馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀與制約因素剖析

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理司

□ 林 立

馬鈴薯是我國第四大農(nóng)作物，年種植總面積達(dá)8600多萬畝，其中60% 集中在干旱、半干旱地區(qū)，劃分為北方一季作區(qū)、西南一二季混作區(qū)、中原二季作區(qū)和南方冬作區(qū)等四大生產(chǎn)區(qū)域?？偖a(chǎn)量1億多噸，均居全球第一。由于馬鈴薯種植和收獲環(huán)節(jié)成本都較高，因此，不管是國外還是國內(nèi)，馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化都是必須解決的首要問題。

一、國內(nèi)外現(xiàn)狀

在國內(nèi)，馬鈴薯生產(chǎn)全程機(jī)械化水平比較低，遠(yuǎn)落后于小麥、水稻、玉米等農(nóng)作物。據(jù)2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，馬鈴薯耕種收綜合機(jī)械化率為42.61%，其中，機(jī)耕率68.99%，機(jī)播率25.07%，機(jī)收率24.99%。

在機(jī)具研發(fā)方面逐漸步入良性發(fā)展道路。早在20世紀(jì)80年代，中國農(nóng)機(jī)院成功研制了馬鈴薯收獲機(jī)械；播種機(jī)械雖然起步較晚但進(jìn)步較快。目前，我國馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械正從低水平向高水平研發(fā)邁進(jìn)，尤其在“十三五”計(jì)劃支持下，將自動(dòng)化、智能化技術(shù)融入馬鈴薯精量播種、高效收獲、防損傷等環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和整機(jī)研發(fā)等已接近國際同行業(yè)先進(jìn)水平，一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)逐漸形成，在馬鈴薯播種（含播前準(zhǔn)備）和收獲機(jī)械兩個(gè)主要環(huán)節(jié)，形成了“生產(chǎn)一代，研發(fā)一代，預(yù)研一代”的良性循環(huán)。2019年，國內(nèi)先后有多家科研單位和企業(yè)研制了低損馬鈴薯收獲機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了收獲過程的柔性輸送，并可完成地面鎮(zhèn)壓作業(yè)，挖掘分選后的馬鈴薯更容易撿拾裝袋。

現(xiàn)階段，國內(nèi)馬鈴薯機(jī)械品牌品質(zhì)持續(xù)提升，涌現(xiàn)出如美諾、德沃、洪珠、樂陵、海山等廠家，中低端機(jī)型的成熟度、適用性、實(shí)用性、與拖拉機(jī)配套性和可靠性等方面，已具備了國外同類機(jī)型水平，正向中高端發(fā)展邁進(jìn)。機(jī)具設(shè)計(jì)生產(chǎn)更加注重農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，如四川根據(jù)自身種植土壤密植與收獲防傷皮要求，開發(fā)出了高廂起壟雙行播種、挖掘鋪放分段收獲機(jī)具；部分廠商根據(jù)南方丘陵山地條件，努力改進(jìn)小型機(jī)具。同時(shí)，聯(lián)合收獲機(jī)研制推廣得到認(rèn)同，相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)不再局限于播種、收獲兩個(gè)環(huán)節(jié)，延伸到田間轉(zhuǎn)運(yùn)、分級(jí)和倉儲(chǔ)等環(huán)節(jié)。

在國外，馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。20世紀(jì)40年代初，前蘇聯(lián)、美國開始研制推廣馬鈴薯收獲機(jī)，到50年代末已全面實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)機(jī)械化；70-80年代，德國、英國、法國、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國等國相繼實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化。其中，德國、美國等國家以大中型馬鈴薯種植、收獲機(jī)械為主，意大利、日本、韓國等國家以中小型為主。目前，國外馬鈴薯機(jī)具質(zhì)量好、效率高，種類齊全，技術(shù)先進(jìn)，但價(jià)格偏高；生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美國、德國，如美國的Double L公司、Carry公司、洛甘農(nóng)機(jī)公司、US Small Farm Equipment公 司、帕 梅 公 司（PARMA COMPANY），德國的格立莫公司等。

二、存在問題

一是種植區(qū)域發(fā)展不均衡。北方一季作區(qū)，已具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，形成了相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械化種植模式，耕種收綜合機(jī)械化水平在60%左右，有的區(qū)域如黑龍江加格達(dá)奇、內(nèi)蒙古烏蘭察布、新疆昭蘇、河北張家口等地區(qū)，機(jī)械化程度可達(dá)80%以上；西南一二季混作區(qū)，機(jī)械化發(fā)展嚴(yán)重滯后，大多還停留在人工作業(yè)狀態(tài)，主要制約因素是地塊細(xì)碎，高山及陡坡種植面積占比高，機(jī)械化立地條件差，適用性高的小型機(jī)械不僅缺乏且作業(yè)效率較低，社會(huì)化生產(chǎn)服務(wù)和機(jī)械維修服務(wù)不到位。

二是關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)展不平衡。機(jī)械化播種、收獲仍是最薄弱環(huán)節(jié)，西南混作區(qū)和南方冬作區(qū)機(jī)播、機(jī)收僅為5%左右。機(jī)械化播種方面，我國與國外播種方式不同，主要以細(xì)切芽塊拌種播種為主，不標(biāo)準(zhǔn)的催芽、不一致的手切芽塊，使得不能為高速、精量播種提供規(guī)范的切塊種薯，給播種機(jī)具帶來了單塊播種技術(shù)難題。機(jī)械化收獲方面，我國絕大部分產(chǎn)區(qū)馬鈴薯收獲以分段式收獲為主，屬于半機(jī)械化狀態(tài)，即先采用打秧機(jī)滅秧，再采用分段收獲機(jī)（挖掘機(jī)）完成薯塊的挖掘、分離、鋪放集條作業(yè)，最后人工撿拾裝袋。由于馬鈴薯絕大多數(shù)是收獲后貯藏再逆季節(jié)銷售，收獲過程中容易導(dǎo)致馬鈴薯破損霉變進(jìn)而影響銷售，這就使得大多數(shù)現(xiàn)有的馬鈴薯收獲機(jī)因碰撞傷過高農(nóng)民不愿使用。

三是規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)較少。盡管當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不少，但整體處于小、散、弱狀態(tài)，沒有形成規(guī)模，品牌企業(yè)不多，高端機(jī)具技術(shù)較之國外先進(jìn)水平還存在一定差距，這與我國馬鈴薯種植大國的地位極不相符。

三、突破薄弱環(huán)節(jié)

試驗(yàn)證明，馬鈴薯機(jī)械化播種可以省種10公斤／畝，機(jī)收可減少漏收損失30公斤／畝，減少傷損20公斤／畝。與人工作業(yè)相比，馬鈴薯機(jī)播可提高工效3倍；機(jī)械收獲生產(chǎn)效率可提高4倍，每畝比人工收獲平均節(jié)約成本25元左右。由此可見，推廣馬鈴薯生產(chǎn)全程機(jī)械化至關(guān)重要?，F(xiàn)階段，提高馬鈴薯耕種收綜合機(jī)械化水平的重點(diǎn)仍在于播種和收獲兩個(gè)環(huán)節(jié)，在高速、精量播種研究的基礎(chǔ)上，需進(jìn)一步將自動(dòng)化、智能化、新材料、新工藝融入到馬鈴薯播種、收獲機(jī)械中。

播種環(huán)節(jié)。持續(xù)加大高速精量播種機(jī)和馬鈴薯切塊機(jī)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造，針對(duì)種薯人工切塊不均勻、效率低、嚴(yán)重影響高速精量播種作業(yè)等問題，開展種薯切割運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)、不規(guī)則形狀種薯分級(jí)與整列、種薯定位切割等核心技術(shù)研究及原理性試驗(yàn)，為高速、精量播種機(jī)具提供規(guī)范的切塊種薯。在北方規(guī)?；N植區(qū)，主要研究方向是運(yùn)用信息化、智能化技術(shù)，解決漏播、重播和穴距不一致性問題，提高機(jī)器作業(yè)效率；在西北干旱溝壑區(qū)，需要解決地膜覆蓋、膜上點(diǎn)播種植與玉米倒茬、一膜兩用壟側(cè)點(diǎn)播種植等方面存在的機(jī)械化問題；在西南丘陵山地，需要解決小型動(dòng)力與播種機(jī)配套問題以及種植、繁育、播種等方面的機(jī)械化難題。

收獲環(huán)節(jié)。需要將減少漏薯率、傷薯率作為后續(xù)研發(fā)重點(diǎn)，開展高效低損傷收獲技術(shù)研究，將仿生技術(shù)、機(jī)器視覺、人工智能等技術(shù)，應(yīng)用于馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)的挖掘、升運(yùn)、以及土、秧、薯分離過程，實(shí)現(xiàn)高效低損傷收獲。針對(duì)北方規(guī)模種植，仍需提高挖掘鋪放機(jī)械作業(yè)效率、作業(yè)可靠性問題，發(fā)展撿拾收獲裝箱（袋）機(jī)械，結(jié)合品種發(fā)展聯(lián)合收獲機(jī)械，提升分段與聯(lián)合收獲機(jī)械化設(shè)備的智能化水平；針對(duì)南方種植區(qū)域，主要解決收獲過程中損傷問題和適應(yīng)田間套作配套機(jī)械化設(shè)備與農(nóng)藝融合等問題。Θ