楊 華，楊洪東，孟凡順，高海亮，王洪雨，孫 博，胡林雙，閔凡祥

(1.黑龍江德沃科技開發(fā)有限公司，哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院，哈爾濱 150086)

0 引言

馬鈴薯是全球糧食系統(tǒng)的重要組成部分，其產(chǎn)業(yè)的快速可持續(xù)發(fā)展在保障世界糧食安全和推動農(nóng)業(yè)國家經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要角色。我國是世界上馬鈴薯播種面積最大的國家，在馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的背景下，近幾年馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量位居世界首位，隨著種薯繁育技術(shù)和種植技術(shù)的發(fā)展，馬鈴薯的平均產(chǎn)量也逐年上升[1]。2016年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布一號文件《關于推進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的指導意見》，《意見》目標要求到2020年，馬鈴薯種植面積擴大到666.67萬hm2以上，平均產(chǎn)量提高到19.5 t·hm-2，總產(chǎn)量達到1.3億t左右；優(yōu)質(zhì)脫毒種薯普及率達到45%，適宜主食加工的品種種植比例達到30%，主食消費占馬鈴薯總消費量的30%。施肥播種是馬鈴薯栽種過程中的關鍵環(huán)節(jié)，直接影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，根據(jù)馬鈴薯的農(nóng)藝要求，研發(fā)實用的現(xiàn)代化施肥播種機具，對實現(xiàn)馬鈴薯的規(guī)?；N植很有意義。

1 馬鈴薯施肥種植機的發(fā)展現(xiàn)狀

我國馬鈴薯的栽種歷史雖然只有400多年，卻是世界上馬鈴薯栽培面積最大的國家。馬鈴薯以莖塊繁殖為主，與玉米、水稻、小麥等作物相比有很大的不同,這就導致了在生產(chǎn)農(nóng)藝上馬鈴薯有別于其它農(nóng)作物，馬鈴薯既可種薯整個栽種，亦可將種薯按一定規(guī)格和要求切成塊狀后播種[2]。在馬鈴薯栽種過程中，施肥播種是至關重要的一環(huán)，提升機具施肥播種質(zhì)量對加快我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和促進農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效必將發(fā)揮重要的推動作用。

1.1 國外馬鈴薯施肥種植機現(xiàn)狀

對于國外而言，馬鈴薯全程機械化裝備已經(jīng)趨于穩(wěn)定成熟，國外發(fā)達國家經(jīng)過幾十年的創(chuàng)新與發(fā)展，馬鈴薯施肥種植機已經(jīng)成功向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過渡與轉(zhuǎn)型，其技術(shù)水平已經(jīng)相當完善與成熟，無論是機具性能、作業(yè)效率、播種質(zhì)量還是機具本身使用壽命等都做得比較好。

如WM公司的Falcon875牽引式馬鈴薯播種機(圖1)，技術(shù)先進，功能齊全，作業(yè)效率高，對拖拉機動力要求低，各方面都非常完美；Miedema公司研制的八行播種機械(圖2)，大馬力拖拉機配合八行播種機極大地提高了作業(yè)效率；法國ERME氣吸式微型薯播種機，采用氣吸式排種方式技術(shù)，不需要精選分級，能適應較高速度播種作業(yè)等優(yōu)點，實現(xiàn)對微型薯的精密高速播種；荷蘭APH帶式微型薯播種機采用帶式排隊、低位投種技術(shù)，不用考慮種薯大小，播種時種薯的損傷率低；德國GRIMME公司生產(chǎn)的GL860馬鈴薯(碗式)播種機(圖3)，該機具已經(jīng)做到八行播種配備6 t料斗，機器的多種設置選擇與種薯大小的良好校準相結(jié)合，可以實現(xiàn)較高的播種速度。

圖1 Falcon875牽引式馬鈴薯播種機

圖2 Miedema公司八行播種機

圖3 德國GRIMME公司GL860馬鈴薯(碗式)播種機

1.2 國內(nèi)馬鈴薯施肥種植機現(xiàn)狀

我國馬鈴薯種植機械還處于起步階段，雖然近年馬鈴薯栽種機械化水平突飛猛進，諸多相關機構(gòu)與企業(yè)自主研發(fā)馬鈴薯播種機并取得了突破性進展，但我國有些地區(qū)的馬鈴薯種植因受到經(jīng)濟和技術(shù)條件的限制,還處于人工種植和簡單的機械種植階段。

國內(nèi)馬鈴薯施肥播種機廠家以德沃科技公司、中機美諾、希森以及青島洪珠為主，市場占有率較高。黑龍江德沃科技有限公司研制的2CM-4馬鈴薯施肥種植機(圖4)，創(chuàng)新低位排種技術(shù)及新型出肥口技術(shù)，可做到株距準確，可高速精準施肥播種；中機美諾生產(chǎn)的1240A四行馬鈴薯種植機(圖5)采用雙圓盤開溝器，雙側(cè)深施肥技術(shù)，通過性好，解決了種、肥同位造成的燒種、燒芽問題；希森2CM-4B型馬鈴薯種植機(圖6)，是山東希成農(nóng)業(yè)機械科技有限公司與山東理工大學以及山東省農(nóng)業(yè)機械科學研究院協(xié)作研發(fā)的一款大型適用于大面積機械化作業(yè)的馬鈴薯種植機械，可一次性完成開溝、種植、起壟、施肥、噴藥等一系列作業(yè)；青島紅珠的2CM-4W四行微型薯播種機(圖7)，采用先進的取種系統(tǒng)配合科學的電子震動，具有單粒取種、等株距排種、取種破損率低等優(yōu)點，單株取種率達到95%以上，且先進的壟面鎮(zhèn)壓系統(tǒng)，把壟壓平，能夠更好的保墑。但國內(nèi)機具普遍存在適應性差、可靠性低、作業(yè)效率不高等問題，隨著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)急需技術(shù)先進、性能優(yōu)良、可靠性好、播種效率高、適應性強的馬鈴薯施肥種植機。

1.3 國內(nèi)設備未廣泛推廣的原因分析

雖然國內(nèi)設備相對較多，功能齊全，但是就目前馬鈴薯機械化施肥播種機具的大面積推廣仍然存在一些問題需要解決。

(1)農(nóng)業(yè)機械化市場機具形式低端產(chǎn)品較多，高新技術(shù)產(chǎn)品較少，生產(chǎn)馬鈴薯機械的專業(yè)企業(yè)數(shù)量更少[3]。

(2)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目前以小農(nóng)戶分散經(jīng)營為主，地塊小、不規(guī)則，不利于機械化種植的發(fā)展。

(3)外國進口的機具不一定可以完全適應當?shù)氐牡乩砑吧鷳B(tài)環(huán)境，不能百分百契合當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)栽培生產(chǎn)要求。

(4)農(nóng)民對新事物接受緩慢，限于傳統(tǒng)習慣，對機械化作業(yè)認識不高，有的培訓不到位。

(5)受資金限制，有的用戶購買力不能支撐其采購相對所需高端農(nóng)機產(chǎn)品。

(6)我國土壤風貌千差萬別，尤其是丘陵山地等地形，不僅農(nóng)具受限作業(yè)困難，而且絕大部分的動力機械也不適合在上面行走作業(yè)，嚴重制約了機具的發(fā)展和應用。

圖4 德沃科技的2CM-4馬鈴薯施肥種植機

圖5 中機美諾1240A四行馬鈴薯種植機

2 馬鈴薯施肥種植機械的發(fā)展趨勢

馬鈴薯施肥播種機是集開溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓等功能為一體的作業(yè)機具，具有行距、株距及播種深淺一致，漏播率、重播率、傷種率低，省工、節(jié)肥、出苗整齊、提高種植質(zhì)量等特點[4]。

馬鈴薯種植面積和需求量的不斷提升， 促使馬鈴薯機械化播種技術(shù)的發(fā)展將會空前迅猛，隨著世界科學技術(shù)現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，如當下的大數(shù)據(jù)時代、5G技術(shù)、無人駕駛技術(shù)、北斗導航技術(shù)、數(shù)字智能化開發(fā)等技術(shù)的應用及普及，加上國家各項政策的大力支持，未來馬鈴薯播種機械將會向以下幾點發(fā)展。

圖6 山東希森2CM-4B型

圖7 青島洪珠2CM-4W四行微型薯播種機

(1)智能化。隨著科技的發(fā)展，我們迎來了由機器按照人的意志與想法來控制機械的智能化時代，未來的農(nóng)業(yè)機械將會是更加簡單化、智能化。

(2)寬幅化。根據(jù)近幾年大數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)村進城務工人員的逐年遞增及我國現(xiàn)今的農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，未來的農(nóng)業(yè)用地為了方便管理與作業(yè)，必將實現(xiàn)規(guī)?；c集約化經(jīng)營，相應未來的馬鈴薯播種機械的作業(yè)效率也必將空前強大，將會出現(xiàn)10行、12行、14行，甚至16行的馬鈴薯播種機。

(3)液壓折疊與單體仿形。馬鈴薯施肥播種機械高效率寬幅化發(fā)展后必然會經(jīng)歷寬幅后運輸困難與寬幅后遇到地塊不平整作業(yè)效果不理想等問題，通過液壓折疊可以有效縮減占用空間，解決在作業(yè)以外情況下的運輸困難與存放空間不足問題；而單體仿形可做到個體單元仿形作業(yè)，不會因某一地塊的高低起伏影響整體的作業(yè)效果。

(4)農(nóng)業(yè)機器人反應更加靈敏，智能程度更高，解決丘陵山區(qū)地形復雜的馬鈴薯施肥種植問題。

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