河北省甘薯种植及其生产机械现状与发展建议

高清海，袁兴茂，陈敬者，范国昌，王进朝，陈思刚

（河北省农业机械化研究所有限公司，河北 石家庄 050051）

甘薯既是重要的粮食、饲料作物，也是工业原料；是现代社会优质的抗癌保健食品之一，因此，被称为21世纪最理想的食物之一[1~3]。我国甘薯常年种植面积为466.7万～533.3万hm2，年均总产量8 500万t，分别占世界总量的60%和80%[4，5]。而我国甘薯生产综合机械化水平＜30%，远低于我国其他大宗粮食作物综合机械水平（52%）。目前作业机具的专用化、高效化、系列化程度较低[1]，均成为制约甘薯产业发展的重要因素[6]。

1 河北省甘薯产业概况

河北省甘薯常年种植面积为20.0万～26.7万hm2，居全国第9位，是甘薯主产省份之一[7，8]。该省的甘薯产业发展以健康种薯种苗规模化繁育、鲜食甘薯生产、淀粉及其制品加工为优势特色，基本实现了全产业链发展。近70%的甘薯作为鲜食型商品薯进行销售，30%用于淀粉加工。目前，河北省甘薯主产区主要分2种类型：一类是分布于长城以南的华北平原北部，品种以鲜食商品薯为主，种植方式以土地流转后规模化种植为主，平均产量为4.5万kg/hm2，以“早熟＋贮藏”方式周年供应市场；另一类分布于太行山和燕山丘陵山区及部分干旱缺乏灌溉条件的平原沙薄地，以鲜食商品薯和淀粉加工薯为主，种植方式以小规模大群体为主，机械化程度较低，产品就地销售，一般产量为2.25万～3.00万kg/hm2。甘薯种植效益稳定，尤其近年来大宗农产品价格持续走低，甘薯种植比较效益凸显，使其成为主产区农民主要的收入来源。

2 种植模式

甘薯抗旱耐瘠薄、喜光喜温、适应性强、易恢复生长，适合在河北省干旱缺水、光热资源充足的地区生长。甘薯种植分为春种甘薯和夏种甘薯，春薯种植时间一般为4月中旬～5月上旬，夏薯种植时间一般为6月上旬～7月中旬。河北省以春薯种植为主，且90%以上采用覆膜种植（多为黑白膜），种植流程主要有4种（图1）。其中，长城以南华北平原北部主要采用模式1和模式2，机械化程度相对较高，采用起垄施肥覆膜联合作业机进行作业，一次成型；保定的雄县以及廊坊的霸州和文安等地主要采用模式3；太行山和燕山丘陵山区（如元氏、行唐等地）主要采用模式4。

图1 河北省地区的4种甘薯种植流程Fig.1 Planting process of sweet potato in Hebei

2.1 垄型规格

甘薯种植以高垄为主，种植规格有小垄单行、大垄单行和大垄双行等。

河北省地区以小垄单行种植为主，垄高250～300mm，垄顶宽250～350 mm，垄底宽450～500 mm，垄距800～850 mm，株距200～250 mm。少数地区采用大垄双行种植方式，垄距为1 000～1 200 mm。

2.2 栽插方法

实际生产中甘薯栽插方法有直栽法、斜栽法、船底型栽法和水平浅栽法4种（图2）。斜栽法具有抗旱性好、操作容易、成活率高，单株薯块较大、少而集中等优点。河北地区甘薯种植以斜栽法为主，直栽法和船底型栽法并存。由于水平浅栽法具有结薯多而均匀，品相好的特点，有部分种植合作社采用甘薯水平浅栽法进行小规模的种植，但此法存在劳动强度大、操作复杂等问题，是制约种植户大规模运用的主要因素。

图2 甘薯栽秧方法简图Fig.2 Diagram of planting seedlings of sweet potato

3 甘薯生产机械化现状分析

甘薯是一种土下结块的根茎类作物，属劳动密集型土下作物，主要用工环节包括育苗、剪苗、耕整地、起垄、施肥、覆膜、移栽、田间管理（灌溉、植保）、收获（杀秧、挖掘、捡拾收集）、清洗和深加工等[9，10]。目前，耕整地、田间管理环节多借用大田作物通用农业机械，技术相对成熟；而其他环节则需采用改进机型或专用机型，仍缺少成熟、适用机械。

3.1 育苗、剪苗机具

河北省种薯种苗繁育逐步向规模化发展，年供苗量千万株以上的合作社百家以上，繁育、贮藏、销售已形成体系。但是在育苗环节上仍然以人工育苗和剪苗为主，对排种、苗床覆土和剪苗等机具的需求越来越强烈。人工成本高成为种苗繁育企业发展的瓶颈。

3.2 耕整起垄机具

耕整起垄环节的机械化程度已经达到了90%以上。主要耕整机型有单功能作业机、联合作业机和自制改造机具，其中，联合作业机能够一次性完成施肥、旋耕、起垄、滴灌带铺放、覆膜、镇压等作业（图3）；自制改造机具为用户在通用旋耕机上加装液压提升装置、犁铧起垄装置等改造而成（图4），实际生产中60%的耕整起垄环节由自制机型完成。目前，河北省的耕整起垄机械生产厂家较少，不能满足市场需求。

图3 起垄施肥覆膜联合作业机Fig.3 Ridging-fertilizing-filming combined machine

图4 改造的旋耕起垄机Fig.4 Modified rotary tillage ridger

3.3 移栽机具

甘薯移栽作为甘薯生产中的关键环节，也是用工量最大的环节之一，除少数地区借鉴蔬菜移栽机采用定穴、栽插、破膜、浇水的方法作业外，其他地区全部依靠人工完成。由于我国尚无真正意义上的甘薯移栽机，适用的专业机型十分稀缺，因此，目前市场上存在的甘薯移栽机多为半自动移栽机。主要机型有链夹式甘薯移栽机、载水式甘薯移栽机等（图5和6），其作业效果不理想，达不到栽培工艺要求，且对薯苗尺寸、外形有一定要求，使用率很低。

3.4 杀秧、收获机具

图5 链夹式甘薯移栽机Fig.5 Chain clip-on sweet potato transplanter

图6 载水式甘薯移栽机Fig.6 Water carrying sweet potato transplanter

甘薯收获环节主要包括杀秧、挖掘、捡拾、清选、收集等工序，其用工量占生产过程总用工量的42%。甘薯收获多采用分段式收获的模式，即“机械杀秧+机械挖掘+人工捡拾+人工清选”。甘薯杀秧机大多是由秸秆还田机改进而成，有锤抓式、甩刀式等，基本能完成杀秧作业，但作业效果不理想，存在垄沟薯秧清理不彻底、离地间隙调整不便、易缠绕等问题。甘薯收获机大部分是借用马铃薯、花生等根茎类作物小型振动式收获机（图7），少数地区采用简易型挖掘犁（图8）。目前，高性能的机械化联合收获装备还属于空白。

图7 振动式甘薯收获机Fig.7 Vibratory sweet potato harvester

图8 甘薯挖掘犁Fig.8 Sweet potato excavating plough

4 存在的主要问题

4.1 机械化程度低，用工量大

目前，河北省的甘薯综合机械化水平＜30%，与我国大宗粮食作物综合机械水平相比差距较大。不同区域甘薯生产机械化水平发展不均衡，部分山区机械化水平较低，中小型机械的应用相对滞后；不同环节机械化水平差距较大。其中，育苗、选苗、移栽、收获、捡拾、分选等环节主要依靠人工完成，用工量为90～120 个/hm2，人工费用达到 7 200～9 600 元/hm2。人工成本占到销售额（产量按22 750 kg/hm2，单价按0.8元/kg计算） 的26.7%～35.6%，用工量大、生产成本高，成为了影响农民种植积极性的主要因素。

4.2 种植模式繁多，农机农艺适配性差

河北省甘薯种植模式繁多，垄作、平作皆有，以垄作为主；覆膜种植和不覆膜种植皆有，以覆膜为主；垄距多样且不统一，小垄单行、大垄单行、大垄双行皆有。种植农艺繁杂，区域化、标准化栽培模式难以形成，农机农艺融合不够，造成甘薯作业机具与动力配套困难，给机具使用及推广造成不便；甘薯品种多，自身性状特殊，株高、茎粗细、叶片大小差异性较大，给机具研发及制造带来很大困难。

4.3 关键环节设备短缺

河北省甘薯生产机械中耕整地、起垄、田间管理等环节多借用大田作物通用机械，或在通用机型上进行改造，技术相对成熟；排钟、苗床覆土、剪苗环节仍为空白，尚无适用设备；移栽环节目前市场上存在的机型尚不成熟，机械化程度不高，作业质量达不到农艺要求，不适用于全省覆膜种植的模式。

5 对策与建议

5.1 加强政策引导与资金支持

河北省甘薯生产机械研究较晚，且相关机械的研发正处于初级阶段，应加强政策扶持、立项支持和平台建设，组织科研院所、生产企业针对甘薯生产机械中排钟、苗床覆土、剪苗、移栽等环节技术难点、重点问题进行科技攻关，开展关键环节生产机具的研究和开发工作，研制适合全省种植模式的甘薯生产机械，实现甘薯生产全程机械化。另一方面，需要政府加大对甘薯生产机械中专用机具、新研发机具及甘薯机械化作业补贴力度，提高农民使用的积极性。

5.2 加强农机农艺融合

逐步形成农机农艺融合的工作机制，两者融合过程中要高度统一，全面协调发展。以利于机械化作业为目标，培育适宜机械化作业的新品种；简化栽插方式，区间内统一种植模式，便于提高机具的通用性和配套性；整合农艺、农机相关基础学科的研究，制定规模化、标准化的适宜机械化作业的甘薯生产农艺技术规程，提高农机与农艺的适配性；建立农机农艺融合创新基地，为研制和推广甘薯生产机具创造有利条件。

5.3 加快配套农机优化，创新与示范建设基地

河北的甘薯生产机械化正处于发展初期，市场需求强烈，针对目前甘薯生产环节较为成熟的农机具进行筛选、引进，进而推广应用；针对现有机具存在的前行阻力大、垄型质量差、收获损失率大、自动化程度低等问题，进行改造或完善；针对目前急需的育苗、排钟机械、膜上栽秧机械、薯秧回收利用设备等，加快研究进展，尽快投入生产应用；建立新技术、新产品试验示范基地，通过基地的示范带动作用，促进我省甘薯产业技术成果的推广与应用。

5.4 培育甘薯机械生产企业

应加大对甘薯和机械生产企业的扶持、培育力度，引导其与科研院所相关农机和农艺专家联合攻关，形成技术创新主体，提高创新能力、加工能力，向着专用化、智能化方向发展；完善或制定甘薯生产机械的检测和作业质量等相关标准，提高产品质量，加强市场监管力度，扶优治劣，提高企业的积极性和创造性。