甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式“衡水杯”一等獎(jiǎng)

作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)我國是世界甘薯主產(chǎn)國，每年種植面積占全球總面積的60%左右，總產(chǎn)量則達(dá)到80%。甘薯生產(chǎn)的主要栽培環(huán)節(jié)包括起壟、栽插、噴施除草劑、中耕管理、清理藤蔓、挖掘薯塊、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等。過去由于機(jī)械普及程度低，大部分田間作業(yè)完全依賴人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，勞動(dòng)力大幅度轉(zhuǎn)移至其他行業(yè)，甘薯種植面臨著勞動(dòng)力缺乏以及工資成本高的問題，限制了甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在人、畜力農(nóng)作時(shí)期，各地農(nóng)民發(fā)明了一些減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的方法，如用牲畜驅(qū)動(dòng)鏵犁起壟、用木制鐵鏵挖掘甘薯等。但由于工作效率低及田間作業(yè)條件的限制，只能小面積使用。隨著手扶拖拉機(jī)和小四輪拖拉機(jī)的推廣應(yīng)用，甘薯生產(chǎn)的整地、起壟和收獲，小型機(jī)械替代了更多的人力、畜力，特別是在平原薯區(qū)應(yīng)用較多，應(yīng)用方式主要是旋耕整地、單鏵犁來回兩次起壟、拖拉機(jī)鉤蔓、單鏵犁將薯壟翻起進(jìn)行收獲等。這些技術(shù)的推廣雖減少了薯農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，但作業(yè)比較粗放，起壟質(zhì)量差，收獲時(shí)損傷多、漏收率高，嚴(yán)重影響了種植效益甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)在七十年代開始推廣應(yīng)用小四輪驅(qū)動(dòng)起壟器，由正反犁鏵組成，一次一壟，每小時(shí)可完成2-3畝地，壟子比較粗糙，有硬土垡塊，需要另外培土才能使壟面平整，但起壟效率比人工高數(shù)10倍。以后相繼出現(xiàn)了沖開式甘薯收獲器等，但作業(yè)質(zhì)量仍然不高，薯塊損傷多，漏收率高。直到上世紀(jì)末，甘薯機(jī)械化一直沒有亮點(diǎn)，創(chuàng)新很少，繁重的勞動(dòng)強(qiáng)度及居高不下的勞動(dòng)力成本嚴(yán)重限制了這種作物生產(chǎn)的發(fā)展。2000年之后，各地逐步發(fā)明推廣了各種類型起壟機(jī)，其中比較高效的是大型拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)旋耕起壟，一般一次可起兩壟，效率大幅度提高，壟子質(zhì)量也有很大提高，壟距一般在80-100厘米，高度可達(dá)到30厘米。但由于拖拉機(jī)輪胎比較寬，壟溝沒有足夠的寬度，再加上壟距不合適，造成起壟后大型拖拉機(jī)無法進(jìn)地，后續(xù)的工作包括栽插、中耕管理、追肥施藥、切蔓、收獲等不能利用大型拖拉機(jī)，生產(chǎn)效率無法提高，種植大戶迫切需要適合大型拖拉機(jī)的栽培模式。甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)（一）大壟雙行栽培模式概念的形成：考慮到全國各地不斷涌現(xiàn)的甘薯種植大戶一般都配有大型拖拉機(jī)，為充分利用動(dòng)力平臺(tái)，必須有適合大型拖拉機(jī)的作業(yè)模式，根據(jù)輪胎寬度、底盤高度等，制定了大壟雙行栽培模式，即大壟的壟距和拖拉機(jī)輪距相同，一般在150-160厘米，壟高30厘米左右，頂部分成兩小壟，小壟壟距在60厘米，這樣，在起壟后拖拉機(jī)仍可進(jìn)地，在封壟前可完成栽插、中耕、培土、除草、施肥、施藥等，后期可完成切蔓、挖掘工作，一機(jī)多用。由于壟體高度可達(dá)到30厘米，遠(yuǎn)高于普通的10-20厘米，有利于排水降漬，透氣性好，有利于高產(chǎn)栽培。甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)（二）大壟雙行配套機(jī)械的開發(fā)：1大壟雙行起壟機(jī)：從提高效率考慮，仍采用旋耕起壟，現(xiàn)在設(shè)計(jì)應(yīng)用的專用起壟機(jī)考慮到一機(jī)多用，采用分離式旋耕刀軸，在起壟時(shí)是一個(gè)完整的刀軸，旋耕刀分布與普通旋耕機(jī)相同，所有配件通用性強(qiáng)，便于各地維修。起壟機(jī)中部設(shè)變速箱，與拖拉機(jī)后輸出相連接，變速箱向兩邊輸出動(dòng)力，兩側(cè)各有一齒輪傳動(dòng)箱，傳動(dòng)箱間距150厘米，傳動(dòng)箱下端兩側(cè)各有20厘米旋耕刀軸，在起壟時(shí)將中間刀軸連接，旋耕機(jī)后安裝三個(gè)培土器，兩側(cè)寬、深，中部的小、淺，拖拉機(jī)行走時(shí)輪胎壓在上一壟的溝里，不容易走歪，一般機(jī)手很容易掌握。這樣起壟壟高一般在30厘米，距離拖拉機(jī)底盤仍有10厘米以上空間，行走時(shí)不會(huì)觸及藤蔓。目前批量生產(chǎn)的起壟機(jī)可和國內(nèi)60-90馬力拖拉機(jī)配套，起壟效率可達(dá)到每小時(shí)6畝，一次成型，質(zhì)量高.甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)（二）大壟雙行配套機(jī)械的開發(fā)：2中耕除草培土：在栽插后20天至封壟前，往往雜草生長迅速，壟體也由于雨水沖刷等下降很多，此時(shí)很需要中耕除草培土。在過去完全依賴人力，也只能進(jìn)行拔草，很難培土，再加上夏季雨天多，能夠允許人工作業(yè)的時(shí)間短，如果不能及時(shí)除草將面臨無法控制的局面，勢必影響甘薯生長。還有中耕除草時(shí)天氣炎熱，雇人困難，人工效率低，影響了及時(shí)除草。利用拖拉機(jī)能夠進(jìn)地的優(yōu)勢，采用機(jī)械化除草培土。在設(shè)計(jì)起壟機(jī)時(shí)考慮將起壟與中耕結(jié)合起來，即將起壟機(jī)中部刀軸去掉，避免刀軸妨礙壟頂，使壟子頂部懸空，兩側(cè)傳動(dòng)箱只對(duì)大壟溝底及坡進(jìn)行旋耕，再結(jié)合培土鏟，可將溝深加大10厘米，壟頂小溝不旋耕，用培土鏟沖溝除草。由于中耕需要?jiǎng)恿π。鳂I(yè)輕松，每小時(shí)可處理6-8畝，比人工工效提高幾百倍。機(jī)械化除草培土可提高栽培質(zhì)量，免施除草劑，減少除草劑為害風(fēng)險(xiǎn)，是未來有機(jī)甘薯栽培的首選方式。結(jié)合中耕培土可進(jìn)行追肥、施藥，目前已經(jīng)開發(fā)撥輪式施肥器，在中耕時(shí)將肥料施在壟上部前溝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)定量、定位、看苗施肥，節(jié)約肥料用量。3栽插：目前甘薯的機(jī)械化栽插仍然是空白，最主要的限制因素是無法對(duì)每一株澆水，在旱天時(shí)難以保證成活率。由于起壟后拖拉機(jī)仍可進(jìn)地，可設(shè)計(jì)由拖拉機(jī)攜帶水箱，拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)移栽機(jī)邊行走邊栽苗澆水，土壤濕度合適可減少澆水量。目前還沒有和大拖拉機(jī)配套的栽插機(jī)，有些借用蔬菜煙草等移栽機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，均不能解決帶水扦插問題。甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)（二）大壟雙行配套機(jī)械的開發(fā)：4切蔓：甘薯地上部常常比較繁茂，在收獲前需要很多人工割蔓。在種植面積較少時(shí)人們常常將藤蔓收集作飼料，但在大面積種植時(shí)很少作飼料，收集藤蔓的支出往往遠(yuǎn)高于藤蔓本身的價(jià)值。另一方面，甘薯藤含有從土壤吸取的大部分養(yǎng)分，藤蔓回田可有效地保持地力。甘薯藤蔓一般每畝有2噸以上，大面積種植時(shí)難以收集利用，清理工作又十分繁重。近期開發(fā)的大壟雙行切蔓機(jī)與單壟切蔓機(jī)能夠很好地解決問題，收獲前先行將藤蔓粉碎，大部分藤蔓被切成10厘米以內(nèi)莖段，回田作肥料。與大壟雙行模式配套的后懸掛切蔓機(jī)工作幅寬130厘米，正中懸掛，轉(zhuǎn)速為2000rpm，刀片采用活動(dòng)式甩刀，頂部用短刀，溝底用長刀，以提高切碎效果，每小時(shí)一般切蔓6畝，作業(yè)時(shí)只要拖拉機(jī)沿壟溝正確行走，就可達(dá)到理想的切蔓效果。5收獲：采用大壟雙行的特點(diǎn)是壟體高，收獲前一般還有30厘米高度，能夠涵蓋絕大部分結(jié)薯范圍，大型收獲機(jī)鏟土刀只需沿溝底鏟土即可，不需要向下挖掘，能夠大幅減少鏟土量，作業(yè)輕松，行走順暢，不容易出現(xiàn)故障。目前配套開發(fā)的收獲機(jī)主要是鏈條升運(yùn)式，幅寬115厘米，可完全滿足需要，一般挖掘速度每小時(shí)6畝。甘薯大壟雙行機(jī)械化栽培模式作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫甘薯生產(chǎn)技術(shù)（二）大壟雙行配套機(jī)械的開發(fā)：（三）大壟雙行機(jī)械化模式的應(yīng)用效果分析大壟雙行機(jī)械化栽培模式和過去黃淮地區(qū)常用的高壟雙行有本質(zhì)區(qū)別，高壟雙行是基于人工起壟收獲，一般壟距110厘米，頂部平坦，頂寬30-40厘米，栽插兩行，現(xiàn)有機(jī)械均無法作業(yè)，目前只有小面積純?nèi)斯しN植時(shí)采用，大面積種植因無法進(jìn)行機(jī)械操作而很少采用。而大壟雙行栽培模式創(chuàng)建的目的是充分利用大型拖拉機(jī)，以最高效的方式在面積比較大的地塊上進(jìn)行作業(yè)，適合平原地區(qū)大面積甘薯種植。由于拖拉機(jī)輪距與壟距相同，起壟后至封壟前拖拉機(jī)仍可進(jìn)地，為本模式的最主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，拖拉機(jī)成為作業(yè)平臺(tái)，通過不同配置可完成大部分田間工作，達(dá)到農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝完美結(jié)合，將成為未來大面積甘薯種植的首選模式。由于采用高動(dòng)力拖拉機(jī)，田間作業(yè)速度快，效果要遠(yuǎn)超其他模式，能夠搶抓農(nóng)時(shí)，目前除剪苗、扦插、收獲后撿拾外，其他方面均可用機(jī)械完成，單臺(tái)機(jī)械平均