山东省花生生产全程机械化解决方案

李鹍鹏，江 平，马根众，栾雪雁

(山东省农业机械技术推广站，山东 济南250100)

0 引言

山东省地处华东沿海、黄河下游，四季分明，雨热同步，光热资源充足，适宜花生栽培[1]。多年来，山东各级政府和农机部门积极作为，大力推进花生机械化生产，花生播种、收获机械化发展迅速。

1 山东省花生种植概况

花生是山东省主要农作物之一，也是第1大经济作物，常年种植面积73.3万hm2左右，总产量330万t左右，分别约占全国总面积的20%和总产量的25%。山东省花生单产4 200 kghm2，高于全国平均单产25%，居全国前列[2-3]。山东全省16市均有花生种植，其中青岛、烟台和临沂种植面积超过6.6万hm2[2]。全省花生以春花生种植为主，约占全省种植面积的80%[4]。

1.1生产规模和总产下滑

山东省花生的种植面积、总产和单产等各项指标均位居全国前列，2004年之前一直是花生生产第1大省。但近年来，受农业生产成本持续增加、农业资源短缺和环境污染等问题影响，山东省花生整体生产水平下滑，生产形势严峻。花生种植面积由2001年的97.1万hm2下降到2017年的70.9万hm2；总产量由2001年的369.08万t下降到2017年的313.5万t[2]。但山东省花生科技生产水平依旧保持领先，大批高稳产、适应性强的优良品种在生产上广泛应用，地膜覆盖栽培技术、麦油两熟耕作制及高产栽培技术和花生田病虫害、杂草防治技术等重大成果得到普遍应用，对花生生产发展起到重大推动作用，花生平均单产水平由2001年的3 799 kghm2增加到2017年的4 421 kghm2[2]。2018年临沂市莒南县春花生高产攻关田产量达到11 454 kghm2，创下国内花生单产最高纪录。不同年份山东省花生生产情况如表1所示。

1.2生产区域特点鲜明

根据山东省自然禀赋和花生分布情况，山东省花生生产主要集中分布于胶东丘陵区、鲁中南山区和鲁西、鲁北黄灌区3个产区。

胶东丘陵区为山东省的主要花生产区，主要包括青岛、烟台和威海的全部，以及潍坊的部分县市，栽培面积占全省总面积的近40%，总产占全省总产的42%，以春花生为主。

表1 不同年份山东省花生生产情况

鲁中南山区主要包括临沂、枣庄和日照的全部，以及泰安、济宁、淄博和济南的部分地区，栽培面积和总产均占全省总面积和总产的30%以上，种植花生的土壤类型比较复杂，既有山岭梯田、河床砂地，也有风砂地。

鲁西、鲁北黄灌区主要包括聊城、菏泽、德州和滨州的全部，以及淄博、济宁的部分地区，栽培制度多为一年二熟制，以麦套和夏花生直播为主[1，4]。

2017年山东省各市花生播种面积和区域分布如表2所示[2]。

表2 2017年山东省各市花生播种面积

1.3栽培制度与种植模式多样

山东省花生种植分为一年一熟制、一年两熟制和两年三熟制。一年一熟制主要分布在胶东丘陵区和鲁中南山区的旱薄地。一年两熟制分布在鲁南、鲁西南和鲁西北具有水浇条件的高产田，主要轮作方式有小麦、蔬菜(大蒜或马铃薯等夏收作物)—夏直播花生或麦套花生、小麦—玉米花生间作等几种模式。两年三熟制分布在胶东丘陵和鲁南丘陵旱薄地或中低产田，轮作方式一般为花生—小麦—玉米或甘薯等。山东花生种植模式主要有以机械化生产为主的垄作模式和以人工作业为主的平作模式。

1.3.1花生垄作模式(机械化生产为主)

垄作模式主要分为一垄双行(覆膜)播种和一垄一行(覆膜)播种模式。以一垄双行(覆膜)播种模式为主，花生播种垄距80～90 cm，垄上行距25～33 cm，垄高8～12 cm，穴距14～20 cm。一垄双行的种植模式是目前山东省普遍采用的一种花生种植模式，各类配套机械齐全，机械化程度高。一垄一行(覆膜)播种模式所占比例较小，一般是等行距种植，且不同地区行距多样，难与收获机具配套，不易实现机械化收获。

1.3.2花生平作模式(人工播种为主)

花生平作模式主要是套种和平作等方式，其中麦套花生约占山东省种植面积的10%，且呈持续下降趋势。平作模式包括普通畦田麦套花生和宽窄行平作花生等多种模式。这些模式由于无法实现机械化种植，全靠人工作业，耗时多、强度大，仅在鲁北和鲁西南部分地区还有采用，所占比例很小。

2 机械化生产现状与问题

山东省花生生产过程中，耕整地、植保和播种环节基本实现了机械化生产，收获环节以机械作业和人工作业相结合的分段式收获为主，耕整地和植保环节生产所用机械基本与粮食作物生产环节相同，属于通用机械，播种和收获环节是花生专用机械。

2.1耕整地机械化

花生耕整地环节所用机械基本与粮食作物耕整地环节相同，属于通用机械，2019年花生耕整地机械化率已达98.21%，虽然机械化率较高，但花生耕整地以机械化旋耕作业为主，机械化深松、翻耕作业较少。由于春花生多种植在丘陵山区地块，花生耕整地以中小型机械作业为主，耕深不足、漏耕和重耕现象时有发生，作业质量不高，花生生长的土壤地块条件没有得到改善，限制了花生产量的提高。夏花生耕整地工序复杂、环节较多，需要多种配套动力，如上茬作物秸秆处理质量不高，会影响夏花生种植农时和播种质量。

2.2播种机械化

播种环节是花生机械化生产中的关键环节。山东省花生机械化播种从20世纪80年代开始发展，技术已经非常成熟[5-6]。2019年，花生机播作业面积57.5万hm2，花生机播率达86.23%[3]。目前，花生机械化播种还是以分段播种作业为主。分段播种的起垄、播种和覆膜等2～3道工序由专用机械单独完成，配套动力一般为手扶拖拉机，首先是起垄作业，然后是播种施肥作业，最后是喷药覆膜作业，或者是起垄播种施肥为第1道作业工序，喷药覆膜为第2道工序。花生机械化播种问题主要包括以下3个方面。一是播种机械中小型机具多，大中型机具少，作业环节多，作业效率较低[7]。从山东省近几年农机补贴产品目录看，每年有10余个花生播种机械产品进入目录，配套动力在5.8～36.8 kW，其中配套手扶拖拉机的产品占70%以上。二是种植模式多样，既有垄作、平作，又有套种、兼作，播种作业衔接行多，垄距和垄上行距不规范，垄上行距偏大，影响花生联合收获机夹拔动作，产生落果损失。垄距一致性差，影响了后续花生分段条铺收获机、花生联合收获机配套和作业。三是花生覆膜播种模式占比大，所用地膜厚度多不达标(<0.008 mm)，导致地膜回收困难，造成严重的白色污染，而且影响花生秧蔓的利用率。

2.3田间管理机械化

植保环节所用机械与粮食作物植保环节相同，属通用机械，花生植保机械有人力背负式喷雾器械和机动式喷雾机械，人力背负式喷雾器械结构简单，操作便捷，价格低廉，适应小规模种植经营模式，是花生种植户普遍使用的植保机械，应用广泛，是山东省花生田间管理的主要方式。人力背负式喷雾器械虽灵巧适用，但作业效率低，劳动强度大，作业环境恶劣，存在人药不分、操作者危险系数大等问题，而且器械性能差，跑冒滴漏严重，漏防漏治概率大，农药利用率低。机动式喷雾机械没有专门针对花生种植模式设计，轮距、喷幅与种植模式匹配性较差。

2.4收获机械化

山东省花生收获技术经历了人工收获、半机械化收获和机械化收获3个阶段[8]。2017年山东省花生收获机保有量4.15万台，其中花生联合收获机保有量2 000余台，机收作业面积55.3万hm2以上，机械化水平达到75.9%[3]。与播种环节类似，花生种植生产经营规模偏小，小型动力机械保有量大，与其配套的收获机比例大。目前山东省主要的机械化收获方式仍然为分段收获方式，利用花生挖掘机、条铺机和固定式摘果机等完成花生收获作业各项工序，首先把花生挖掘或铺放在地表，人工进行捡拾集堆，然后用固定式花生摘果机进行摘果作业。主要存在以下3方面问题，一是作业效率较低，需要人工进行捡拾集堆作业，劳动强度大，不适于大面积生产和规模经营。二是由于种植模式多样化和不规范，导致联合收获作业机械适应性差，生产效率低，中大型机械化收获难以实现高效率和高效益，推广应用进程缓慢。三是花生联合收获后缺乏配套的烘干设备，影响了花生联合收获机械化技术推广进程。

2.5秸秆处理机械化

花生收获后的秧蔓一般进行回收利用。采用花生挖掘(条铺)收获后，一般进行人工捡拾、收集，在田间进行摘果作业时，秧蔓在田间集堆，晾晒几天后，人工收集进行回收利用。不在田间摘果时，花生秧果被收集转移，摘果后再进行回收利用。主要问题是花生种植中普遍采用地膜覆盖，而且厚度达不到标准要求，专用花生秧蔓收集处理机械少，秧蔓与地膜缠绕严重，不易分离，影响了秧蔓利用率。

3 全程机械化解决方案

山东春花生两年三熟生产模式以花生、小麦和玉米为主，夏花生一年两熟生产模式以花生、小麦为主。从耕整地、花生播种、花生收获到小麦播种收获、玉米播种收获等环节基本可以实现机械化作业。花生全程机械化关键生产环节是花生播种和花生收获，在花生主产区，全程机械化生产主推机械化大型复式联合播种和机械化联合收获方式；在地块大小和地形条件制约、大型机械无法作业的地区，推荐采用小型复式播种机械和有序铺放分段式收获方式；有条件的地区，试验示范多垄多行花生播种机和两段捡拾摘果联合收获方式。

3.1生产技术路线

3.1.1两年三熟春花生

两年三熟春花生生产全程机械化模式技术路线：(玉米机械化生产)→冬前耕地，早春顶凌耙地(或早春化冻后耕地)→播前耕整地→花生机械化播种(起垄、播种、施肥、喷洒除草剂、覆膜和膜上覆土一次完成)→花生田间管理(病虫草害防治、化控和田间排灌等)→花生机械化收获(联合收获或两段式收获)→(小麦机械化生产)→(玉米机械化生产)。

3.1.2一年两熟夏花生

夏花生全程机械化生产模式与春花生相比，主要区别在于前茬作物秸秆处理，以及播种土壤环境条件不同，田间管理和收获环节技术要求和配套机具通用，主要区别在秸秆处理、土壤整理和播种作业。

一年两熟夏花生生产全程机械化模式技术路线：(小麦机械化生产)→花生机械化播种(秸秆清理、旋耕、起垄、播种、施肥、喷洒除草剂和秸秆覆盖一次完成)→花生田间管理(病虫草害防治、化控和田间排灌等)→花生机械化收获(联合收获或两段式收获)→(小麦机械化生产)。

3.2耕整地

3.2.1两年三熟春花生

花生是耐瘠、耐旱、适应性强和培肥土壤的深根作物，适当加深耕作层，可促进花生的根系发展，增强其吸收肥水的能力，从而有利于提高花生的产量和品质。尤其对于山坡丘陵地块和中低产田，应进行深耕整地改土，提高土壤蓄水保墒能力。一是春花生种植应采取冬前深耕或早春土壤解冻后及时深耕翻，早春精耙细整。二是采用机械化深耕、深松轮耕模式。配套深翻深松机具，进行深翻和深松轮作，每3年为一周期，深翻2年，深松1年。通过合理耕作，使耕层厚度逐渐增加，土壤肥力上下一致，逐步建立良好的耕层构造。三是进行宜机化改造，在有条件的花生主产区，通过土地集中整治，扩大地块面积，提高平整度，为中大型复式作业机械创造作业条件。

耕整地作业配套动力一般是80 kW以上大型拖拉机，可配套大型及复式农机具完成作业。配套机具时，可采用1LF-650型液压翻转犁(图1)配套1BQ-3.2型动力驱动耙(图2)进行整地，也可采用1SSH-250型深松机(图3)配套1GKN-250型旋耕机(图4)进行整地。优先使用联合整地作业机械，一次作业即可完成一定深度要求的松、碎、平整和镇压等工序，形成地表平整、上虚下实的良好种床。

3.2.2一年两熟夏花生

小麦联合收获时，对秸秆进行粉碎处理，抛撒均匀，如图5所示。收获作业后，采用秸秆还田机对小麦根茬进行粉碎还田处理。秸秆粉碎要细碎，还田粉碎长度≤10 cm，抛撒不均匀度≤20%。秸秆处理装置就是在小麦收割机出草口，装配秸秆切碎器，将秸秆切碎，抛撒均匀。对地表秸秆粉碎质量差，或小麦播前未深松、深翻的地块，宜采用深耕犁对土壤进行耕翻，翻埋小麦秸秆和根茬，然后用动力驱动耙或旋耕机进行整地。对秸秆粉碎质量好，小麦播前深松、深翻后的地块，可选用旋耕机进行土壤耕整作业，将秸秆与土壤混合。翻耕作业深度22～25 cm，旋耕作业深度>15 cm。作业时深浅一致，无漏耕。整地土壤平整沉实、表层疏松细碎。耕整地机具配套同春花生模式。花生筑垄作业可以采用筑垄机(图6)单独筑垄，也可采用具有筑垄性能的播种机进行筑垄播种复式作业。

3.3播种

3.3.1两年三熟春花生

一是在地势相对平坦、地块较大的丘陵地区和平原地区主推机械化复式播种方式。春花生播种时根据地块条件选用配套手扶拖拉机或轮式拖拉机的花生播种机，如图7～8所示。采用2BFD-2S型或2MB-24型花生播种机，可一次完成起垄、播种、施肥、喷洒除草剂、覆膜和膜上覆土等作业工序，减少作业机械数量和进地次数，提高作业效率[9]。二是推广2垄4行或3垄6行等中大型花生复式播种机，一次播种2垄4行或3垄6行，减少衔接行，提高播种均匀性和垄距一致性。三是规范种植模式，引导一定区域内种植户统一种植规格，提高中大型机具的利用率和社会化服务水平。采用1垄2行种植模式，垄距80 cm左右，垄高10～12 cm，垄面宽50～55 cm，垄上行距25～28 cm。易发生涝害的地区增加垄高到20 cm左右。播种机具配套应考虑当地的种植模式和后续收获作业模式，根据地块和土壤条件，优先采用中大型复式播种机具，根据土壤地块特点、种植面积大小选择高效生产机具。

3.3.2一年两熟夏花生

一是按照选用的小麦秸秆处理、土壤耕整和播种施肥机械不同，播种模式可采用春花生播种模式。二是大力推广夏花生免膜播种机械化模式，适宜地区改春花生为夏直播花生，增加土地综合产出率，提高规模化生产水平。在小麦联合收获、秸秆切碎抛洒后，利用2BHQJ-36型灭茬旋耕播种机(图9)作业2遍，完成耕整地和播种作业。第1遍作业时升起播种装置，进行灭茬和旋耕作业；第2遍作业时放下播种装置，进行灭茬、旋耕、起垄、播种、施肥和喷洒除草剂(覆膜、膜上覆土)等作业工序。

夏花生免膜播种机械化模式配套动力一般为88 kW以上拖拉机，要求具有独立式动力输出轴，可满足灭茬、旋耕和播种等作业需要。液压提升系统使用可靠，提升力大。根据地块和土壤条件，优先采用2垄4行或3垄6行麦茬夏花生免膜播种机，因地块耕层残茬较多，夏花生播种机要采用圆盘开沟器。根据种植面积大小选择高效生产机具。

3.4田间管理

花生田间管理主要包括植保和施肥2项作业。花生播种后地表要喷洒除草剂。在整个生长期，要根据病虫害情况，喷洒农药，防治病虫。生长后期，针对脱肥地块，叶面要喷施液体肥料，对有旺长苗头地块，要喷洒生长调节剂。从作业要求看，花生田间管理主要喷洒化学药品、液体肥料和生长调节剂。一是利用3WP-700型自走式喷杆喷雾机(图10)等高效植保机械进行田间管理各项作业，行走轮距1.5 m，轧在垄沟中间，喷幅12 m，为垄距的整数倍。这种作业方式农药利用率和作业效率高，喷雾均匀性好。二是利用T16型无人植保机(图11)进行田间管理各项作业，这种作业方式不受地形限制，同样具有作业质量高、节水节药和效率高等优点。

根据种植模式配套喷杆喷雾机或植保无人飞机。大地块平坦地形，优先采用喷杆喷雾机作业，主要考虑种植垄距与喷杆喷雾机轮距是否匹配，保证不轧垄、不伤苗。不宜采用喷杆喷雾机的复杂地形或土壤湿度太大的情况下，采用植保无人飞机作业。

3.5收获

花生收获是花生生产机械化中的重要环节。一是要进行适时收获，收获过早，花生还未成熟，籽粒不饱满，含水量多，对产量影响较大；收获过晚，病虫害增加，收获时荚果容易脱落，给收获工作增加难度。二是收获机具保证与种植机具配套选用，收获幅宽应与种植垄距相适应。中等规模种植的模式规范的砂土或砂壤土地块，采用联合收获方式，选用4HB-2A型轮式或4HBL-2型履带式花生联合收获机，如图12～13所示，一次收获1垄，完成花生挖掘、输送、抖土、摘果、清选和集果等作业[10]。大规模种植的平坦地块，采用两段收获方式，选用4HT-85型花生收获机挖掘、抖土和铺放，如图14所示。田间晾晒3～5 d，选用4HZJ-2500型花生捡拾摘果联合收获机一次性收获3垄，完成捡拾、摘果、清选、集秧和集果等作业，如图15所示。

3.6秧蔓处理

花生收获后的秧蔓应该进行回收。采用分段收获和联合收获方式进行花生收获后，秧蔓应规则铺放在田间，晾晒一段时间后，进行人工捡拾回收。目前，还没有专用回收设备。一是播种时大力推广夏花生免膜播种机械化技术和春花生覆降解膜、覆厚膜，减少农膜使用，从源头上提高秧蔓利用率。二是对摘果后有地膜的秧蔓，可选用花生秧揉切除膜机进行处理，如图16所示。

4 结束语

花生是我国主要的油料作物和经济作物，山东省是我国花生种植大省，也是花生机械化技术发展较好的地区。后续工作一方面要不断优化现有模式与机具，另一方面要加大推广示范与应用。实现花生生产全程机械化，对推动花生产业又好又快发展、促进农民增产增收和加快农业现代化进程都有重要意义。