，部分匍匐，即可收获。切顶时应将茎叶连同块根青顶一起切除，使块根上没有茎叶残留，但切削不能过低，多切lcm，块根产量损失可达8%;多切3cm，块根产量损失多达22%。块根挖掘时应做到不漏挖、不漏捡、不埋藏、不破损、无折断、无破碎，减少产量损失。甜菜块根尾根直径为lcm时，符合收购质量标准，尾根直径为2.5 cm时，块根产量损失达3%，尾根直径为5 cm时，块根产量损失达l2%。

3 农机与农艺技术的融合

3.1 整地机械化技术

使用铧式犁翻耕土壤，可利用犁体曲面将土垡破碎、翻转，由于作业速度、土壤类型、土壤含水量不同，土垡在犁体曲面上破碎程度、翻转情况也不同。翻耕过的土壤经过耙、旋耕机、镇压器、联合整地机等机组作业，使土壤平整、细碎、保墒，上虚下实，达到播种的农艺要求。主要耕整地机械有铧式犁、圆盘耙、齿耙、镇压器、旋耕机、深松机、联合整地机等。由于联合整地机是由耕耘铲、齿耙、圆盘耙、深松铲、碎土辊、旋耕、灭茬、起垄、镇压等组合或部分组合，可一次性完成整地作业，因此使用更普遍。整地质量好可提高甜菜出苗率20.1%—34.8%，提高保苗率10.9%—26.3%，增加甜菜根产量15.7%—22.28%。种植甜菜地块的耕整地最好在秋季进行，因为春季耕整地易失墒，秋整地较春整地可提高出苗率10%，提高保苗率7%。

3.2 甜菜播种机械化技术

甜菜机械化播种作业，必须保证播种机处于良好的工作状态，调整好行距、穴距、播量、播深和划印器长度。根据播种时的土壤墒情、整地质量以及期望的收获株数，合理确定播种量，在土壤墒情差、整地质量不良、土壤粘重、盐碱地等情况下，应适当增加播种量，见表1。由于甜菜破土能力弱，播深一般以3cm为宜，播种时土壤墒情好，播深可在2cm，土壤墒情差，播深可在4—5cm，不宜超过5cm。甜菜播深3cm比5cm出苗可提前4天，出苗率提高16.7%，垄作条件下甜菜幼苗百株重提高25.55%，平作条件下甜菜幼苗百株重提高l9.90%。

3.3 田间管理机械化技术

甜菜中耕机作业时，三角犁铧以铧刃刮切土壤，松土、除草，后由铲胸和培土板将松土分至两侧对甜菜进行培土;中耕机的幅宽、作业行数最好与播种机幅宽及作业行数应保持一致，或者为整数倍，可减少临界行处伤苗。近年来中耕追肥、中耕喷药联合作业普遍应用，如3ZF-6、3ZF-12型中耕施肥机，3ZQ-10、3ZQ-8型中耕施肥机等，作业行数4—12行，行距50—70cm，工作幅2.6—9.6 m，起垄深度14—16cm，施肥深度3—18cm，作业速度3—8 km/h，配套动力35—120 kW。

甜菜植保机械基本与其他大田作物通用，目前有3WX系列悬挂式喷杆喷雾机、3WQX系列悬挂式风幕式喷杆喷雾机、3WQ系列牵引式喷杆喷雾机、TM系列、iXterB系列悬挂式喷杆喷雾机，以及WV-12型固定悬挂式机引喷雾机、3WH-10喷雾机、3WX-100型弥雾喷粉机等。甜菜植保机械工作阻力小，配套动力可选择12—70马力的拖拉机均可，选择大马力拖拉机可进行宽幅作业。作业速度不可超过6—7km/h，因为作业速度、工作压力、喷嘴、幅宽、往返次数等因素均会影响药剂的耗量。正确设置喷嘴与甜菜叶片的距离、方向、喷束角度，见图1，达到最佳喷施效果。

甜菜灌溉机械主要有喷灌和微灌，灌水均匀且不受地形起伏的影响，机械化、自动化程度高，有利于科学用水，可省水40%以上。

3.4 甜菜收获机械化技术

甜菜机械化收获可分为联合收获和分段收获。联合收获可使用一台联合收获机一次性完成甜菜切缨、挖掘、捡拾、清理、装运等工序，自动化程度高，用工少，生产效率高。目前，国内甜菜产区甜菜联合收获机以进口为主，大型自走式甜菜联合收获机几乎全部为进口。分段收获分为两段式收获和三段式收获，两段式收获分别使用切缨机和挖掘机装载机，三段式收获分别使用切缨机、挖掘集条机和装载机完成切缨、挖掘、捡拾、清理、装运等工序。分段式收获作业对于清除块根泥土较为有利，生产效率低于联合收获机，作业次数较多，对土壤有压实作用，但是作业费用低。分段式收获机械以国产为主，也有少部分进口机械。甜菜切缨机切顶效果好，不堵塞;挖掘机入土性能好，阻力小，不伤块根，不漏挖;机械适应性广，效率高，工作可靠。根据《甜菜收获机械作业质量NY/T 1412-2018》的要求，甜菜机械化收获切顶合格率大于85%，块根损失率小于5%，破碎率低于2%，含杂率少于8%，见表2。

4 结论与讨论

（1）甜菜机械化种植的经济效益与农机与农艺技术密切相关。农艺技术的人工和物资投入决定了其可操作性，高投入、高产出的农艺技术并不一定效益最好，农机技术虽然会降低生产成本，但也会造成的甜菜产量的损失，只有农机与农艺技术很好地融合，才能降低成本、减少损失、提升甜菜产质量，获得较好的甜菜种植效益。

（2）甜菜種植要求较好的种床质量，做到土地平整细碎、上松下实、墒情适宜。选择优良甜菜品种，及时播种，漏播率不能超过1%～2%，双粒率不能超过2%，粒间距误差不能超过0.5—1.5 cm。及时中耕除草，灌溉排涝，防治病虫草害。收获时应做到切削符合糖厂要求，不漏挖、不埋藏、不破损、无破碎。

（3）根据甜菜种植的农艺要求，使农机技术与农艺技术实现融合，解决农机与农艺之间的协调性、先进性、实用性、经济性等问题，实现农艺技术与农机技术融合的标准化模式，促进甜菜生产机械化的发展。