程林潤 張良 鐘子毓 柳國光 蔣梅巧 黃赟

（金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，金華 321000）

甘薯是旋花科一年或多年生草本植物[1]，因其可以適應(yīng)多種條件的土壤，而被作為一種重要的食用及經(jīng)濟(jì)作物在我國各省普遍種植[2-3]。例如，浙江中部地區(qū)地形復(fù)雜，大部分土地為紅黃壤土（該土壤的營養(yǎng)成分流失較多，通常富鋁化且酸化，具有貧、黏、酸、板結(jié)的特性[4]），該地的紅黃壤丘陵旱地十分適宜進(jìn)行甘薯種植。

浙中丘陵地區(qū)傳統(tǒng)甘薯生產(chǎn)上的各環(huán)節(jié)均采用人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力[5]。近年來，該地區(qū)的甘薯生產(chǎn)在土壤翻耕、旋耕等環(huán)節(jié)的機(jī)械化應(yīng)用有所增加，有效降低了生產(chǎn)成本，但是，在起壟清溝、殺秧和收獲等環(huán)節(jié)的機(jī)械化應(yīng)用還較少，這主要是因?yàn)檫m宜的機(jī)型較少，缺乏配套機(jī)械操作的甘薯品種，土壤與機(jī)器的適應(yīng)性不足，需要的人工操作較多[6]，同時(shí)浙中丘陵旱地地勢起伏、地形曲折、地塊偏小、土質(zhì)偏黏、土壤含水量偏高等增加了全程機(jī)械化生產(chǎn)應(yīng)用的難度。因此，在勞動力成本日趨上漲的現(xiàn)實(shí)下，亟需研究出適宜浙中丘陵地區(qū)甘薯生產(chǎn)的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械，同時(shí)選育出適宜機(jī)械化生產(chǎn)的品種和配套的栽培方式，促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合應(yīng)用，以降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。在此背景下，筆者進(jìn)行了甘薯生產(chǎn)中品種、農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝融合應(yīng)用研究，即研究了機(jī)械不同起壟清溝次數(shù)的具體效果，不同類型甘薯品種在機(jī)械化生產(chǎn)條件下的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、收獲效果等，旨在為下一步更新相關(guān)農(nóng)機(jī)、培育配套甘薯品種、促使農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合提供技術(shù)支持及理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 參試品種

本試驗(yàn)選用加工型大甘薯品種（一般單薯質(zhì)量在200 g以上，薯形為紡錘形，薯肉為黃色或橘紅色，適用于制作薯干、薯片或進(jìn)行淀粉加工）和鮮食迷你甘薯品種（一般單薯質(zhì)量為50～200 g，薯形為紡錘形，薯塊整齊度較好，食用品質(zhì)優(yōu)）兩種類型。其中，大甘薯品種選用‘浙薯13’‘浙薯33’‘浙薯259’，每畦扦插1行甘薯，株距根據(jù)甘薯品種類型進(jìn)行調(diào)整，折每667 m2種植約3 200株，扦插方式為直栽、2節(jié)入土；迷你甘薯品種選用‘心香’‘金徐薯22’‘浙薯75’，每畦扦插1行甘薯，株距根據(jù)甘薯品種類型進(jìn)行調(diào)整，折每667 m2種植約3 600株，扦插方式為斜平淺插、4節(jié)入土。

1.2 試驗(yàn)農(nóng)機(jī)

起壟清溝采用動力為55.16 kW的中型拖拉機(jī)，在旋耕機(jī)后懸掛3個(gè)間距為85 cm的雙面犁頭，可一次成型兩個(gè)整畦和兩個(gè)半畦（畦寬0.85 m）；殺秧采用金薯王85 cm單壟單行殺秧機(jī)；收獲采用幅寬為85 cm的U型收獲機(jī)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)設(shè)在位于浙江省金華市婺城區(qū)蔣堂鎮(zhèn)的紅壤丘陵旱地進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬為冬閑田，土壤為黃筋泥土，土壤肥力中等偏下。

試驗(yàn)為大區(qū)對比試驗(yàn)，不設(shè)重復(fù)，設(shè)1個(gè)甘薯品種為1個(gè)處理，每處理面積為297.5 m2。

2021年2 月下旬，選擇晴天用中型拖拉機(jī)翻耕1次試驗(yàn)田。根據(jù)苗情和天氣情況，在計(jì)劃扦插前半個(gè)月左右，試驗(yàn)田結(jié)合耕整地每667 m2撒施復(fù)合肥30 kg，然后進(jìn)行土壤翻耕、旋耕，隨后再用雙面犁頭進(jìn)行起壟清溝操作。

各甘薯品種均于3月12日進(jìn)行育苗，5月16日進(jìn)行扦插，7月13日進(jìn)行人工除草1次，其他栽培管理措施各甘薯品種均保持一致，10月21日進(jìn)行機(jī)械殺秧和收獲。

1.4 調(diào)查內(nèi)容及方法

旋耕、起壟清溝后調(diào)查壟高、清溝率。10月18日(收獲期) 各甘薯品種取10株樣品，進(jìn)行農(nóng)藝性狀（主蔓長、主蔓粗、分枝數(shù)、株型、葉形、皮色、肉色等）、經(jīng)濟(jì)性狀（結(jié)薯數(shù)、單薯質(zhì)量）調(diào)查。收獲后，調(diào)查機(jī)械操作后的殺秧破損率、收獲破損率、埋薯率，并計(jì)算甘薯實(shí)際產(chǎn)量和大中薯率。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)械起壟清溝的效果

由表1可知，隨著起壟清溝次數(shù)的增加，壟高和清溝率均逐漸增加。其中，起壟清溝1次后，平均壟高為18.2 cm，平均清溝率為66%；起壟清溝2次后，平均壟高為22.4 cm，平均清溝率為83%；起壟清溝3次后，平均壟高為24.1 cm，平均清溝率為86%。以上結(jié)果表明，起壟清溝1次的壟高略為不夠，且溝底清除率較低；起壟清溝2次能獲得較高的壟高和清溝率；起壟清溝3次的效果更加明顯，但是與起壟清溝2次相比，效果提升幅度較低，且工作效率較低、工作成本過高。因此，綜合考慮工作效率和工作成本，起壟清溝2次即能滿足甘薯機(jī)械化生產(chǎn)操作的相關(guān)要求。

表1 起壟清溝效果比較

2.2 參試甘薯品種的農(nóng)藝性狀

由表2可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的蔓長相對較長，分枝數(shù)相對較多，但蔓粗差距不明顯。其中，‘浙薯13’的平均蔓長為145.6 cm，平均分枝數(shù)為5.3個(gè)；‘浙薯33’的平均蔓長為156.7 cm，平均分枝數(shù)為4.8個(gè)；‘浙薯259’的平均蔓長為152.4 cm，平均分枝數(shù)為4.2個(gè)。而迷你甘薯品種中，‘心香’的平均蔓長為115.3 cm，平均分枝數(shù)為5.4個(gè)；‘金徐薯22’的平均蔓長為73.7 cm，平均分枝數(shù)為3.7個(gè)；‘浙薯75’的平均蔓長為95.3 cm，平均分枝數(shù)為3.5個(gè)。參試甘薯品種的株型均為匍匐型，葉形除‘金徐薯22’表現(xiàn)為深缺刻外，其他甘薯品種的葉形均為心形。

表2 幾個(gè)甘薯品種的農(nóng)藝性狀比較

2.3 參試甘薯品種的經(jīng)濟(jì)性狀

由表3可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的結(jié)薯數(shù)相對較少，單薯質(zhì)量相對較重，每667 m2產(chǎn)量相對較高，大中薯率相對較高。其中，‘浙薯13’的平均結(jié)薯數(shù)為5.1個(gè)，平均單薯質(zhì)量為116.8 g，平均每667 m2產(chǎn)量為2 079.7 kg，平均大中薯率為94.7%；‘浙薯33’的平均結(jié)薯數(shù)為5.3個(gè)，平均單薯質(zhì)量為113.5 g，平均每667 m2產(chǎn)量為2 533.5 kg，平均大中薯率為92.2%；‘浙薯259’的平均結(jié)薯數(shù)為5.1個(gè)，平均單薯質(zhì)量為132.7g，平均每667 m2產(chǎn)量為2 316.8 kg，平均大中薯率為96.7%。而迷你甘薯品種中，‘心香’的平均結(jié)薯數(shù)為6.3個(gè)，平均單薯質(zhì)量為84.2 g，平均每667 m2產(chǎn)量為1 435.3 kg，平均大中薯率為86.2%；‘金徐薯22’的平均結(jié)薯數(shù)為8.0個(gè)，平均單薯質(zhì)量為50.4 g，平均每667 m2產(chǎn)量為1 340.8 kg，平均大中薯率為28.8%；‘浙薯75’的平均結(jié)薯數(shù)為7.1個(gè)，平均單薯質(zhì)量為82.7 g，平均每667 m2產(chǎn)量為1 587.1 kg，平均大中薯率為88.9%。

表3 幾個(gè)甘薯品種的經(jīng)濟(jì)性狀比較

2.4 機(jī)械收獲的損耗情況

由表4可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的殺秧破損率、挖掘破損率均相對較高，埋薯率相對較低，大甘薯品種的合計(jì)破損率為14.8%～20.9%、埋薯率為1.3%～1.9%，而迷你甘薯品種的合計(jì)破損率為3.5%～6.7%、埋薯率為8.8%～9.8%。

表4 幾個(gè)甘薯品種機(jī)械收獲的損耗情況（單位：%）

2.4.1 殺秧粉碎率

殺秧粉碎率高的地塊，收獲機(jī)不容易堵塞，機(jī)械通過率較高。由表4可知，與迷你甘薯品種相比，大甘薯品種的蔓長相對較長，故殺秧粉碎率相對較低。其中，‘浙薯13’的殺秧粉碎率為77.2%，‘浙薯33’的殺秧粉碎率為70.5%，‘浙薯259’的殺秧粉碎率為74.7%；而迷你甘薯品種‘心香’的殺秧粉碎率為82.6%，‘金徐薯22’的殺秧粉碎率為88.3%，‘浙薯75’的殺秧粉碎率為79.5%。

2.4.2 殺秧破損率

由表4可知，大甘薯品種中，殺秧破損率從高到低依次為‘浙薯259’的12.3%、‘浙薯13’的9.7%、‘浙薯33’的7.4%；迷你甘薯品種中，殺秧破損率從高到低依次為‘浙薯75’的4.9%、‘心香’的4.6%、‘金徐薯22’的2.4%。

2.4.3 挖掘破損率

由表4可知，大甘薯品種中，挖掘破損率從高到低依次為‘浙薯259’的8.6%、‘浙薯13’的8.1%、‘浙薯33’的7.4%；迷你甘薯品種中，挖掘破損率從高到低依次為‘浙薯75’的1.8%、‘心香’的1.6%、‘金徐薯22’的1.1%。

2.4.4 合計(jì)破損率

由表4可知，大甘薯品種中，合計(jì)破損率從高到低依次為‘浙薯259’的20.9%、‘浙薯13’的17.8%、‘浙薯33’的14.8%；迷你甘薯品種中，合計(jì)破損率從高到低依次為‘浙薯75’的6.7%、‘心香’的6.2%、‘金徐薯22’的3.5%。

2.4.5 埋薯率

由表4可知，大甘薯品種中，埋薯率從高到低依次為‘浙薯13’的1.9%、‘浙薯259’的1.7%、‘浙薯33’的1.3%；迷你甘薯品種中，埋薯率從高到低依次為‘金徐薯22’的9.8%、‘心香’的9.2%、‘浙薯75’的8.8%。

2.4.6 合計(jì)損耗率

由表4可知，大甘薯品種中，‘浙薯259’的機(jī)收合計(jì)損耗率較大，達(dá)22.6%，其次是‘浙薯13’的19.7%、‘浙薯33’的16.1%；迷你甘薯品種中，‘浙薯75’的機(jī)收合計(jì)損耗率為15.5%，其次為‘心香’的15.4%、‘金徐薯22’的13.3%。

3 討 論

在浙中丘陵旱地的甘薯生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械進(jìn)行操作，可以初步緩解勞動力成本較高的情況，但也存在甘薯品種和農(nóng)藝對機(jī)械適應(yīng)性較差、機(jī)械收獲時(shí)破損率和埋薯率較高等問題，需要對壟高及品種等進(jìn)行合理地規(guī)劃及改良，對農(nóng)機(jī)的動力、結(jié)構(gòu)及材料等進(jìn)行改進(jìn)，以促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，減少甘薯破損率、埋薯率，提高機(jī)械在甘薯生產(chǎn)上的使用率及影響力。

研究表明，甘薯殺秧機(jī)在工作時(shí)，刀片快速旋轉(zhuǎn)，挑起薯蔓并切斷[7]，若殺秧機(jī)的高度偏高，刀片不能切割薯蔓或只能割斷部分薯蔓，雖然破損率較低，但是會降低殺秧效果，并且會影響收獲機(jī)的正常操作；若殺秧機(jī)的高度偏低，遇到甘薯長出地面或溝較深的情況，會導(dǎo)致殺秧機(jī)的位置過低，造成殺秧機(jī)的刀片打到壟上甘薯頭部而引起甘薯破損[8]，故在發(fā)現(xiàn)甘薯頭部破損率較高時(shí)，需要及時(shí)調(diào)整殺秧機(jī)的位置，避免損失進(jìn)一步擴(kuò)大。王冰等[9]發(fā)現(xiàn)，殺秧效果與甘薯殺秧當(dāng)天的秧蔓含水率、秧蔓產(chǎn)量和土壤含水率等有密切關(guān)系，故在殺秧前，應(yīng)仔細(xì)檢查機(jī)器零部件狀態(tài)，在殺秧時(shí)，及時(shí)關(guān)注機(jī)器情況及殺秧效果，以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整殺秧機(jī)位置[10]。在本次試驗(yàn)中筆者發(fā)現(xiàn)，薯蔓的殺秧粉碎率與蔓長呈負(fù)相關(guān)，尤其是幾個(gè)大甘薯品種的蔓長相對較長，其粉碎率相對較低。

甘薯U型收獲機(jī)在入土挖掘時(shí)，可將土鏟松，并將大部分甘薯頂出土表，但若薯塊較長、生長較深或溝底較淺，U型收獲機(jī)可能會切斷甘薯底部而引起甘薯破損[5]，故在發(fā)現(xiàn)甘薯底部破損率較高時(shí)，需要及時(shí)調(diào)整U型收獲機(jī)的入土角度和深度，避免損失進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，在甘薯U型收獲機(jī)挖掘時(shí)，部分薯塊較小的甘薯存在沒有被挖出或挖出后又被重新埋入土中的現(xiàn)象，造成收獲產(chǎn)量下降[11]。李東波等[12]發(fā)現(xiàn)，不同甘薯品種的收獲破損率存在差異，故選育出配套農(nóng)機(jī)操作的專用型甘薯品種具有一定的可行性及現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié) 論

試驗(yàn)結(jié)果表明，起壟清溝1次的壟高不夠、溝底不清、效果偏差，起壟清溝3次的效果雖較好，但工作效率偏低，故綜合考慮工作效率和成本，起壟清溝2次即能滿足甘薯機(jī)械化生產(chǎn)操作的相關(guān)要求。大甘薯品種的結(jié)薯數(shù)相對較少，平均單薯質(zhì)量相對較重，產(chǎn)量較高，且蔓長較長，影響了殺秧效果，從而影響了收獲機(jī)的應(yīng)用；而迷你甘薯品種的結(jié)薯數(shù)相對較多，平均單薯質(zhì)量相對較輕，產(chǎn)量較低，且蔓長較短，提高了殺秧效果，從而提高了收獲機(jī)的收獲效率。

對于甘薯的機(jī)械化收獲來說，大甘薯品種的殺秧破損率、挖掘破損率相對較高，而迷你甘薯品種的埋薯率較高，故需要從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的角度進(jìn)行調(diào)整，以提高機(jī)械應(yīng)用效率。具體方法為：調(diào)整殺秧機(jī)、收獲機(jī)的高度和角度，在控制殺秧和收獲效果的前提下，降低破損率；通過調(diào)整壟寬、株距等調(diào)控甘薯的平均單薯質(zhì)量，做到既能滿足薯塊的大小要求，又能在機(jī)械收獲過程中降低破損率和埋薯率。