江苏蚕豆机械化生产现状及实施对策

江剑波，夏先飞，周 燕，杨 光

（1.启东市农业农村局，江苏南通 226200；2.农业农村部南京农业机械化研究所，江苏南京 210014；3.启东市合作镇人民政府农业农村和社会事业局，江苏南通 226200）

1 江苏蚕豆生产现状

蚕豆是我国重要的冷季豆类作物，按传统用途可分为粮用、鲜食、饲用以及绿肥用等类型，其中以干籽粒收获粮用和饲用为主[1-5]。作为食用类型，蚕豆营养丰富，富含蛋白质、碳水化合物、纤维素以及维生素等多种营养成分，其中蛋白质含量高达25%～30%，是重要的植物蛋白来源。据联合国粮农组织（FAO）年统计，我国蚕豆种植面积超过80万hm2，总产量超过150万t，分别占世界蚕豆种植面积和总产量的三分之一以上，为世界最大生产国[6-9]。同时蚕豆也是固氮能力较强的作物之一，固氮量是大豆的1.95倍；袁嫚嫚等[10]研究表明蚕豆当季固氮进入稻田系统以培肥土壤和供下季水稻利用，能够减少45%～55%稻田化学氮肥的投入量；Fageria指出蚕豆的固氮量为177～250 kg/hm2，比除木豆外的其他14种豆科植物的固氮量都高。

江苏是我国蚕豆主产区之一，常年种植面积在13.33万hm2左右；主要集中在南通、盐城和苏南地区；南通蚕豆种植面积约为5万hm2，启东常年面积为1.73万hm2左右，其中干籽粒蚕豆约占65%，鲜食蚕豆约占35%。按生产用途江苏蚕豆可分为干籽粒用、鲜食专用、绿肥、鲜食绿肥两用等4个类型。江苏省委省政府高度重视耕地轮作休耕工作，在《中共江苏省委江苏省人民政府关于进一步加强耕地保护和改进占补平衡的实施意见》（苏发〔2017〕15号）文件中，进一步明确耕地轮作休耕试点原则、试点区域和轮作休耕模式，并对该项工作进行了具体部署。在此政策推动下，近年苏南地区蚕豆得到一定发展，尤其是鲜食绿肥两用蚕豆在实现较高经济效益的前提下，还提供1.4 t/667m2的绿肥还田，并固氮15 kg/667m2左右，为典型的粮豆高效轮作种植模式，市场需求旺盛。

2 蚕豆机械化生产发展概况

2.1 蚕豆机械化生产现状

蚕豆机械化生产环节主要包括耕整地、播种、植保与田间管理和收获，核心环节为机械化播种与收获。国外蚕豆种植集中，地块面积大，多采用气力式和毛刷式更换排种盘精量排种器进行播种作业，如Hege公司用玉米播种机改良出蚕豆播种机Hege 95；韩国Jang Automation公司研发了JP-6型手扶式窝眼式蚕豆精量点播机；Endale Wondu研究了一种手推式蚕豆播种机，解决了当地蚕豆机械化播种问题。我国对蚕豆排种器的研究起步较晚，排种器结构多为勺轮或窝眼型排种方式。黄品贵[11]设计了2BCF-6型6行蚕豆点播机与青海当地农艺要求相融合，性能相对较为稳定，采用沟播形式，分层施肥，提高了作业效率。李建华[12]等设计了一种蚕豆精量穴播机，采用环形交替排列的鸭嘴式穴播器和封口器实现蚕豆精播排种。中国农业大学杨丽[13-14]团队开发了一种勺夹式蚕豆精量排种器，对排种器进行试验，结果表明合格指数为95.11%、漏播指数为1.61%、重播指数为3.28%，满足精量播种要求；蚕豆精量排种器的设计为蚕豆机械化播种新品种选育提供了理论指导。

欧美等国蚕豆机械化生产经过较长时间发展，已取得较大进步。美国蚕豆基本为大面积成片种植，其收获装备均为大型机具；另外，其品种经长期的宜机化选育，对机械收获作业具有较好的适应性，采收损失率低。目前国内外蚕豆机械化收获主要有两种方式：一是分段收获，先割晒，待田间晾晒2～3天后再脱粒，我国西北地区大规模种植基本采用该种收获方式；二是联合收割，在蚕豆成熟叶片大部分干枯、部分叶片掉落后，使用联合收割机一次性收获脱粒。农业农村部南京农业机械化研究所食用豆[15-17]收获机械化团队近年在蚕豆专用低损防堵割台、脱粒清选装置自适应调节技术和适用于蚕豆联合收获的低损物料输送系统等方面做了较多研究工作，认为平原缓坡、大规模种植地区宜采用联合收获作业模式。

总体来说，蚕豆机械化生产需求旺盛，在耕整地、播种、植保与田间管理和收获环节均有已研发的机具可以应用（图1），但目前限制于生产规模和机具成本方面因素，省内蚕豆生产的播种到收获正逐步采集机械化生产技术，实现蚕豆全程机械化生产集成应用有了可靠的装备支撑。

图1 蚕豆全程机械化生产技术

2.2 蚕豆机械化生产存在的问题

江苏省蚕豆机械化生产目前存在的主要问题包括以下几个方面。

2.2.1 地域特征差异问题。蚕豆在我省内分布比较广泛，既有平原缓坡地带，也有丘陵山区，客观环境的复杂性极大地增加了收获机具的研发与推广难度。部分地区有利用适度改进的稻麦联合收割机进行蚕豆机械化收获作业，但仍存在一些问题，其损失率和破碎率相对较高，而丘陵山区地带则没有相应机具应用于生产上，仍需通过人工摘荚或割倒后脱粒。

2.2.2 种植规模与生产管理问题。目前省蚕豆小规模种植的区域较多，且种植模式包括间作、套作等。不同地区的种植农艺也不够规范，播种株距和行距各地也不尽相同，这对实现通用机械化生产具有较大挑战，除对作业机具有更高要求外，对机械作业效率、生产成本等方面有很大影响。另外，部分区域在播种后很少对田间进行管理，田间杂草多、倒伏严重，使得机械化收获作业无法开展。

2.2.3 品种适应性问题及栽培技术。优良品种是实现蚕豆机械化生产的重要条件，由于蚕豆种子较大且不规则，机械化播种机具研发难度大，尤其是大粒品种基本全是人工穴播。收获方面，结荚高度适宜且集中、成熟一致、株型紧凑且直立性好、不倒伏、不易炸荚的蚕豆品种适宜机械化收获。目前蚕豆品种在籽粒形态、成熟期一致性和结荚特征等方面对机械化生产的适应性较为欠缺。

2.2.4 机具适应性和可靠性问题。目前蚕豆机械化生产机具大都完成研发或试验，有部分机具进行作业应用，但由于蚕豆品种的复杂性和其机械化生产的特殊性，优质高效实现其机械化生产技术难度较大，难题较多。目前部分应用机具本身对多豆种的适应性和可靠性有待提高，以适应大面积推广应用的要求。

3 蚕豆机械化生产发展趋势及实施对策

随着江苏省蚕豆产业生产规模的不断扩大和农业劳动力紧缺问题的凸显，蚕豆生产机械化能力不足问题日渐突出，成为制约江苏省蚕豆产业持续快速发展的一大难题。江苏省主要粮食作物的机械化生产水平在全国位居前列，蚕豆全程机械化生产是实现农业生产节本增效的有效途径，通过全程作业环节机械化的使用以降低劳动力投入和生产成本，是提高我省蚕豆机械化生产管理水平和蚕豆市场竞争力的必要手段。需要从以下几方面进行突破。

1）“分地形、按品种，逐一突破”。通过对蚕豆不同品种、不同种植地域进行分类研究，开展蚕豆全程机械化收获技术与装备研究，对蚕豆主栽品种的机械化生产特性（适播性、宜收性等）进行试验评价。

2）农机作业与农艺结合问题。实现蚕豆高效机械化收获，需融合蚕豆耕、种、管、收环节的整体机械化作业要求，坚持良种良法配套、大力推广蚕豆高效栽培及田间管理技术，结合机械化生产特征完善优化蚕豆生产的农艺规范。

3）蚕豆机械化低损保质收获技术。研究基于蚕豆株系-机构交互作用下连续低损伤收获技术，割台、输送及脱粒清选装置自适应调节技术，以解决脱不净、落粒及籽粒破损等问题，实现低损收获、保证产品品质，提升种植效益。

4）蚕豆高效机械化生产技术模式。针对蚕豆的生产特点，构建适宜的机械化生产模式，突破蚕豆生产机具智能化和轻简化关键技术，提出适用于不同地区的蚕豆机械化生产技术集成路径和装备配置解决方案。例如，大区缓坡或平坡区域采用联合收获作业，小区或丘陵山地采用分段收获作业。

4 结语

要实现蚕豆生产的现代化（包括规模化、标准化、机械化和智能化），降低蚕豆生产成本和提高机械装备使用效率，需实施科技兴农、推进蚕豆类生产农机农艺融合，开展蚕豆农机农艺技术融合示范区建设行动。实现农业高质量和绿色发展，最关键、最根本的举措是依靠科技创新，通过开展跨领域应用技术研究，将各项新技术、新成果运用于蚕豆生产机械装备研发生产中，提高作业装备的性能，实现作业装备的自动化和智能化，使农业资源的利用更加精确高效和科学合理。同时坚持良种良法配套、大力推广蚕豆类特色作物高效栽培及田间管理技术，结合机械化生产特征完善优化我国特色作物的耕、种、管、收等环节农艺规范，实现先进农艺技术的标准化。结合专用品种筛选、标准化农艺和机械化生产要求，建立蚕豆全程机械化生产技术模式及装备配置方案，通过建设示范基地，加强宣传和技术培训，推动蚕豆机械化生产模式的推广应用，促进产业健康发展。