甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化发展的重点与途径.pdf

第7期李永成等 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化发展的重点与途径3 1 9 D O I 1 0 1 3 7 3 3 j j c a m i s s n 2 0 9 5 5 5 5 3 2 0 2 5 0 7 0 4 5 李永成 文国宏 黄华 等 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化发展的重点与途径 J 中国农机化学报 2 0 2 5 4 6 7 3 1 9 3 2 6 L i Y o n g c h e n g W e n G u o h o n g H u a n g H u a e t a l K e y p o i n t s a n d w a y s f o r t h e d e v e l o p m e n t o f s e e d p o t a t o e s f a r m i n g m a c h i n e r y l o c a l i z a t i o n i n t h e h i l l y a r e a s o f c e n t r a l G a n s u P r o v i n c e J J o u r n a l o f C h i n e s e A g r i c u l t u r a l M e c h a n i z a t i o n 2 0 2 5 4 6 7 3 1 9 3 2 6 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化发展的 重点与途径 李永成1 文国宏2 黄华3 李继平2 岳云4 杜宏辉5 1 甘肃省渭源县五竹马铃薯良种繁育专业合作社 甘肃渭源 7 4 8 2 0 0 2 甘肃省农业科学院 兰州市 7 3 0 0 7 0 3 兰州理工大学 兰州市 7 3 0 0 5 0 4 甘肃省农业工程技术研究院 兰州市 7 3 0 0 6 0 5 田地博通薯业有限责任公司 甘肃渭源 7 4 8 2 0 0 摘要 农业机械化是农业现代化的重要组成部分 马铃薯是我国第四大粮食作物 产业链条长 马铃薯生产和初加工机械在产 业发展过程中起着积极的推动作用 随着我国马铃薯主产区向具有比较优势的区域转移 西北 西南丘陵地区成为马铃薯生产 的主要区域 然而 受特殊地形地貌 多样气候等多种因素约束 该区域农业机械化水平相对滞后 已成为制约马铃薯产业发展 的主要因素 尤其对马铃薯种薯繁育 供应影响尤为显著 通过分析甘肃中部丘陵地区农业机械在马铃薯种薯产销全程劳动替 代效果显著 农机具配套难度大 农机宜地化推进慢的应用现状 以及马铃薯种薯农机作业的宜地性 使用的适用性 种薯繁育的 机械化需求特点 提出从协作创新适度超前研发宜地配套农机 重点突破精工制造模块化宜地农机具 政策扶持模式创新推进宜 地农机应用三方面加快推进甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化进程 以提高马铃薯产业发展的质量和效益 关键词 宜地化 农机装备 马铃薯 丘陵山区 种薯繁育 中图分类号 S 2 8 4 S 5 3 2 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 5 5 5 3 2 0 2 5 0 7 0 3 1 9 0 8 收稿日期 2 0 2 3年1 2月2 0日 修回日期 2 0 2 4年4月1 8日 基金项目 甘肃省科技创新引导计划项目 2 3 C X N J 0 0 1 5 2 2 C X 8 N J 1 6 9 甘肃省科技重点研发计划项目 2 3 Y F N A 0 0 2 4 甘肃省科技重大专项计划 项目 2 5 Z D L A 0 0 4 定西市科技计划项目 D X 2 0 2 2 B R 2 0 渭源县科技计划项目 2 0 2 3 1 2 2 0 2 3年渭源县马铃薯良种制种大县奖励项目 2 0 2 3年渭 源县马铃薯产业集群项目 第一作者 通讯作者 李永成 男 1 9 7 5年生 甘肃渭源人 高级农艺师 研究方向为马铃薯产业开发与技术服务 E m a i l w e i y u a n l 1 6 3 c o m Keypointsandwaysforthedevelopmentofseedpotatoesfarmingmachinerylocalization inthehillyareasofcentralGansuProvince LiYongcheng1 WenGuohong2 HuangHua3 LiJiping2 YueYun4 DuHonghui5 1 WuzhuPotatoVarietyBreedingProfessionalCooperativeinWeiyuanCounty Weiyuan 7 4 8 2 0 0 China 2 GansuAcademyofAgriculturalSciences Lanzhou 7 3 0 0 7 0 China 3 LanzhouUniversityofTechnology Lanzhou 7 3 0 0 5 0 China 4 GansuAcademyofAgri EngineeringTechnology Lanzhou 7 3 0 0 6 0 China 5 TiandiBotongPotatoIndustryCo Ltd Weiyuan 7 4 8 2 0 0 China Abstract A g r i c u l t u r a l m e c h a n i z a t i o n i s a n i m p o r t a n t c o m p o n e n t o f a g r i c u l t u r a l m o d e r n i z a t i o n P o t a t o e s a r e t h e f o u r t h l a r g e s t f o o d c r o p i n C h i n a w i t h a l o n g i n d u s t r i a l c h a i n T h e m a c h i n e r y o f p o t a t o p r o d u c t i o n a n d i n i t i a l p r o c e s s i n g p l a y a p o s i t i v e r o l e i n t h e p r o c e s s o f i n d u s t r i a l d e v e l o p m e n t A s t h e m a i n p o t a t o p r o d u c t i o n a r e a s i n C h i n a s h i f t t o w a r d s r e g i o n s w i t h c o m p a r a t i v e a d v a n t a g e s t h e n o r t h w e s t a n d s o u t h w e s t h i l l y a r e a s h a v e b e c o m e t h e m a i n r e g i o n s f o r p o t a t o p r o d u c t i o n H o w e v e r c o n s t r a i n e d b y v a r i o u s f a c t o r s s u c h a s s p e c i a l t e r r a i n d i v e r s e c l i m a t e c o n d i t i o n s e t c a g r i c u l t u r a l m e c h a n i z a t i o n i n t h i s r e g i o n i s r e l a t i v e l y l a g g i n g b e h i n d w h i c h h a s b e c o m e t h e m a i n f a c t o r r e s t r i c t i n g t h e d e v e l o p m e n t o f t h e p o t a t o i n d u s t r y e s p e c i a l l y a f f e c t i n g t h e s e e d p o t a t o e s b r e e d i n g a n d s u p p l y i n g B y a n a l y z i n g t h e a p p l i c a t i o n s t a t u s o f a g r i c u l t u r a l m a c h i n e r y i n t h e p o t a t o s e e d t u b e r i n d u s t r y c h a i n o f h i l l y a r e a s i n c e n t r a l G a n s u P r o v i n c e w h i c h c h a r a c t e r i z e d b y s i g n i f i c a n t l a b o r s u b s t i t u t i o n e f f e c t s i n f u l l p r o c e s s p r o d u c t i o n a n d m a r k e t i n g c h a l l e n g e s i n e q u i p m e n t c o m p a t i b i l i t y a n d s l o w a d v a n c e m e n t o f t e r r a i n a d a p t i v e m e c h a n i z a t i o n a l o n g w i t h 第4 6卷 第7期 2 0 2 5年7月 中国农机化学报 J o u r n a l o f C h i n e s e A g r i c u l t u r a l M e c h a n i z a t i o n V o l 4 6 N o 7 J u l 2 0 2 5 3 2 0 中国农机化学报2 0 2 5年 t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s e e d p o t a t o f a r m i n g m a c h i n e r y o p e r a t i o n l o c a t i o n a d a p t a b i l i t y a p p l i c a t i o n s u i t a b i l i t y a n d m e c h a n i z a t i o n d e m a n d o f s e e d p o t a t o p l a n t i n g a n d s u p p l y I t i s p r o p o s e d t o a c c e l e r a t e t h e p r o c e s s o f p o t a t o s e e d a n d p o t a t o a g r i c u l t u r a l m a c h i n e r y i n t h e c e n t r a l h i l l y a r e a s o f G a n s u P r o v i n c e f r o m t h r e e a s p e c t s s u c h a s m o d e r a t e l y a d v a n c e d r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t o f s u i t a b l e s u p p o r t i n g a g r i c u l t u r a l m a c h i n e r y k e y b r e a k t h r o u g h o f p r e c i s i o n m a n u f a c t u r i n g m o d u l a r s u i t a b l e a g r i c u l t u r a l m a c h i n e r y a n d i n n o v a t i o n o f p o l i c y s u p p o r t m o d e t o p r o m o t e s u i t a b l e a g r i c u l t u r a l m a c h i n e r y a p p l i c a t i o n s o a s t o i m p r o v e t h e q u a l i t y a n d b e n e f i t o f p o t a t o i n d u s t r y d e v e l o p m e n t Keywords l o c a l i z a t i o n a g r i c u l t u r a l m a c h i n e r y a n d e q u i p m e n t p o t a t o e s h i l l y a n d m o u n t a i n o u s a r e a s s e e d p o t a t o b r e e d i n g 0 引言 马铃薯是粮 经 饲 加工原料兼用作物 也是我国 继水稻 小麦 玉米之后的第四大粮食作物 2 0 2 3年我 国马铃薯总种植面积为4 5 7 1 k h m 2 总产量超9 3 0 0 0 k t 但2 0 2 2年马铃薯耕种收综合机械化率为5 3 3 4 与全 国农作物耕种收综合机械化率7 3 1 1 存在较大差 距 1 马铃薯种植分布与贫困县分布高度契合 2 小规 模 分散种植持续向适度规模的新型经营主体种植转 化 近年来 受气候 劳动力投入和技术水平等要素变 化的影响 马铃薯空间格局表现为从东北和华北向西北 和西南地区集聚 3 该区域马铃薯种植面积已占全国的 近7 0 4 成为我国马铃薯的主产区 甘肃中部多丘 陵 是我国马铃薯种薯繁育和马铃薯生产的主要区域之 一 农业机械化水平较低制约着甘肃中部地区马铃薯种 薯繁育和马铃薯生产供应能力 亟须通过提升农机宜地 化程度 增加马铃薯种薯繁育和马铃薯种植的收益 满 足马铃薯食用者的多样化需求 丘陵地区约占我国国土面积的4 3 5 农作物耕种 收综合机械化率比全国平均水平低近2 0个百分点 户 作经营在丘陵地区占9 0 以上 农机作业成本高 6 西 北 西南丘陵地区海拔高差大 地形复杂多样 气候垂直 差异大 耕地细碎凌乱 大小不等 小地块居多 坡多台 多埂多 形状不规则 马铃薯种植模式多 区域耕种收综 合机械化率差异大 人工成本是丘陵地区马铃薯生产 成本增高的主要原因 应用农业机械是提高农业生产 效率的主要措施 在马铃薯产业链前端的马铃薯种薯繁 育供应环节应用适宜的农业机械 有助于提升种薯繁育 供应能力 支撑马铃薯产业高质量发展 国内关于丘陵 地区马铃薯种薯繁育 贮藏 加工方面农机的研发制造 和应用有了较快发展 但现有的马铃薯种薯农机种类多 而杂 机具不配套 性价比不高 农机短缺与闲置并存 尤其农机宜地性不强 省力增效作用发挥不充分 不能 满足马铃薯种薯繁育供应方式转变对农机装备的要求 本文针对甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机应用 中存在的问题 分析马铃薯种薯农机需求特点 探索马 铃薯种薯农机宜地化发展的重点与途径 以期推动马铃 薯种薯农机宜地化发展进程 为提高马铃薯产业发展的 效率 效益和质量提供有益借鉴 1 甘肃中部马铃薯种薯农业机械化现状 甘肃中部地区气候土壤条件适宜马铃薯生产 是甘 肃省马铃薯产业发展的优势区域 位于该区域的定西市 是全国马铃薯种薯的重要生产区域 定西市的渭源县是 中国马铃薯良种之乡 安定区是 中国马铃薯之乡 近年来 定西市大力推进马铃薯生产供应全程机械化进 程 小 中型农业机械同步发展 机耕基本实现 大田机 播 机管 机收稳步推进 温网室贮藏库环境调控与种薯 繁育机械加速应用 薯块机器分级数粒切块探索开展 有效提高了马铃薯产业发展的效率和效益 2 0 2 2年 定 西市马铃薯耕种收综合机械化率达7 4 5 8 7 定西已 成为全国最大的脱毒种薯繁育基地 全国重要的商品薯 生产基地和薯制品加工基地 1 1 农业机械化稳步推进 劳动替代效果显著 随着国家农机具购置补贴等一系列强农惠农及马 铃薯产业扶持政策的深入实施 农业机械在以定西市 为主的甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯繁育供应全过程 逐步得以应用 农机应用覆盖半干旱地区 高寒阴湿区 等不同区域 涵盖组培车间脱毒 组培苗扩繁的洗瓶 消毒 搬运 温网室原原种繁育的耕地 整地 施药肥 收获 大田原种一级种繁育的耕地 深耕 浅耕 深松 整地 覆膜 播种 中耕 起垄 施药肥 灭秧 收获 种薯 贮藏加工的运输 堆垛 分拣 分级 装袋等不同环节 缓解了青壮年劳动力外出导致劳力短缺对马铃薯种薯 产销的影响 节省劳力 节约成本 提高效率 增加效 益 减轻土传病害发生的效果显著 但农机应用主要集 中在耕地整地环节 其他环节机械化程度相对较低 1 2 农机需求多而杂 农机具配套难度大 由于区域多样的地形 气候和马铃薯繁育供应的 多品种 多级别 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯繁育技 术模式丰富多样 不同区域原种一级种大田繁育有种 一空二 种二空二 插花种植等模式 大田地膜覆盖有 半覆盖小垄单行种植 半覆盖大垄双行种植 全覆盖垄 沟 垄侧 垄上 种植等模式 原原种温网室繁育有离地 高架苗床繁育 离地低架苗床繁育 贴地网纱 地布 隔 离繁育 育苗盘 地布隔离繁育 水雾培繁育等模式和 第7期李永成等 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化发展的重点与途径3 2 1 蛭石基质 椰糠基质 混合基质等基质 种薯贮藏有地 下窖 半地下窑 大中小型库等多种贮藏设施和散堆贮 藏 袋装垛藏 架式贮藏等贮藏方式 不同品种马铃薯 的薯形 薯色和芽眼分布差异很大 薯块大小不同 原 种一级种和原原种分等分级设备规格不同 马铃薯青 头薯 带病薯 碰伤薯 异形薯分拣需要特殊设备 不同 品种的薯形各异 芽眼布局 形状 大小各不相同 机械 按照种薯芽眼分布精准切块难度较大 薯块含水量大 是一种鲜活产品 对搬运 贮存 分拣 包装设备要求 高 总之 不同的繁育品种 种薯级别 繁育区域和对 应的繁育技术 贮藏加工 运输销售对农业机械的规格 大小 动力配置 作业方式提出多而杂的要求 增加了 农机具配套难度 提高了农机购置成本 1 3 耕地农艺双制约 农机宜地化推进慢 甘肃中部丘陵地区梁 峁 沟 谷 川 台 坪等多样 的地貌特征 温凉 冷温 冷凉 寒冷多样的热量分布 半 干旱 半湿润 湿润 特湿润多样的水分分布 增加了农 机道路通行和田间作业难度 虽然经过了多年的农田基 本建设 土地整理 高标准农田建设 但地块小而不规则 依然是甘肃中部丘陵地区耕地的主要特征 对农机的道 路通过性 场景适应性 操作安全性 作业精准性有较高 要求 区域年降雨集中的7 9月是马铃薯薯块膨大的 关键时期 加之部分区域土质黏重 对降雨集中季节田 间施用药肥和收获期薯土分离 收获后种薯分等分级的 农机有较高要求 农机作业场景的宜机性较差 加之甘 肃中部丘陵地区马铃薯种薯 繁育 贮藏 加工多样的农 艺造成现有农机存在通用性差 功能单一 操作费劲和 机具难匹配等问题 农机农艺融合难度大 耕地宜机性 差和农机农艺融合难度大导致甘肃中部丘陵地区马铃 薯种薯的现有农机宜地性较差 机械化进展缓慢 2 马铃薯种薯农机需求的特点 丘陵山区农事活动强度大 年轻人多向往进城就 业 随着农村劳动力减少 老龄化加速 雇工难 用工 贵 劳动力年龄大等问题日益凸显 马铃薯种薯 繁育 供应亟须顺应农村劳动力减少和小农户与适度规模经 营主体并存的现状 逐步推进马铃薯种薯农机宜地化 发展 提高种薯 繁育 供应的机械化率 但受区域地 形地貌 气候和耕地特点 农业机械现状 马铃薯种薯 生产供应特殊要求 马铃薯种薯 繁育 供应所需农机 具种类见表1 等影响 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯 农业机械化对农业机械的需求表现为3点 表1 马铃薯种薯 繁育 供应所需农机具种类一览 T a b 1 L i s t o f a g r i c u l t u r a l e q u i p m e n t t y p e s r e q u i r e d f o r s e e d p o t a t o e s b r e e d i n g a n d s u p p l y i n g 农业机械应用场景马铃薯种薯 繁育 供应作业种类作业技术要求繁育作业所需农业机械 具 脱毒组培苗扩繁 车间及温室 培养基配制 消毒 灌装 培养瓶 盒 移动 脱毒苗切段扩繁 组培 车间无菌环境控制和组培温室温 光湿控制 脱毒组培苗温室繁育 降低组培污染 提高繁育速度和 效率 灭菌锅 培养基灌装设备 组培苗 自动切段扩繁设备 培养瓶 盒 移动设备 组培车间无菌和 温湿环境控制设备 组培温室环 境控制设备 系统 洗苗设备 原原种繁育 温网室 苗床准备 组培苗洗苗 移栽 温网 室温光湿环境控制 水肥药一体化 施用 原原种收获 原原种搬运 提高脱毒组培苗移栽效率和成活 率 提高温网室管理效率降低繁育 成本 原原种高效收获 苗床准备设备 组培苗高速自动 移栽机 温网室环境控制设备 系 统 药肥喷施设备 原原种收获 设备 原原种搬运设备 原种一级种繁育 大田基地 耕地整地 犁地 耙耱 镇压 旋耕耕地达到松 碎 净 平 实 墒的待播状态犁铧 深耕 浅耕 深松 耱 旋耕机 磙 镇压器 种薯处理 分级 切种 拌种不伤芽 切块大小分级 上下部位芽块分类种薯分级机 切块机 拌种机 播种 起垄 覆膜 施肥 施药 播种精量播 不伤薯 无漏播 无重播 高效率 低成本 起垄机 犁铧式或旋耕式 覆膜 机 分层 施肥机 喷药机 高速 精量播种机 田间管理 中耕培土 锄草 追 喷 肥 喷药 灌溉 劳动效率高 作业质量高 劳动强 度低 培土机 施肥机 锄草机 施药机 水肥一体化机具 收获运输 杀秧 挖掘清土 集条铺 放 捡拾 分级 装袋 箱 运输 抗黏降阻 少漏收 不伤薯 低劳动 强度 高作业效率 低生产成本 灭秧机 收获机 捡拾 去杂 装 袋 机 运输车辆 种薯贮藏库房 加工场地 搬运 分等分级 装袋 箱 数粒 贮藏 不伤皮 拣除病烂伤青头薯 杂质 大小分级 按规定粒数 质量 装箱 袋 高效入库 安全贮藏 装车 高作业效率 叉车或堆垛机 贮藏架 倒包机 皮带运输机 数粒机 地磅 贮藏 库环境控制设备 系统 3 2 2 中国农机化学报2 0 2 5年 2 1 推进农机作业的宜地性 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯对繁育供应所需的 动力机械 原原种温网室繁育的组培苗移栽机械 药肥 喷施 原原种收获设备 原种一级种大田繁育的耕地整 地 播种 田间管理 收获运输设备 贮藏加工的搬运 分等分级 贮藏等环节对农机的适应性 可靠性 稳定 性 普适性 经济性有较高要求 是推进农机宜地性的 重点 原种一级种大田耕种管收机械要适应丘陵地区 坡陡 弯多 路窄的多样化道路通行条件和地块不规 则 平整度低 地埂多 部分土壤黏度大的耕作条件 原 原种繁育收获机械要适应温网室贴地 离地不同生产 模式下组培苗移栽 药肥喷施 收获 以及种薯在不同 贮藏设施 贮藏模式下搬运 堆垛 分级分拣的需要 种薯繁育贮藏加工机械应受多样作业环境影响较小 具备安全 无故障地完成预定大田 温网室和贮藏库中 相对稳定作业的能力 大田耕种管收机械要尽可能适 应丘陵地区多样化的作业环境 多品种马铃薯的繁育 多频次的不同耕作作业 以提高农业机械的使用率 种 薯繁育贮藏机械具要具备较大的使用范围 较高的使 用频次 较长的使用期限 较低的作业能耗 适当的购 机费用以及较低的能耗 以降低机械的购买使用成本 2 2 增强农机使用的适用性 甘肃中部丘陵地区小农户 家庭农场 农民专业合 作社 企业等多种马铃薯种薯繁育经营主体并存且繁育 贮藏设施各不相同 区域劳动力老龄化凸显 种薯繁育 供应劳动强度较大 对脱毒苗组培扩繁环节的培养基灌 装设备 组培苗切段扩繁机械 培养瓶 盒 移动设备 组 培苗繁育温室温湿光控制设备 原原种繁育环节的组培 苗移栽机械 温网室温湿光气控制设备 药肥喷施设备 原原种收获机械 原种一级种大田耕种管收环节的中小 型动力设备和配套耕种机具及长航程飞防无人机 种薯 收获机械 种薯贮藏环节的搬运 堆垛 分级分拣机械和 贮藏库环境控制设备 系统 具有不同要求 需要通过农 业机械的多样化 多用化 个性化 自动化 舒适化研发 增强马铃薯种薯农机适用性 马铃薯种薯农机要中小 型并存 满足适度规模农业 山地农业 保护地农业 老 人农业和温网室及大中小型贮藏设施的不同场景作业 需求 农机要适应不同区域 多种环境 多样品种 多种 模式的作业条件 通过农机具组装尽可能实现一机多 用 最好能开发定制化的农机 应用信息技术 智能技术 改进农机 实现农机关键部件的结构参数和作业参数随 作业条件自适应调控 从动力机械操控 脱毒组培苗切 段扩繁 脱毒组培苗移栽 病虫害无人机飞防 组培车间 温网室贮藏库环境调控等环节重点突破 以提高机械的 适应性和作业的自动化 精准化程度 开发可乘坐 轻简 化 自走式 省力省时的农业机械 降低农机操作的劳动 强度 提高农机作业效率 2 3 提升种薯繁供的机械化 马铃薯原种一级种的薯块在收获时需要完成薯块 与土壤的分离 马铃薯品种多 薯块含水量高 形状大 小不同 不易分级 难于贮存 繁育 运输 贮藏对农机 的要求比一般作物高 马铃薯种薯繁育供应包括马铃 薯脱毒苗组培扩繁 原原种温网室保护地繁育 原种一 级种大田自然隔离繁育等不同级别种薯繁育和种薯搬 运 贮藏 分拣 包装等初加工环节 较商品马铃薯生产 加工对农机有更为迫切 精准 多样 精细 配套的需 求 马铃薯薯块产量高 播种收获贮藏搬运劳动强度 大 脱毒苗组培扩繁和原原种繁育用工量大 亟须农业 机械替代劳动力 脱毒苗组培扩繁对组培车间 组培温 室等环境和无菌环境的调控设备和培养基 组培苗搬 运设备及操作者的熟练程度有较高要求 原原种繁育 对温网室的温光湿气环境调控设备 水肥药施用设备 原原种收获设备有较高要求 种薯贮藏对贮藏库的温 湿气光要求很高 需要精准调控 原种一级种大田自然 隔离繁育基地地形地貌复杂 耕地土壤各不相同且道 路较窄 崎岖 弯曲 原原种繁育温网室和种薯贮藏库 规模大小不一 结构多种多样 需要适应多种场景的农 机开展作业 脱毒组培苗茎秆细弱 切段扩繁和移栽需 要细致操作 不同品种的薯块形状多样 大小不同增加 了种薯机械切块难度 薯皮较嫩 新收薯块搬运易发生 薯皮擦破现象 薯块形状皮色不同导致薯块分等分级 和青头薯 损伤薯 病烂薯 异形薯挑拣难以精准进行 原原种精准数粒有利于原种的精细播种 种薯贮藏窖 库内环境精细控制有利于种薯的安全贮藏 甘肃中部 丘陵地区马铃薯种薯繁育机械存在动力偏小 适宜种 类少 机具不配套等不利于马铃薯种薯农机宜地化发 展的问题 3 马铃薯种薯农机宜地化发展的重点与措施 甘肃中部丘陵地区多样化 多功能 小批量的农业 机械需求造成农机研发 制造 维修成本高 甘肃中部 丘陵地区复杂的农机使用场景和农机使用者的价格承 受能力之间存在矛盾 导致现有农业机械同质化严重 产品种类少 功能单一 区域农业机械化发展总体滞 后 马铃薯种薯繁育对隔离条件要求高 种薯繁育环节 多 种薯繁育对农机种类和功能有特殊需求 加之甘肃 中部丘陵地区马铃薯种薯产区与精准脱贫地区高度重 合 导致马铃薯种薯繁育农业机械化发展相对滞后 造 成马铃薯种薯 繁育 供应部分环节不同程度存在 无 机可用 无好机用 有机难用 有机闲置 等问题 第7期李永成等 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机宜地化发展的重点与途径3 2 3 近年来 现代信息技术 物联网技术等快速发展的技术 供给因素和我国农业资源禀赋变化及由此产生的农业 生产方式 生产关系转变的内在要求 推动智慧农业在 我国快速发展 8 促进了不同学科 不同行业的跨界融 合及行业内部的深度融合 虽然智慧农业面临农业生 产非结构环境 高精度农艺和强农时约束三大挑战 1 但智慧农业在软件和硬件两方面快速发展 尤其农业 传感器新原理 新技术 新材料和新工艺不断得到突 破 各类农业机械新技术 新材料 新工艺的融合发展 将为甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯宜地农机的研发 制造 使用带来更多的科技突破和发展机遇 甘肃中 部丘陵地区推进马铃薯种薯农机宜地化 要针对区域 年轻劳动力减少 马铃薯种薯繁育环节多 大田繁育和 种薯贮藏劳动强度大 农机作业条件差 亟须农机替代 劳力但宜地农机缺少的突出问题 从立足实际适度超 前研发宜地农机增加使用频率 精工制造丰富宜地农 机品类拓宽使用范围 政策扶持模式创新推进宜地农 机应用三方面系统考虑 一体推进 逐步实现马铃薯种 薯宜地农机 有用 好用 用得起 进而实现 好机能 用 推进马铃薯种薯农机宜地化发展 3 1 协作创新适度超前研发宜地配套农机 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯农机应用场景复杂 多样是农机宜地化发展相对滞后的主要原因之一 近 年来 国家持续巩固拓展脱贫攻坚成果 接续推进乡村 振兴 加大高标准农田建设力度 实施马铃薯良种制种 大县奖励 马铃薯产业集群项目 农产品产地初加工补 助项目 甘肃中部丘陵地区农机作业场景的宜机化程 度有所提高 相对规范稳定的种薯繁育模式逐步形成 新型经营主体稳步发展 甘肃中部丘陵地区推进马铃 薯种薯农机宜地化 要充分考虑农业机械化发展条件 变化趋势 按照适用 安全 绿色 经济 轻简 高效的目 标和满足当前 适度超前 多场景使用的思路 政产学 研推用共同参与 多方协同攻关 以农机与农艺融合 机械化与信息化融合 农业机械与地形地块相适应 机 具配套模式与经营规模相适应为路径 研制区域特色 突出 满足经营主体需要 适应一定规模大田 较小规 模保护地 大中小贮藏设施等应用场景的中小型宜地 化农机 应用新技术 新工艺 新材料尤其传感器 采 集器 控制器 执行器等设备标准化研发制造与甘肃中 部丘陵地区地形地貌特点和马铃薯种薯繁育供应需求 适配的动力机械 配套机具 动力机械 传动机构 作业 机具要系列化设计 按照种薯不同繁育区域 繁育环节的特点和需要 马铃薯种薯繁育动力机械重点发展经济适用的1 5 8 0 k W中型 1 0 1 4 k W小型大田宜地化作业机械和 6 9 k W微型保护地通用型作业机械 原种一级种贮 藏堆垛选择举升6 m以上 举重2 t以上的叉车 原原 种贮藏堆码按贮藏库结构选用适宜举升高度和举重量 的小型堆码 高 机 动力机械要适度高配 为今后发展 留足空间 按照原种一级种大田作业和马铃薯种薯贮藏加工 不同环节需求 循序渐进地研制与动力机械相配套的 系列化 模块化或复式化作业机具 按照模块化制造分 段作业或一体化集成设计制造联合作业两条途径 设 计通用的标准接口 探索便捷组配协同控制的途径 灵 活快速组配动力机械与作业机具 作业机具与作业机 具 实现动力机械一机多用 农机多作业模式切换 提 供一次性联合完成多项作业或单独开展某项作业的个 性化选择 以提高农机作业效率 降低农机的使用成 本 缩短农机研发周期和降低研发成本 在劳动强度大 重复作业多 操作难度大 技术要 求高的环节 如脱毒组培苗切段扩繁 组培苗移栽 温 网室贮藏库温光湿气调控 种薯切块 原种一级种大田 施用药肥 种薯出入库加工等环节 研制组培苗自动切 段扩繁设备 组培苗高速自动移栽机械 种薯切块设 备 种薯贮藏堆垛配套设备 推动马铃薯种薯机械向自 动化繁育贮藏 智能化管理运行持续改进 减轻马铃薯 种薯产销对劳动力的过度依赖 以降低劳动强度 提高 作业效率 减少运行管理成本 3 2 重点突破精工制造模块化宜地农机具 甘肃中部丘陵地区马铃薯种薯宜地农机制造要充 分考虑该区域地形地貌多样 气候冷凉降雨集中 部分 耕地土质黏重 地块相对细碎且不规则不平整 马铃薯 品种多种薯繁育环节多 种薯繁育贮藏劳动强度大用 工多 种薯繁育主体规模实力大小不一的实际 优化中 小型动力农机配置和模块化作业机具配套方案 在农 机具中小兼有 动力机械一机多用 耕作收获减阻抗 黏 农机操作灵活高效 农机作业省力舒适 模块机具 组合使用 优质材料精工制造等方面着力 制造符合国 家 行业相关标准的模块化 个性化 定制化的系列农 业机械 通过标准接口连接动力机械与作业机具开展 独立作业或联合作业 制造环节产研用紧密结合 在 制造试用过程中不断发现制约农机宜地性的问题 应 用新技术新材料逐步改进完善 进一步提高农机的宜 地性 加快推进样机研制向宜地农机制造应用转化 动力机械根据生产实际选用前后桥铰接扭腰转 向 四轮转向 差速转向 无级变速 轴距可调 双向驾 驶 多样化行走部件 轮胎 履带 前履后轮 轮履互 换 等减小转弯半径 提高农业机械 原地掉头 能力 从四轮等大 轮距可调 车身调平 单侧自动升降 低 3 2 4 中国农机化学报2 0 2 5年 矮宽结构 低重心 四轮制动等方面提高农业机械的 抗倾翻能力和作业质量 从自走式 可驾乘 电液控制 等方面提高农机操控的舒适度 标准接口分传动机构和数据接口 传动机构从标 准化接口设置 多接口输出动力等方面提高农业机械 与不同作业机具的动力转移能力 数据接口通过配 置m i c r o u s b l i g h t n i n g t y p e c 三合一接口等各类接 口满足数据的传输需要 原种一级种大田耕种管收作业机械根据种薯繁育 需要开发具备不同作业功能的分段作业机具 若作业 环节连续性高且作业场景允许 可制造中小型复式作 业机具 一次活动完成多项作业或不同模块机具组合 作业 以适应地形复杂 道路通过性差和地块大小不同 且不规则的作业场景 田间喷施药剂应用定时测距导 航卫星全球定位系统 人工智能技术 机器视觉技术 传感器技术 远程控制技术 仿地飞行 喷杆调平 技 术 姿态智能控制技术 动态避障技术发展自动化 智 能化 精准化作业和运行时间长的农用植保飞防无人 机 多旋翼飞防无人机短时间作业从多配备用电池 提 高电池容量等方面增强电池动力无人机的续航能力 长时间 大范围作业从应用电池快充技术 选用油料动 力无人机等方面增强无人机的续航能力 以适应地形 复杂 地块分散 交通距离远的作业场景 解决降雨时 段人与农机不便进入地块喷施药肥的问题 天晴时段 农机可入地作业时 也可选用适合高度的高地隙 底盘 增强型 喷杆随地形姿态调整的遥控自走式无人机田 间喷药 降低药肥施用成本和劳动强度 耕作收获应 用整机随作业条件自适应全姿态调整技术 灭秧机械 采用机具垄型自适应技术 甩刀负压吸苗碎秧技术 收 获机械选用中小型自走式 9 或牵引式单行 双行 收获 机 采用仿生铲减阻抗黏技术 1 0 薯土减黏脱附技术 和薯块柔性输送防伤皮技术 残膜回收技术 提高农机 的田间作业适应性 种薯运输根据道路通行条件和生 产规模可选用三轮拖拉机 四轮拖拉机 微型货车 薯 块专用运输车 微型电动车等农机 种薯包装结合贮 藏运输条件选用吨包 网袋 框 笼 装 散装 建设洁净组培车间 根据培养规模配备适宜大小 的灭菌锅 培养基自动化灌装设备 组培车间无菌环境 与温光控制设备 培养瓶 盒 移动设备 洗苗设备 脱 毒组培苗切段扩繁应用随动双目视觉方法识别组培 苗 1 1 图像投影分析方法识别组培苗生长点位置 1 2 激光切割技术 1 3 传感器技术 气力引导式移植手 1 4 适合机械化生产的马铃薯组培苗培养盒 1 5 采用多手 并行接种作业模式提高接种效率 1 6 组培苗繁育温 室管理采用优化的光温湿气自动调控设备 系统 施