南方丘陵地区花生生产全程机械化现状与发展对策

曾　熠，方志超

南方丘陵地区花生生产全程机械化现状与发展对策

曾熠，方志超*

(湖南农业大学机电工程学院，湖南 长沙 410128)

虽然南方丘陵地区是花生生产的主产区，但该区域的花生生产机械化水平较低。为推动南方丘陵山区花生生产全程机械化进程，对南方丘陵山区花生种植规模、栽培模式及品种现状进行了总结，分析了耕整起垄、种植、田间管理、收获等花生生产环节的机械化技术水平，指出了产业规模小、农机农艺融合不够、现有装备不成熟及缺乏关键环节作业装备是制约南方丘陵山区花生生产机械化的主要因素。围绕积极推进农机农艺相融合、提高机具的设计制造水平和加工工艺等方面，提出了加快推进花生生产全程机械化的发展思路与对策。

花生、南方丘陵山区、全程机械化、现状、对策

花生是我国南方丘陵地区继油菜之后的第二大油料作物，对我国粮油安全具有重要的战略意义[1]。花生的果仁含44%～56%优质食用油、22%～30%易消化的蛋白质以及各种维生素和矿物质元素等，荚果单产和价格远高于其他油料作物[2]。国家统计局对我国南方主要省份花生生产数据进行汇总分析发现，2007～2016年南方产区花生平均年种植总面积约为86.88万hm2，占全国花生平均种植面积的 19.3%；且种植面积逐年在扩大，从2007年的71.04万hm2增至2016年的96.09万hm2，增幅达35.3%[3]。但是目前南方丘陵地区花生种植及生产仍以传统的人工为主，以湖南为例,花生生产机械化水平较低，其耕种收综合机械化水平与我国主要农作物平均水平相比存在较大差距，且花生属劳动密集型旱地作物，作业生产成本要高于其他农作物[4]；此外，随着我国人口老龄化情况加剧及农业劳动投入的时间和精力受限，对花生生产机械化的需求日益迫切。实现花生生产全程机械化，既可以提高作业效率、解决劳力不足的问题，还可降低生产成本、提高经济效益。

在新形势下，大力发展和推广花生机械化生产技术成为促进花生产业可持续发展的必然要求。为推动南方丘陵山区花生全程机械化发展，通过总结南方丘陵山区花生生产机械化现存问题，提出了发展花生生产全程机械化的思路与对策。

1　花生种植农艺要求及概况

南方丘陵山区雨水充足，所以花生种植模式主要以排能灌和防止耕田积水的畦作为主。以湖南为例，一般起畦具体要求为：畦面宽70～95 cm，畦高15～20 cm；播深为8～15 cm，播种密度往往以中熟大粒花生每亩地8000～9000穴(每穴2粒，下同)为宜，中熟中粒花生以每亩地10000穴为宜；行距及株距均在25 cm左右[5]。花生种植的行距、株距、种植深度以及土壤类别等都是决定花生产量的重要因素。推进农机农艺相融合，既可适应机械化生产又符合农艺标准要求。

我国南方丘陵山区比例超过60%的省份依次是云南、贵州、四川、重庆、福建、广西、江西、湖南、湖北、浙江和广东(不包括台湾省)11个省份，地域跨度大，涵盖亚热带、热带等不同气候区域，具有丰富的光、热、水、土和生物资源。我国南方花生产区主要分布于长江及珠江流域，花生作物的适应性强，在这些省份均有不同范围的种植，分析上述省份花生的种植状况可获悉南方丘陵地区花生的总体情况。以2018年为例，各省花生的种植状况如表1所示[3]。

通过表1可知，种植面积及总产量最高的均为广东省，分别达到了332480hm2和104.4万吨，其次分别是湖北、广西、四川以及湖南等地，其花生种植面积均达到了较大规模；而产量除云南外其他省份都达到了2000 kg/hm2，由此可以表明花生产业效益可观。南方丘陵山区是我国重要的花生生产基地，在我国花生产业中居于重要地位，加快提高花生生产各环节机械化水平是进一步推动花生产业发展的必然趋势。

表1　南方丘陵山区花生播种面积、产量和单产

2　花生生产各主要环节机械化技术现状分析

2.1　耕整地环节

花生虽然适应性较强，对土壤条件的要求不高，但重视耕整地环节，创造良好的土壤条件，是花生产量和品质的重要保障。针对南方的山坡丘陵地形，实施深松整地、改善土壤环境、提高蓄水保墒能力，可有效提高花生的产量和品质[6]。

南方丘陵山区的耕整地机械以小型、灵活为主，多为通用机械。旋耕机、深耕犁等机具与常规动力机械配套使用，机械可靠性较高，性能稳定，能满足基本的生产需求[7]。近几年应用较为广泛的是手扶拖拉机配套旋耕起垄机或拖拉机配套旋耕起垄机，可以一次完成旋耕、碎土、开沟起垄等作业。使用旋耕机整地，可以起到充分碎土、平整地块等作用，提供深、细、平、净的土壤环境[8]。微耕机配套旋耕起垄机，如图1所示，具有起垄效果好及使用成本低等优点，深受南方丘陵山区小面积种植农户的青睐。

图1　微耕机配套旋耕起垄机

由湖南农业大学研制的1GZ-160型花生苗床整理联合作业机，可一次性完成花生种植前的旋耕整地、开沟起垄等种前作业，为播种创造良好的田间环境，并极大提高作业效率，广泛应用于湖南及周边地区，如图2和图3所示。

图2　1GZ-160型花生苗床整理联合作业机

图3　现场效果图

2.2　种植环节

花生种植是生产过程中的重要环节，实现精准适量的花生播种技术，是提高花生种植效率、种植质量的重要途径，但目前花生播种机械对南方丘陵山区的花生品种以及种植方式适应程度较低，一定程度上阻碍了当地花生产业的发展。如图4所示，现阶段基本都是采用人工播种或手推式花生播种机的方式，尽管手推式花生播种机具有质量轻巧、操作容易，在一定程度上可降低劳动强度等特点[9-10]，但依然存在着作业效率不高，可靠性较低，功能单一等问题，随着花生生产机械化进程不断推进，播种机械应努力满足花生生产联合作业的播种需求。

图4　手推式花生播种机

由湖南农业大学研制的2BHG-160型花生旋耕高垄单粒播种机，以拖拉机为动力，可联合作业一次性完成旋耕整地、开沟筑垄、单粒精播及覆土镇压等所有工序，该机特别适用于南方旱涝多发地区播种花生、大豆、玉米等农作物，增产增收效果极为显著，如图5所示。

图5　2BHG-160型花生旋耕高垄单粒播种机

2.3　田间管理环节

花生的田间管理包括中耕培土、追肥、植保等，加强田间管理是提高花生产量和品质的重要保证[11-12]。由于受地形地貌的限制，南方丘陵山区的花生田间管理主要是依靠人工完成，工作效率低，劳动强度大。目前在田间管理机械化作业中主要使用通用机械，机具偏小型化，作业质量较差、技术发展落后。南方丘陵山区的花生机械中耕培土大多使用通用的中耕培土机进行中耕培土作业，疏松土壤，增加土壤的透气性，提高花生坐果率，如图6所示。

图6　中耕培土机

花生植保机械主要为通用型植保机械，如电动背负式喷雾器，自走式喷雾机及农用植保无人机等。小面积植保作业需求，电动背负式喷雾机可基本满足[9]，目前在南方丘陵山区的植保作业还是以背负式喷雾器为主，自走式喷雾机及无人机应用很少。农民专业合作社普遍使用农用植保无人机进行植保作业，如图7所示。植保无人机作业不受农作物高矮程度以及地形地貌的影响，具有较高的工作效率而且方便，快捷。载药箱容积大多在5～20L，广泛用于大面积的植保作业。

图7 农用植保无人机

2.4　收获环节

花生机械化收获是全程机械化发展的重点和难点，在花生生产过程中消耗工时最多，高效的机械化收获成为当前发展花生种植全程机械化最迫切的需求[13]。南方丘陵山区的花生机械化收获率偏低，大部分地区仍然以人工收获为主，只有少部分地区采用分段收获机收获。联合收获机械仅在南方丘陵山区的局部地区开展了机械化试验和推广示范。

分段收获即先用挖掘犁或挖掘收获机进行花生的挖掘然后条铺在田间，再使用花生捡拾机完成捡拾，由花生摘果机进行摘果。小型花生收获机(如图8所示)是南方丘陵山区广泛使用的一类收获机械[14-15]，较花生挖掘犁在功能上有了很大的提高，但仍需人工或者机械捡拾、运集、摘果。湖南农业大学研制的高地隙自走式地下块茎收获机可一次性完成花生收获的挖掘、果土分离、输送及地面铺放等工序，但目前尚未推广，如图9所示。

图8　小型花生分段收获机

图9　高地隙自走式地下块茎收获机

3　制约南方丘陵山区花生生产机械化发展主要问题

3.1　农机农艺融合进程缓慢

南方丘陵山区种植的花生品种多数都存在植株倒伏程度大、果柄强度低等情况，花生机械化收获时很难保证工作效率和损失率。目前南方丘陵山区花生种植农机农艺融合较缓，农艺标准与花生机械化生产要求不配套[16]，花生种植和栽培流程还不能很好的满足机械化生产的需求。农艺部门在花生育种上过于注重高产量、抗逆性强，尚未为了适应机械化作业开展花生品种改良。

3.2　花生生产机械装备性能落后

目前南方丘陵山区花生机械化生产技术相对比较落后，与国内主要粮食作物的机械化水平相比还有着不小差距。研究的具体方向还存在的一定盲目性，部分关键技术难题还未得到有效解决，那些较小分散，高低不平的地块，大型机械根本无法发挥作用，甚至小型机械都难以保证作业质量。对于自动化、机电一体化、智能化等高新技术方向的应用还非常少。现有花生生产机械设备的适应性、可靠性和生产效率有待提高，花生播种机存在伤种率高、作业效率低等问题。半喂入花生联合收获机适应性差，捡拾联合收获机破损率和裂夹率偏高等问题较为突出。功能单一的小型机具偏多，多功能联合作业机具研发进程较为缓慢，联合收获机多数是从国外引进，缺乏自主创新的产品。

3.3　规模化种植少，产品附加值低

南方丘陵山区田块分散，且地形地貌复杂，花生的耕作面积普遍比较小，少有大中型花生生产经营主体，客观条件导致机械的高效性难以发挥；另外，花生后期加工受限，规模化加工企业数量较少，难以起到示范带头效果。大部分花生食用油加工设备都已经落后，很难保证较高的出油率以及出油品质，缺乏出口或订单式销售渠道，无法实现花生的深加工，加工产品类型少，各环节结合不紧凑，产业链较短，花生新产品开发相对滞后，附加值不高，花生种植缺少利润增值空间。

4　花生生产机械化发展思路与对策

4.1　以农业现代化为抓手，积极推进农机农艺相融合

推进农机农艺相融合才能使我国农业机械化道路走的更远，农艺专家在以高产量、高出油率等传统指标作为花生育种和栽培目标时，应该注意结合机械设备适应性、花生育种、种植制度等多方面进行综合考虑，系统推进花生生产全程机械化进程。花生生产机械的适应性在不同的种植制度下有着明显的差异，而且南方丘陵山区由于地形复杂，有着复杂多样的种植制度，在建立花生种植制度过程中，应将机械适应性作为农机农艺融合的一项重要指标。制定怎样的标准，走什么样的机械化发展道路，首先应该考虑当地的资源环境条件，因地制宜。发展南方丘陵山区的花生生产机械化，必须要把握好这一条发展机械化道路的客观规律，通过结合南方丘陵山区当地土壤特点，气候条件等生产实际，建立适合不同生产区特点的种植制度以及生产模式进行推广示范，同时开展技术培训，积极引导当地农户采用统一的农艺标准，更好地实现农机与农艺相融合。

4.2　以质量为核心，提高机具的设计制造水平和加工工艺

要提高南方丘陵山区的花生生产机械设备性能，则必须对花生各生产环节涉及到的机具进行全面、深入的理论和试验研究，加强对国外先进技术装备的消化吸收和自主创新力度。组织有关院校、科研单位和企业进行联合攻关，实现产学研一体化，解决技术难题，研发操作方便、适应性强、功能全、实现互换性以及具有较高技术含量的机械，满足生产需求。努力向智能农机方向发展，采用图像识别，导航定位等高新技术和先进的加工工艺，提升产品的技术水平和技术含量，并在充分的生产试验考核中熟化技术，使产品定型，实现标准化和系列化批量生产。

4.3　以政策为导向，建立完善的农机推广服务体系

农机推广服务人员应充分发挥服务保障工作，为小农户提供专业的技术指导，使其掌握熟练的操作技巧和排障能力，完善售后服务[17-18]，让农机产品得到更有效地推广。建立一套完善的农机推广服务体系，加速科技成果转化。重视农机推广服务人员的技术培训，将适合南方丘陵山区的新型花生机械化产品迅速推广并应用到生产实际当中。通过举办技术培训讲座、开展现场演示会等方式进行推广，并对农机推广服务人员进行严格的专业技术考核。

加强花生生产机械化作业示范基地的建设，展示花生机械化作业的高效性，发挥农机部门与农民合作社的示范带头作用，通过开展现场机械化作业演示以及举办农机展会等各种活动，推广与应用先进机具。

4.4　以效益为目标，发展产业链提高产品附加值

进一步发展产业链，增加产品附加值。加大对花生生产加工企业的政策支持力度，促进加工生产体系改革，鼓励企业开展科技创新。充分发挥农业产业链的作用，更好地利用南方丘陵山区的花生产品资源，提高花生产品的附加值，让农民分享产业链延伸所带来的可观效益，实现企业与农民共赢，只有充分调动农民对花生种植的积极性，才能够推动花生生产全程机械化的发展。

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Status and development strategy of full mechanization of peanut in the hilly area of south China

ZENG Yi，FANG Zhichao*

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China)

The hilly area of south China is the main peanut production area, but the level of peanut production mechanization is relatively low in this area. To promote the full mechanization of peanut production in the southern hill region of China, the peanut planting scale, cultivation mode and variety status in the hilly area of south China are summarized in this paper. The mechanization technology level of peanut production links such as plowing, ridging, planting, field management, and harvesting is analyzed, and the issues restricting the mechanization of peanut production in the hilly area of south China are pointed out, which mainly include the small scale of the industry, the lack of integration of agricultural machinery and agronomy, the immature existing equipment, and the lack of operational equipment for key links. This paper focuses on actively promoting the integration of agricultural machinery and agronomy and improving the design and manufacturing level and processing technology of machinery and tools. Finally, the development ideas and countermeasures of accelerating peanut mechanization were put forward.

peanuts, southern hills and mountains, full mechanization, current situation, countermeasures

S233

A

2096–8736(2021)06–0004–06

曾熠，男，（1999—），湖南邵东人，硕士研究生，主要研究方向为农业机械装备设计。

方志超，男，（1987—），湖南岳阳人，博士，讲师，主要研究方向为农业机械装备设计。

责任编辑：张亦弛

英文编辑：唐琦军