湖南煙區(qū)煙葉生產(chǎn)機(jī)械測試指標(biāo)優(yōu)化和評價方法

陳洪浪

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湖南煙區(qū)煙葉生產(chǎn)機(jī)械測試指標(biāo)優(yōu)化和評價方法

陳洪浪

摘 要為加快煙葉生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，推廣適合本地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，湖南煙區(qū)開展了煙葉生產(chǎn)全程機(jī)械化試點專項工作，對煙葉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行了性能測試。通過4個批次煙葉生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的測試和數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理，確立了湖南煙區(qū)煙葉生產(chǎn)機(jī)械測試的最佳指標(biāo)和評價方法。

關(guān)鍵詞煙葉生產(chǎn) 機(jī)械化 優(yōu)化

煙葉生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要可以分為裝盤播種、幼苗剪葉的育苗作業(yè)環(huán)節(jié)，以耕整地、起壟、施肥、移栽、覆膜、揭膜、中耕、培土、灌排、植保、打頂、采收、田間運輸、拔稈的大田作業(yè)環(huán)節(jié)和以煙葉夾持、煙葉上房、煙葉烘干、煙葉回潮等的烘烤作業(yè)環(huán)節(jié)。目前，除了揭膜、打頂、采收、煙葉上房機(jī)械化程度較低外，其他作業(yè)環(huán)節(jié)基本上已經(jīng)實現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。機(jī)械的選用必須符合作物農(nóng)藝生產(chǎn)的要求，或者是農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)具有很強的適應(yīng)性。煙葉生產(chǎn)農(nóng)機(jī)具較多，渠道主要有三個方面：一方面國家煙草局與各級省煙草局為了大力推進(jìn)煙葉生產(chǎn)全程機(jī)械化，成立了部分煙葉生產(chǎn)專用農(nóng)機(jī)具研發(fā)專項，研發(fā)了部分專用機(jī)具；另一方面部分農(nóng)機(jī)制造企業(yè)，針對煙葉生產(chǎn)的農(nóng)藝特點在現(xiàn)有通用型農(nóng)機(jī)具的基礎(chǔ)上研制了部分煙葉生產(chǎn)專用農(nóng)機(jī)具；第三方面，現(xiàn)有農(nóng)機(jī)化通用機(jī)械可以直接應(yīng)用在煙葉生產(chǎn)上。優(yōu)質(zhì)的煙葉生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，甚至還可以提高煙葉品質(zhì)。因此，煙葉生產(chǎn)用農(nóng)機(jī)農(nóng)具的選型、測試與性能優(yōu)化至關(guān)重要。

一、煙葉生產(chǎn)農(nóng)藝要求

（一）育苗作業(yè)環(huán)節(jié)

育苗作業(yè)主要包括裝盤播種、幼苗剪葉兩個環(huán)節(jié)。煙葉育苗常采用漂浮育苗的方式，其原理是將種子播種在裝有基質(zhì)的育苗盤內(nèi)，使育苗盤漂浮在育苗池營養(yǎng)液表面。完成整個育苗過程的一種無土育苗方法，是用基質(zhì)代替土壤固定煙苗根系，通過毛細(xì)管作用將營養(yǎng)液滲透到基質(zhì)內(nèi)，提供煙苗生長所需的全部養(yǎng)分和水分。漂浮育苗技術(shù)是一項集無土栽培、營養(yǎng)液栽培、容器栽培、保健栽培等優(yōu)勢于一體的規(guī)?；?、工廠化育苗新技術(shù)，在集約化管理、生產(chǎn)效率和培育煙苗素質(zhì)方面，具有常規(guī)育苗無法比擬的管理與技術(shù)優(yōu)勢。漂浮育苗通常采用泡沫或塑料穴盤，每盤播種200～400顆煙葉種子，要求播種間隔均勻，漏播、重播率低，生產(chǎn)效率高。煙葉播種生長后通過合理的剪葉能控制煙苗地上部分生長而促進(jìn)地下部分即根系的生長，可以擴(kuò)大根葉比，獲得更粗壯的莖，并使幼苗個體間均衡生長，亦能限制真菌病害，剪葉過程中要求控制剪葉高度不能低于中心新葉，葉片殘片不能殘留至盤箱或苗池。

（二）大田作業(yè)環(huán)節(jié)

大田作業(yè)主要包含耕整地、起壟、施肥、移栽、覆膜、中耕、培土、植保、拔稈等。試驗研究表明，煙葉根系越發(fā)達(dá)，煙葉質(zhì)量和產(chǎn)量越好。因此，為了促進(jìn)煙葉根系生長，煙葉大田生產(chǎn)中要求深耕細(xì)作，起壟培土。在耕整地環(huán)節(jié)，通常要求晚稻收割后犁耕曬田，犁耕深度不低于20cm，次年春節(jié)旋耕碎土，起壟，要求旋耕碎土率高，地表平整，起壟高度30～40cm，起壟行距110～120cm，起壟與施肥可以同步也可以分開，通常施肥在株之間或一旁10～15cm處，刨坑或開溝，深6～9cm，施后覆土。一般追肥1～2次，追肥以清糞水、菜籽餅為主，于栽苗后30天內(nèi)施完。移栽的栽植行距為110 ～120cm，株距為45～55cm，每畝植烤煙以1100～1200株為宜。覆膜采用先覆膜后栽煙的方法，栽前10～20天覆膜，栽煙時按株距將薄剪成“十”字形，刨穴栽植。中耕時在近根處劃破地皮即可，切忌傷根或觸動煙株，離煙株稍遠(yuǎn)處可略深，行間以深2～5cm為宜。中耕質(zhì)量要求煙株周圍不留旱灘，不露縫，不動根，不蓋苗。培土需在團(tuán)棵以前進(jìn)行。培土形成的壟要達(dá)到30cm的高度，壟要培得寬且平直。植保應(yīng)盡量使用天然的殺蟲器件或者輕毒農(nóng)藥，減少環(huán)境污染和能源的損失。煙葉收獲后，為減少次年煙葉生產(chǎn)的病蟲害，要求拔除煙桿，拔桿要求拔出率為95%以上，且拔出的煙桿應(yīng)切碎，拔桿的效率要高。

（三）煙葉烘烤作業(yè)環(huán)節(jié)

煙葉烘烤作業(yè)主要包含煙葉夾持、煙葉上房、煙葉烘干、煙葉回潮等。目前，市場上只有煙葉回潮相關(guān)機(jī)具，采用回潮機(jī)能加快煙葉回潮速度，提高烤房生產(chǎn)率，但回潮過程中若回潮過度，煙葉水分含量過高，會出現(xiàn)潮紅、霉變等現(xiàn)象，影響其質(zhì)量。煙葉回潮的主要性能指標(biāo)有濕度、溫度及濕度均勻性，回潮效率等指標(biāo)。

二、煙葉生產(chǎn)機(jī)械關(guān)鍵性能指標(biāo)確定

煙葉生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的通用指標(biāo)主要有：耗油率或耗油量（以柴油、汽油為動力的耕整地機(jī)械等）、功率或耗電量（播種機(jī)等以電力驅(qū)動的機(jī)械）、生產(chǎn)效率、操作人數(shù)等。其性能指標(biāo)根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有一定的差異。

（一）育苗作業(yè)環(huán)節(jié)

育苗作業(yè)環(huán)節(jié)主要包括裝盤播種、幼苗剪葉兩個環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵性能指標(biāo)（見表1）。

表1 大棚生產(chǎn)各環(huán)節(jié)性能指標(biāo)

（二）大田作業(yè)環(huán)節(jié)

大田作業(yè)主要包含耕整地、起壟、施肥、移栽、覆膜、中耕、培土、植保、拔桿等，其性能指標(biāo)（見表2）。

（三）煙葉烘烤作業(yè)環(huán)節(jié)

烘烤作業(yè)主要包含煙葉夾持、煙葉上房、煙葉烘干、煙葉回潮等，目前市場上只有煙葉回潮相關(guān)機(jī)具，回潮的主要指標(biāo)有濕度、溫度及濕度均勻性。其中，濕度與溫度是指測試點的濕度與溫度值，單位為攝氏度（℃），濕度均勻性是指各濕度點在時間與空間上的一致性，單位為%。

三、煙葉生產(chǎn)機(jī)械配置評價方法

為了建立煙葉生產(chǎn)農(nóng)機(jī)具性能測試的科學(xué)評價方法，根據(jù)煙葉生產(chǎn)農(nóng)藝要求，提出了單指標(biāo)評價與多指標(biāo)加權(quán)評價的方案。

（一）單指標(biāo)評價

表2 大田生產(chǎn)各環(huán)節(jié)性能指標(biāo)

針對煙葉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，以影響該環(huán)節(jié)的關(guān)鍵性能指標(biāo)作物優(yōu)化條件，建立單指標(biāo)評價方案。例如，在翻耕、起壟環(huán)節(jié)，湖南煙區(qū)要求翻耕深度大于20cm，起壟高度大于30cm，且要求翻耕深度越大越好，起壟高度越高越好，因此可以建立單指標(biāo)評價方案。在所有測試的翻耕機(jī)械中，如翻耕深度小于20cm，則可以認(rèn)為機(jī)具不合格，不適合用于煙葉生產(chǎn)的翻耕作業(yè)。翻耕機(jī)具有的好壞程度以翻耕深度平均值作為評價指標(biāo)，從大至小依次確立機(jī)具的好壞。此方法可以作為有特殊性能要求的作業(yè)環(huán)節(jié)的選型依據(jù)。采用單指標(biāo)優(yōu)化可以定性分析該機(jī)械是否滿足煙葉生產(chǎn)的要求。

（二）多指標(biāo)加權(quán)評價

如某個作業(yè)環(huán)節(jié)，作業(yè)中包含多個關(guān)鍵指標(biāo)，則單指標(biāo)無法確定機(jī)具的性能優(yōu)劣，以播種環(huán)節(jié)為例。播種環(huán)節(jié)的主要指標(biāo)有重播率、漏播率、播種居中均勻性。在這三個指標(biāo)中，若后續(xù)移栽環(huán)節(jié)是人工移栽，則三個指標(biāo)的權(quán)重排序分別是：重播率大于漏播率，漏播率大于播種居中均勻性。如后續(xù)移栽環(huán)節(jié)是人工送苗機(jī)械化半自動移栽，則三個指標(biāo)的權(quán)重排序分別是：重播率大于播種居中均勻性，播種居中均勻性大于漏播率。如后續(xù)移栽環(huán)節(jié)是機(jī)械化全自動移栽，則三個指標(biāo)的權(quán)重排序分別是：播種居中均勻性大于漏播率，漏播率大于重播率。因此，針對不同的要求需要建立不同的評價機(jī)制：以X、Y、Z分別重播率、漏播率，播種居中均勻性指標(biāo)，以K1、K2、K3分別代表他們的權(quán)重，以F表示整機(jī)的性能，在多指標(biāo)加權(quán)優(yōu)化中F=K1X+K2Y+K3Z，其中K1、K2、K3可以由試驗確定，也可以通過組織農(nóng)藝專家根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植農(nóng)藝要求打分確立。采用多指標(biāo)加權(quán)評價可以定量分析某個機(jī)械的好壞。

四、小結(jié)

煙葉全程機(jī)械化農(nóng)機(jī)農(nóng)具的性能測試，可采用單指標(biāo)評價和多指標(biāo)加權(quán)評價。同時，參考農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)專家對機(jī)械外觀、操作方便性、安全性做主觀評價，實現(xiàn)定性與定量評價相結(jié)合、主觀評價與客觀評價相結(jié)合，從而建立起科學(xué)的評價機(jī)制。2012年至2014年湖南省煙草公司分別在郴州、瀏陽、寧鄉(xiāng)等地多次組織煙葉生產(chǎn)全程機(jī)械化農(nóng)機(jī)農(nóng)具性能測試。根據(jù)優(yōu)化選型，選用了大批農(nóng)業(yè)生產(chǎn)通用和煙葉生產(chǎn)專用的農(nóng)機(jī)具，在湖南煙區(qū)取得了良好的使用效果。

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作者單位（為湖南省煙草公司）