2020-06-15 10:59:57
馬鈴薯是我國第四大農(nóng)作物，總種植面積達8600多萬畝，總產(chǎn)量1億多噸，均居全球第一。馬鈴薯種植60%集中在干旱、半干旱地區(qū)，主要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。
國外馬鈴薯生產(chǎn)機械化發(fā)展起步早、機具效率高
國外馬鈴薯生產(chǎn)機械化起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。20世紀40年代初，前蘇聯(lián)、美國開始研制推廣馬鈴薯收獲機；到50年代末，前蘇聯(lián)、美國全面實現(xiàn)了生產(chǎn)機械化；70-80年代，德國、英國、法國、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國等國也相繼實現(xiàn)了馬鈴薯生產(chǎn)機械化。其中，德國、美國等國家以大中型馬鈴薯種植、收獲機械為主，意大利、日本、韓國等國家以中小型馬鈴薯種植、收獲機械為主。
目前，國外馬鈴薯機具質(zhì)量好、效率高，種類齊全，技術(shù)先進，但價格偏高。國外馬鈴薯機械生產(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)機公司、US Small Farm Equipment公司、帕梅公司（PARMA COMPANY），德國的格瑞莫公司等。
國內(nèi)馬鈴薯生產(chǎn)機械化正向高水平邁進
與小麥、水稻、玉米等其他農(nóng)作物相比，我國馬鈴薯生產(chǎn)全程機械化水平還比較低。據(jù)2018年統(tǒng)計年報數(shù)據(jù)，馬鈴薯耕種收綜合機械化率為42.61%，其中，機耕率68.99%，機播率25.07%，機收率24.99%。
機具研發(fā)上，我國對收獲機械較早開展研究，20世紀80年代中期，中國農(nóng)機院就成功研制了馬鈴薯收獲機械。對于播種機械，我國研究起步較晚，但進步較快。整體而言，目前我國馬鈴薯生產(chǎn)機械正從低水平、分散研發(fā)，向高水平、重點研發(fā)邁進。特別是在馬鈴薯播種（含播前準備）和收獲機械這兩個主要環(huán)節(jié)，走上了“生產(chǎn)一代，研發(fā)一代，預(yù)研一代”良性循環(huán)的發(fā)展道路。在國家“十三五”計劃支持下，將自動化、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)和整機研發(fā)等已接近國際同行業(yè)先進水平，一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)正逐漸形成。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械，實現(xiàn)了收獲過程的柔性輸送，并對地面進行了鎮(zhèn)壓，挖掘分選后的馬鈴薯更容易撿拾裝袋。
現(xiàn)階段，國內(nèi)馬鈴薯機械生產(chǎn)廠家越來越多，國內(nèi)品牌所占比重越來越大，如美諾、德沃、洪珠、樂陵、海山等廠家生產(chǎn)的機具品質(zhì)持續(xù)提升，中、低端機型的成熟度、適用性、實用性、與拖拉機配套性和可靠性等方面，已具備了國外同類機型水平。機具設(shè)計生產(chǎn)更加注重農(nóng)機農(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具；部分廠商根據(jù)南方丘陵山地條件，努力改進小型機具。同時，聯(lián)合收獲機的研制推廣越來越得到認同和重視，相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)不再局限于播種、收獲兩個環(huán)節(jié)，已經(jīng)延伸到馬鈴薯田間轉(zhuǎn)運、分級和倉儲等方面。
我國馬鈴薯生產(chǎn)機械化仍面臨不少發(fā)展瓶頸
當前，我國馬鈴薯生產(chǎn)全程機械化主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，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)，形成了相對標準化的機械化種植模式，耕種收綜合機械化水平在60%左右，有的區(qū)域如黑龍江加格達奇、內(nèi)蒙古烏蘭察布、新疆昭蘇、河北張家口等地區(qū)，機械化程度可達80%以上；西南一二季混作區(qū)機械化發(fā)展嚴重滯后，大多還停留在人工作業(yè)狀態(tài)。主要表現(xiàn)為地塊細碎、高山及陡坡種植面積占比高，機械化立地條件差，適合在南方作業(yè)的小型機械缺乏且作業(yè)效率較低，社會化生產(chǎn)服務(wù)和機械維修服務(wù)不到位。
另一方面，關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)展不平衡。機械化播種、收獲仍是最薄弱環(huán)節(jié)，西南混作區(qū)和南方冬作區(qū)機播、機收僅為5%左右。機械化播種方面，我國與國外播種方式不同，主要以細切芽塊拌種播種為主，不標準的催芽、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，給播種機具帶來了單塊播種技術(shù)難題。機械化收獲方面，我國絕大部分產(chǎn)區(qū)馬鈴薯收獲以分段式收獲為主，屬于半機械化狀態(tài)，即先采用打秧機滅秧，再采用分段收獲機（挖掘機）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而影響銷售，這就使得大多數(shù)現(xiàn)有的馬鈴薯收獲機因碰撞傷過高農(nóng)民不愿使用。
此外，規(guī)模化生產(chǎn)企業(yè)較少。盡管當前我國馬鈴薯機械生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量并不少，但整體而言還處于小、散、弱的狀態(tài)，沒有形成規(guī)模，品牌企業(yè)不多，高端機具技術(shù)上較之國外先進水平還存在一定差距，這與我國馬鈴薯種植大國的地位是不相符的。
應(yīng)將智能化等先進技術(shù)融入播種、收獲機械
試驗證明，馬鈴薯機械化播種可以省種10公斤／畝，機收可減少漏收損失30公斤／畝，減少傷損20公斤／畝。與人工作業(yè)相比，馬鈴薯機播可提高工效3倍，機械收獲生產(chǎn)效率可提高4倍，機械收獲每畝比人工收獲平均節(jié)約成本25元左右。由此可見，推行馬鈴薯生產(chǎn)全程機械化對于發(fā)展國內(nèi)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)、增加農(nóng)民收入有著至關(guān)重要的作用。
當前，提高馬鈴薯耕種收綜合機械化水平的重點還是在于播種和收獲兩個環(huán)節(jié)，在高速、精量播種研究的基礎(chǔ)上，需進一步將自動化、智能化、新材料、新工藝融入到馬鈴薯播種、收獲機械中。
播種環(huán)節(jié)。主要是持續(xù)加大高速精量播種機和馬鈴薯切塊機的研發(fā)、設(shè)計、制造，針對種薯人工切塊不均勻、效率低、嚴重影響高速精量播種作業(yè)等問題，開展種薯切割運動學(xué)與動力學(xué)、不規(guī)則形狀種薯分級與整列、種薯定位切割等核心技術(shù)研究及原理性試驗，為高速、精量播種機具提供規(guī)范的切塊種薯。針對北方規(guī)?；N植區(qū)，主要研究方向是以信息化智能化技術(shù)提高機器作業(yè)效率、減少播種漏播重播和穴距一致性；針對西北干溝壑區(qū)，需要解決地膜覆蓋、膜上點播種與玉米倒茬、一膜兩用壟側(cè)點播種植等方面存在的機械問題；針對西南丘陵山地，需要解決小型動力與播種機配套問題以及種植、繁育、播種等方面的機械化難題。
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)的重點，開展高效低損傷收獲技術(shù)研究，將仿生技術(shù)、機器視覺、人工智能等技術(shù)，應(yīng)用于馬鈴薯聯(lián)合收獲機的挖掘、升運、以及土、秧、薯分離過程，實現(xiàn)高效低損傷收獲。針對北方規(guī)模種植，仍需提高挖掘鋪放機械作業(yè)效率、作業(yè)可靠性問題，發(fā)展撿拾收獲裝箱（袋）機械，結(jié)合品種發(fā)展聯(lián)合收獲機械，提升分段與聯(lián)合收獲機械化設(shè)備的智能化水平；針對南方種植區(qū)域，主要解決收獲過程中損傷問題和適應(yīng)田間套作配套機械化設(shè)備與農(nóng)藝融合等問題。
（作者單位：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械化管理司）
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