馬鈴薯是我國第四大糧食作物，2020年我國馬鈴薯種植面積 536萬 hm2 以上，鮮薯產量超過 1億噸[1]。我國有四大馬鈴薯種植區(qū)，分別為北方一季作區(qū)、西南混作區(qū)、中原二季作區(qū)和南方冬作區(qū) [2]，分別占我國馬鈴薯總面積的 50%、35%、10%和 5%。西南混作區(qū)包括四川、重慶、云南、貴州、西藏以及湖南和湖北的部分地區(qū)，該區(qū)域馬鈴薯四季可種，生產的馬鈴薯主要用于鮮食消費[3]。其中，貴州威寧被譽為“中國馬鈴薯之鄉(xiāng)”。重慶市常年馬鈴薯種植面積約 33.5萬 hm2 ，鮮薯產量 600萬噸左右，種植面積和產量均居全國第六位 [4]。馬鈴薯是重慶鄉(xiāng)村振興的重要產業(yè)，重慶“巫溪洋芋”“城口洋芋”已經獲得國家地理標志認證。機械化殺秧是馬鈴薯機械化收獲前必不可少的重要準備環(huán)節(jié)，通過機械化殺秧割除馬鈴薯地表秧蔓(莖葉)，能有效減少馬鈴薯收獲時的負荷、卡堵，大大提高薯土分離質量和收獲效率。同時，殺秧過程割除馬鈴薯秧蔓，可以促進馬鈴薯表皮老化、硬化，能增加馬鈴薯的防損能力[5]。國外發(fā)達國家馬鈴薯生產已經普遍采用機械化殺秧，例如美國、荷蘭和法國等，積累了相當?shù)慕涷�，其技術較為先進。我國馬鈴薯機械化殺秧的研究雖然起步較晚，但也取得了較大的進步，在北方平原地區(qū)達到了較高的機械化水平。西南丘陵山區(qū)馬鈴薯種植地塊細碎、土壤黏重、土地不平整、秧苗高度不一致，品種多、種植標準化程度低、秧苗生長狀況差異較大[2]，這些因素致使國外和北方大中型馬鈴薯殺秧機在西南丘陵山區(qū)的適應性差，難以應用。本文綜述了西南丘陵山區(qū)馬鈴薯種植農藝、機械化殺秧技術需求和機械化殺秧研究進展，為構建西南丘陵山區(qū)馬鈴薯種植全程機械化體系提供基礎參考。

　　1 馬鈴薯種植農藝

　　西南丘陵山區(qū)自然條件優(yōu)越，一年四季均有馬鈴薯種植和收獲。根據不同海拔高度，一二季混作，盆周山區(qū)和高原區(qū)一般種植一季春馬鈴薯，平壩丘陵區(qū)一般種植秋、冬二季馬鈴薯[6]。

　　1.1 主要種植模式

　　1.1.1 春馬鈴薯盆周山區(qū)和高原區(qū)：采用“春馬鈴薯/玉米”模式，1.5 m 或 2.0 m開箱，馬鈴薯和玉米帶各占一半，2∶2行比。馬鈴薯和玉米帶隔年交替，馬鈴薯和玉米分帶間套輪作。在茬口銜接上，馬鈴薯 2月中下旬播種，6月中下旬、7月上旬收獲;玉米 3月下旬、4月播種，8、9月收獲。也可采用“春馬鈴薯/大豆”模式，馬鈴薯與大豆的行比為 1∶1或 1∶2。平壩丘陵區(qū)：稻田采用“早春馬鈴薯 -水稻 -秋馬鈴薯(或秋菜)”模式，地膜覆蓋，凈作。一般在 12月中、下旬播種，次年 4月上、中旬收獲。馬鈴薯收獲后種植水稻，水稻收獲后再種植秋馬鈴薯(或秋菜)。旱地采用“早春馬鈴薯 / 玉米 /大豆(或甘薯)+秋馬鈴薯(或秋菜)”模式，早春馬鈴薯于 12月中下旬采用地膜覆蓋栽培，次年 3月下旬、4月上中旬在馬鈴薯行間種玉米。馬鈴薯收獲后種植大豆(或甘薯)，玉米收獲后再種植秋馬鈴薯(或秋菜)[5-6]。

　　1.1.2 秋馬鈴薯在海拔 300 m～800 m的丘陵山區(qū)，農業(yè)生產三季不足，兩季有余。利用水稻、玉米收獲后，小春作物播栽前的空閑時間，通過合理間套，增種秋馬鈴薯。稻田采用“中稻 - 秋馬鈴薯 / 油菜”模式，秋馬鈴薯在 8月下旬、9月上中旬播種，10月下旬、11月上旬套栽油菜， 12月中下旬收獲馬鈴薯。旱地采用“小麥/玉米/甘薯(大豆)/秋馬鈴薯”模式[6-7]。

　　1.1.3 冬馬鈴薯 “小麥 +馬鈴薯/玉米/甘薯(大豆)”：在“小麥/玉米/甘薯”模式基礎上，利用改制后預留空行增種一季冬馬鈴薯。 “冬馬鈴薯 - 水稻”：適用于水稻收獲后不能蓄水過冬的高塝田、漏篩田，冬馬鈴薯凈作。 “果樹(桑樹、林木)+冬馬鈴薯”：適用于幼齡果園、桑園和苗木地，冬馬鈴薯間作[6-7]。

　　1.2 主推技術

　　西南丘陵山區(qū)馬鈴薯的主要種植模式都根據本區(qū)域自然條件、海拔高度、地塊條件和品種等因地制宜選擇，以提高土地利用率、高產和抗病為主要目標，農機農藝不協(xié)調，融合低，使本區(qū)域馬鈴薯耕種收綜合機械化水平低，特別是種收機械化水平很低，僅為 5%左右[7-8]。制約機械化水平提高的主要因素包括機械化立地條件支撐性、間套輪作差異性、品種多樣性、種植不規(guī)范性等。地塊細碎、土壤黏重、土地不平整，高山及陡坡種植面積占比高，機械化立地條件差。主要種植模式中，僅“早春馬鈴薯 -水稻 -秋馬鈴薯(或秋菜)”“冬馬鈴薯 -水稻”為馬鈴薯凈作，間套輪作不利于機械化作業(yè)。對于品種多樣性，如重慶優(yōu)先推廣品種便有“鄂馬鈴薯 5 號”“渝馬鈴薯 1 號”“中薯 3 號”“費烏瑞它”“青薯 9 號”“紫云 1 號”等，品種多樣性限制了作業(yè)機械的適應性。對于種植不規(guī)范性，“窩播平作”“溝播壟作”并存，且平作行距、窩距不規(guī)范(或稀大窩種植)，壟作壟距不標準(如壟距為 0.6 m、0.7 m、0.8 m到 1.0m)，導致機收困難。為此，西南丘陵山區(qū)都在積極探索先進適宜技術，為馬鈴薯種植機械化作業(yè)創(chuàng)造條件。例如，四川馬鈴薯種植 4套主推技術中包含馬鈴薯機械化高產栽培技術，重慶馬鈴薯種植 4套主推技術中包含丘陵山區(qū)馬鈴薯高壟雙行覆膜機播機收高效栽培技術，云南、貴州馬鈴薯種植主推技術中包含冬馬鈴薯機械化栽培技術[6]。

　　1.3 機械化種植生產路線

　　起壟播種技術路線為本區(qū)域馬鈴薯機械化種植主推生產路線，即機械耕整地→機械化起壟施肥播種→機械化中耕→機械噴藥→機械殺秧→機械收獲。機械耕整地：耕深 0.2 m～0.25 m(旋耕)，地表平整，有條件應全方位深松，耕深 0.45 m～0.55 m。機械化起壟施肥播種：壟高 0.2 m～0.25 m，雙行壟作的壟距為 0.8 m～1.0 m，單行壟作的壟距為 0.7 m～0.9 m，種塊覆土深度大于 0.1 m為宜。復式作業(yè)播種機一次完成開溝、施肥、播種、起壟、鋪膜等作業(yè)。機械化中耕：苗期進行扶壟除草作業(yè)，花期進行追肥培土作業(yè)。追肥深度 0.06 m～0.1 m，追肥部位離植株行側 0.1 m～0.2 m，培土厚度 0.05 m，地表起伏不超過 0.04 m。機械噴藥：起壟后苗期噴藥作業(yè)有效覆蓋密度≥ 20霧滴/cm2 ，藥液在植株上的覆蓋率 100%。機械殺秧：露出壟型，保持壟型完整，不傷壟。莖葉雜草去除率≥ 80%，切碎長度≤ 0.15 m，割茬高度≤ 0.15 m。機械收獲：挖凈率≥ 9 8%，明薯率≥ 9 7%，傷薯率 ≤ 3%，薯塊帶土率≤ 15%[9]。

　　2 馬鈴薯機械化殺秧技術需求

　　馬鈴薯機械化殺秧應滿足一定的技術需求。據筆者查閱了部分相關標準文獻，如表 1 所示。包括 3 項國家標準(標準序號 1～3)、6項農業(yè)行業(yè)標準(標準序號 4～9)、8項西南混作區(qū)地方標準(標準序號 10～16)和 4項其他區(qū)域地方標準(標準序號 17～20)，這些標準對殺秧時間的選擇、殺秧作業(yè)質量要求、殺秧作業(yè)技術規(guī)范或殺秧刀具、機具等進行了規(guī)定。從表 1 中的相關規(guī)定可知，國家標準對馬鈴薯殺秧機(或莖葉切碎器)的安全防護進行了強制性規(guī)定(標準序號 1)，對馬鈴薯脫毒種薯和商品薯生產的殺秧環(huán)節(jié)和殺秧方式進行推薦(標準序號 2、3)。

　　根據馬鈴薯主糧戰(zhàn)略、機械化生產、全程機械化生產的技術需求，農業(yè)行業(yè)標準適時先后制定了馬鈴薯生產技術規(guī)程、種薯生產技術操作規(guī)程、馬鈴薯機械化收獲作業(yè)技術規(guī)范、收獲機作業(yè)質量、馬鈴薯打秧機質量評價技術規(guī)范、馬鈴薯全程機械化生產技術規(guī)范等(標準序號 4～9)，對于機械化殺秧技術，主要規(guī)定包括：一般收獲前 7 d～10 d 殺秧、莖葉打碎長度合格率≥ 80%(打碎長度≤ 0.15m)、漏打率≤ 8%、留茬長度≤ 0.15 m、傷薯率≤ 1%。

　　對于西南混作區(qū)(湖北部分地區(qū)屬于該區(qū)域)，僅湖北制定了《馬鈴薯機械化生產技術規(guī)程》地方標準，規(guī)定了機械化殺秧的技術需求。四川、貴州、西藏僅制定了馬鈴薯生產技術規(guī)程、栽培技術規(guī)程等，未涉及機械化殺秧技術需求(標準序號 10～16)，而重慶、云南未根據地方需求制定相關技術規(guī)程。這些充分說明西南丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化生產和馬鈴薯機械化殺秧方面，與《國務院關于加快推進農業(yè)機械化和農機裝備產業(yè)轉型升級的指導意見》(國發(fā)〔2018〕 42號)中制定的“2025年丘陵山區(qū)農作物耕種收綜合機械化率達到 55%的發(fā)展目標”還有很大差距。

　　相比西南丘陵山區(qū)省市區(qū)，遼寧、內蒙古、青海、黑龍江制定了馬鈴薯機械化殺秧作業(yè)技術規(guī)范、操作規(guī)范，以及全程機械化種植技術規(guī)程(標準序號 17～20)，在馬鈴薯機械化殺秧標準制定、全程機械化及轉型升級方面走在了全國前列。

　　3 馬鈴薯機械化殺秧研究進展

　　丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化殺秧、機械化生產、全程機械化種植是我國馬鈴薯產業(yè)發(fā)展的國家戰(zhàn)略，體現(xiàn)了馬鈴薯種植技術的發(fā)展方向。而且，國家正在大力推進丘陵山區(qū)開展農田“宜機化”改造，擴展大中型農機運用空間，加快補齊丘陵山區(qū)農業(yè)機械化基礎條件薄弱的短板，能為丘陵山區(qū)馬鈴薯生產機械化水平提升創(chuàng)造良好條件。

　　3.1 國外機械化殺秧進展國外馬鈴薯殺秧機發(fā)展起步較早，具有成熟的作業(yè)技術。德國 Grimme、荷蘭 APH、比利時 AVR 和美國 Reekie 等公司配套設施完備，形成了完整的作業(yè)體系，開發(fā)出不同系列不同型號殺秧機，作業(yè)穩(wěn)定，殺秧效率較高。德國 Grimme 具有 KS6000、KS5400、KS4500、KS3600 等馬鈴薯殺秧機系列產品，如 KS3600 型殺秧機，雙側驅動，適于行寬 0.85/0.9 m 壟作，一次完成 4 行作業(yè) [29]。荷蘭APH具有 4LKB-370、4LK-320、4LK-310、2LKB-190、2LK-170等馬鈴薯殺秧機系列產品，如 4LK-310 型殺秧機，一側驅動，適于行寬 0.75 m，一次完成 4 行作業(yè)[30]。美國Reekie具有 RHT2200、RHT1900SD等不同型號殺秧機，如 RHT2200型殺秧機，一側驅動，具有高速動態(tài)平衡刀軸，打碎效果好，工作幅寬 2.2 m，可前掛，避免拖拉機對秧蔓的碾壓而影響殺秧效果[5]。2011年，德國 Grimme在我國建立格立莫農業(yè)機械(北京)有限公司，2017年在天津建立格立莫農業(yè)技術(天津)有限公司，為中國用戶提供本土化需求的高端馬鈴薯設備，目前用戶主要集中在新疆、內蒙等北方一季作區(qū)。

　　3.2 國內機械化殺秧進展國內馬鈴薯殺秧機發(fā)展起步較晚，技術不夠成熟。中機美諾、青島洪珠、山東德州希森天成等公司都開發(fā)出不同型號殺秧機，基本達到殺秧作業(yè)要求。中機美諾具有 1802、 1804 等型號殺秧機，如 1802 型殺秧機，雙側驅動，適于行寬 0.8/0.9 m 壟作，一次完成 2 行作業(yè)，其甩刀結構型式多樣，配置有導流隔板，可將打碎莖葉分流至兩側壟溝[31]。青島洪珠具有 1JH-100、1JH-110和 1JH-360等型號殺秧機，如 1JH-100型殺秧機，一側驅動，工作幅寬 1.0 m，適于單行壟業(yè)，刀軸 2 000 r/min高速旋轉，配套動力 14.7～26 kW[32]。山東希成具有 4JM-180、4JM-360B等型號殺秧機，如 4JM360B型號殺秧機，雙側驅動，工作幅寬 3.6 m，適于行寬 0.9 m壟作，一次完成 4行作業(yè)，刀軸轉速 1 300 r/min，按照薯壟特點雙螺旋對稱布置殺秧刀，配置有導流隔板[33]。與國外先進機械化殺秧作業(yè)技術相比，我國馬鈴薯機械化殺秧機還存在一些問題，主要體現(xiàn)在：秧蔓由高速旋轉甩刀打斷，再由高速旋轉的甩刀形成的負壓吸入罩殼進一步切碎，功率消耗較高;作業(yè)中秧蔓易纏繞在刀軸上，進一步增加作業(yè)阻力;甩刀結構不完善，不能達到高質量作業(yè)要求，且甩刀磨損嚴重[5]。

　　3.3 丘陵山區(qū)機械化殺秧進展全程機械化生產是西南丘陵山區(qū)馬鈴薯生產的發(fā)展趨勢。四川省農機化技術推廣總站在多年試驗示范基礎上，提出了西南地區(qū)馬鈴薯機械化生產技術路線，包括耕整地、播種、中耕培土、植保、收獲 5 大關鍵農機技術，給出了適應丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化生產 4套主流機具配套方案。對于機械化收獲關鍵農機技術，建議收獲前 7 d采用橫軸立刀式殺秧機殺秧，露出壟型，保持壟型完整不傷，殺秧作業(yè)質量滿足：莖葉雜草去除率≥ 80%，切碎長度≤ 0.15 m，割茬高度≤ 0.15 m。對于主流機具配套方案：山區(qū)小地塊(或間套作)馬鈴薯生產(海拔 800 m～1 000 m，田塊面積≤ 0.067 hm2 ，單壟雙行，壟距 0.7 m～0.8 m)，采用單行殺秧機作業(yè)，幅寬 1.0m;丘陵區(qū)馬鈴薯生產方案一(海拔 800 m～1 000 m，田塊面積≥ 0.067 hm2 ，大壟雙行，壟距 0.9 m～1.0 m)，采用單行殺秧機作業(yè)，幅寬 1.0 m;丘陵區(qū)馬鈴薯生產方案二(海拔≤ 600 m，田塊面積≥ 0.067 hm2 ，單壟雙行，壟距 0.8 m～ 0.9 m)，采用雙行殺秧機作業(yè)，幅寬 1.6 m～1.8 m;高原馬鈴薯生產(海拔高度≥ 2 200 m，田塊面積≥ 0.067 hm2 ，單壟單行，壟距 0.9 m)，采用雙行殺秧機作業(yè)，幅寬 1.8 m[9]。根據推薦的主流機具配套方案，中機美諾、青島洪珠、山東德州希森天成等公司的單行或雙行殺秧機可供西南丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化殺秧試驗。但是，由于西南丘陵山區(qū)機械化立地條件、間套輪作模式、品種多樣性、種植不規(guī)范性等限制了本區(qū)域馬鈴薯機械化殺秧的推廣應用。而且，收獲前的機械化殺秧環(huán)節(jié)增加了作業(yè)成本，其經濟性較低，加大了其推廣應用難度。因此，重慶市科學技術局和四川省科學技術廳 2019 年和 2021 年先后立項研發(fā)集殺秧、挖掘、分離和收集功能于一體的馬鈴薯聯(lián)合收獲機，并開展馬鈴薯機械化技術及裝備集成示范，積極推進馬鈴薯生產機械化及其裝備的轉型升級。

　　4 總結

　　1)西南丘陵山區(qū)是我國馬鈴薯主要種植區(qū)，其收獲機械化水平很低，嚴重阻礙了馬鈴薯產業(yè)的發(fā)展。制約本區(qū)域收獲機械化水平提高的主要因素包括機械化立地條件支撐性、間套輪作差異性、品種多樣性、種植不規(guī)范性等。 2)西南丘陵山區(qū)缺乏馬鈴薯機械化生產技術規(guī)程、機械化殺秧作業(yè)技術規(guī)范、全程機械化種植技術規(guī)程等地方標準，應加強本區(qū)域相關地方標準的制定，提高對馬鈴薯種植機械化水平提升的支撐，以及對馬鈴薯機械化生產的引領。 3)全程機械化生產是西南丘陵山區(qū)馬鈴薯生產的發(fā)展趨勢，推廣起壟播種技術路線，規(guī)范機械化種植模式，根據主流機具配套方案，加強西南丘陵山區(qū)殺秧機研制、試驗和適應性改進，可促進本區(qū)域馬鈴薯生產機械化及其裝備的轉型升級。

　　參考文獻：

　　[1] 新華網 .2020 年中國馬鈴薯大會：全國鮮薯產量穩(wěn)定在上億噸 [EB/OL]. http://www.gs.xinhuanet.com/news/2020-09/26/ c_1126543438.htm, 2020-09-26/2021-05-01.

　　[2] GB/T 31753-2015. 馬鈴薯商品薯生產技術規(guī)程 [S].

　　[3] 唐興隆，任桂英，張濤，等. 西南地區(qū)馬鈴薯收獲損傷原因綜述 [J]. 農業(yè)開發(fā)與裝備，2020(9)：93-94.

　　《西南丘陵山區(qū)馬鈴薯機械化殺秧研究進展 》來源：《南方論壇》，作者：楊明金 1 ， 楊 仕 1 ， 李守太 1 ， 陳子文 1 ， 楊 玲 1 ， 張 濤 2 ， 龐有倫 2

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