吳小偉武文娟鐘志堂*李 驊崔 軍唐莉莉張 飛陸海莉劉 萍

（1 江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站，江蘇南京 210017；2 南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院，江蘇南京 211188；3 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇南京 210031；4 江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳，江蘇南京 210036）

從大蒜機(jī)械化播種技術(shù)研究、大蒜播種機(jī)具產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀和大蒜播種機(jī)具推廣應(yīng)用3 個(gè)方面著手，分析大蒜機(jī)械化播種技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀；從大蒜播種機(jī)發(fā)展、大蒜機(jī)播農(nóng)藝、大蒜產(chǎn)業(yè)發(fā)展3 個(gè)方面討論了大蒜生產(chǎn)機(jī)械化存在的問題，并提出大蒜機(jī)械化播種發(fā)展建議。

我國(guó)大蒜主產(chǎn)區(qū)包括山東、河南、江蘇等省，種植面積約80 萬(wàn)hm2，全國(guó)具備一定規(guī)模的大蒜產(chǎn)區(qū)70 個(gè)左右，以江蘇徐州為中心半徑500 km 的區(qū)域是我國(guó)大蒜種植最為集中的區(qū)域，占全國(guó)大蒜種植總面積的80%以上?！?019 中國(guó)大蒜產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)”開幕式上，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所公布了全國(guó)大蒜主產(chǎn)區(qū)（連片種植面積超過(guò)666.67 hm2）種植遙感監(jiān)測(cè)面積39.91 萬(wàn)hm2，其中山東省主產(chǎn)縣有32 個(gè)，面積15.64 萬(wàn)hm2；河南省主產(chǎn)縣有21 個(gè)，面積9.63 萬(wàn)hm2；江蘇省主產(chǎn)縣有10 個(gè)，面積7.63 萬(wàn)hm2。長(zhǎng)期以來(lái)，大蒜機(jī)械化水平低已成為制約我國(guó)大蒜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問題，而播種是大蒜生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前主要靠人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、作業(yè)成本高。機(jī)械化作業(yè)具有生產(chǎn)效率高、成本低、用工少等優(yōu)點(diǎn)，從近幾年“根塊類作物生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化技術(shù)集成應(yīng)用、大蒜生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用”項(xiàng)目實(shí)施效果看，示范區(qū)應(yīng)用大蒜機(jī)械化播種技術(shù)可省工節(jié)本6 000 元·hm-2左右，經(jīng)濟(jì)效益顯著。通過(guò)項(xiàng)目推進(jìn)，示范區(qū)大蒜平均機(jī)械化播種水平達(dá)到65%左右，較項(xiàng)目實(shí)施前有大幅提升。

大蒜機(jī)械化播種是大蒜生產(chǎn)的必然發(fā)展趨勢(shì)。本文從大蒜機(jī)械化播種技術(shù)研究、大蒜播種機(jī)具產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀和大蒜播種機(jī)具推廣應(yīng)用情況3 個(gè)方面探討大蒜生產(chǎn)機(jī)械化存在的問題，并提出相應(yīng)發(fā)展建議，以期為進(jìn)一步推進(jìn)大蒜機(jī)械化生產(chǎn)提供參考。

1 大蒜機(jī)械化播種技術(shù)及裝備研究現(xiàn)狀

1.1 大蒜機(jī)械化播種技術(shù)研究現(xiàn)狀

大蒜播種質(zhì)量與播種機(jī)具性能有關(guān)，我國(guó)在引進(jìn)國(guó)外大蒜播種機(jī)的同時(shí)，陸續(xù)研制了漏斗式、螺旋管式、水浮式等多種類型大蒜播種機(jī)（劉甲振等，2018），機(jī)具類型多，性能不一。市場(chǎng)上以擺播機(jī)較多，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很多不同，質(zhì)量差別較大，價(jià)格差異也很大。

大蒜機(jī)械化播種技術(shù)研究主要集中在栽培農(nóng)藝、正芽播種、機(jī)播取種等方面。大蒜栽培農(nóng)藝是推進(jìn)機(jī)械化播種的基礎(chǔ)，播種機(jī)具的設(shè)計(jì)制造，既要考慮大蒜生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境條件的需求，還要方便制造、工藝條件簡(jiǎn)單，最終達(dá)到機(jī)具價(jià)格實(shí)惠、作業(yè)質(zhì)量?jī)?yōu)良，能夠適應(yīng)不同種植規(guī)模和模式的目的。大蒜種植模式主要有平畦、高畦和起壟種植（吳小偉 等，2018），如圖1 所示。國(guó)內(nèi)學(xué)者在大蒜栽培農(nóng)藝技術(shù)方面開展了大量研究，劉澤洲等（2018）研究結(jié)果表明，大蒜品種對(duì)出苗率、根系活性、生育期、鱗莖膨大率和單頭質(zhì)量影響最大，寬壟栽培（壟寬0.75 m）的根系活性最強(qiáng)，播種日期對(duì)根數(shù)影響最大。遼寧省發(fā)布的大蒜露地生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程要求蒜種單瓣質(zhì)量要達(dá)到3 g，種植密度為37.5 萬(wàn)～52.5 萬(wàn)株·hm-2，10 月初播 種，蒜 種用量1 500～1 875 kg·hm-2（王穎 等，2016）。與習(xí)慣施肥相比，全程營(yíng)養(yǎng)解決方案施肥可實(shí)現(xiàn)蒜薹抽薹率提高25%左右，倒伏率降低30%左右，蒜頭產(chǎn)量1 537 kg·（667 m2）-1，較習(xí)慣施肥增產(chǎn)15%左右，增收500 元·（667 m2）-1左右（侯文通等，2019）。上述研究結(jié)果為大蒜機(jī)械化播種提供了必要的農(nóng)藝基礎(chǔ)，也為大蒜播種、收獲裝備制造提供了參考。從目前推廣農(nóng)藝看，主推的栽培密度為40 萬(wàn)株·hm-2，根據(jù)大蒜產(chǎn)品用途不同種植密度不同，一般采收蒜頭的種植密度小，采收蒜薹的種植密度大；在株行距方面，以20 cm 等行距播種較多，調(diào)整株距以滿足不同播種密度需要；用種量根據(jù)栽培密度及蒜瓣個(gè)體特征而定，基本在1 875 kg·hm-2左右。

在正芽播種方面，由于大蒜播種時(shí)鱗芽朝上產(chǎn)出的蒜頭外形規(guī)則、個(gè)頭較大，商品性好，因此正芽播種技術(shù)研究是大蒜機(jī)播技術(shù)的核心內(nèi)容。趙麗清等（2014）開展了機(jī)器視覺技術(shù)在大蒜播種機(jī)上的應(yīng)用研究，機(jī)械臂將提前裝入種盤內(nèi)的大蒜種子夾起，然后移動(dòng)到播種區(qū)域，再把種子插播入土壤中，鱗芽朝上，深度一致，株行距均勻。金誠(chéng)謙等（2008）研究表明，鱗芽朝下和隨機(jī)時(shí)，發(fā)芽葉出土緩慢且細(xì)弱，出苗期長(zhǎng)且不整齊，幼葉生長(zhǎng)緩慢，植株較矮，葉面積小，蒜頭質(zhì)量小、橫徑小，地下部分生長(zhǎng)姿態(tài)與播種時(shí)鱗芽的姿態(tài)相同，由此可見正芽播種的重要性。韓秋燕等（2016）和耿愛軍等（2018）設(shè)計(jì)研究了插穴式和鴨嘴式大蒜正芽播種機(jī)，以拖拉機(jī)為動(dòng)力，利用三級(jí)錐形料斗進(jìn)行鱗芽定向播種，正芽率達(dá)89%～96%，重播率小于5%，漏播率小于3%，播種效率0.05～0.06 hm2·h-1。席東河等（2015）和張麗芬（2017）研究了基于PLC 控制的蒜瓣方向自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，結(jié)果表明該系統(tǒng)對(duì)形狀不規(guī)則和蒜尾被遮住的蒜瓣圖像也能進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，改進(jìn)后種植機(jī)作業(yè)產(chǎn)生的蒜瓣倒立率較低。侯加林等（2018）設(shè)計(jì)了一種雙鴨嘴式大蒜正芽播種裝置，包括A、B、C 3 種類型（圖2），田間試驗(yàn)結(jié)果表明，選用C 型鴨嘴，作業(yè)速度在0.72～1.80 km·h-1之間時(shí)，大蒜鱗芽正芽率為89.33%～95.67%，正芽率高且穩(wěn)定。上述研究結(jié)果表明，各種大蒜播種機(jī)的正芽率基本能控制在90%左右；正芽裝置的結(jié)構(gòu)形式有螺旋型、鴨嘴式、斗形等多種類型，其中螺旋型、鴨嘴式得到了商業(yè)化應(yīng)用，為大面積推廣應(yīng)用大蒜正芽播種機(jī)械提供了可能性。目前，正芽播種機(jī)推廣應(yīng)用率不足10%，大蒜機(jī)械播種仍主要以機(jī)械擺播式為主，且總體機(jī)械化水平不高。

機(jī)播取種和補(bǔ)種是制約大蒜機(jī)械化播種的另一大因素，尤其是漏種，將會(huì)對(duì)基本苗產(chǎn)生影響，從而影響產(chǎn)量。在機(jī)播取種和補(bǔ)種技術(shù)研究方面，主要通過(guò)提高取種率、降低補(bǔ)種率來(lái)保障基本苗。國(guó)內(nèi)機(jī)播取種方式包括錐盤式、旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)筒式、氣力式、勺鏈?zhǔn)降? 種（圖3），補(bǔ)種主要停留在人工階段（謝學(xué)虎 等，2015；劉甲振 等，2019），導(dǎo)致大蒜機(jī)械化播種空穴率問題很難解決。崔榮江等（2016，2017）設(shè)計(jì)了鴨嘴式大蒜播種器及勺鏈?zhǔn)饺》N器，栽種鴨嘴垂直入土投種，在栽種速度0.2m·s-1、圓盤栽種半徑16.5 cm、栽種株距13 cm條件下，直立度可以達(dá)到98%以上，當(dāng)勺體長(zhǎng)×寬×高為2.3 cm × 4 cm × 1 cm、傾角5°時(shí)，單粒率95%，漏播率1.2%，重播率3.8%。在規(guī)?；瘷C(jī)播作業(yè)中，一般只需駕駛員操作機(jī)具，不需補(bǔ)種人員，同時(shí)也要求播種機(jī)取種精準(zhǔn)，能夠達(dá)到重播率、漏播率指標(biāo)控制要求。

1.2 大蒜播種機(jī)具知識(shí)產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀

通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索系統(tǒng)，采用發(fā)明名稱檢索式為“大蒜+播種+機(jī)”，截止到2020年4 月20 日，共檢索出233 件專利，含整機(jī)及部件。通過(guò)佰騰專利數(shù)據(jù)網(wǎng)，采用相同檢索式和檢索日期，共檢索出國(guó)內(nèi)大蒜播種機(jī)知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面專利251 件，兩者數(shù)據(jù)庫(kù)差別不大且佰騰數(shù)據(jù)庫(kù)檢索數(shù)量比國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局檢索數(shù)量多，基本不存在漏檢可能，因此利用佰騰數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)功能開展專利統(tǒng)計(jì)分析。檢索結(jié)果中，實(shí)用新型專利143 件，其中有權(quán)專利為76 件；發(fā)明專利101 件，有權(quán)專利為22件，審查中的有51 件。從數(shù)據(jù)看，發(fā)明專利大部分處于審查狀態(tài)；外觀專利7 件，有權(quán)專利為5 件。從申請(qǐng)人看，主要集中在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、濟(jì)南慶華農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院等單位。從申請(qǐng)日期看，2010 年后申請(qǐng)授權(quán)專利為233件，占全部授權(quán)專利的92.8%。說(shuō)明2010—2020年是我國(guó)大蒜機(jī)械化技術(shù)快速發(fā)展的黃金十年。在眾多的專利中，比較有代表性的是播種機(jī)排種器、播種施肥復(fù)式作業(yè)機(jī)、漏種補(bǔ)種裝置，下面選取這三類有代表性的專利進(jìn)行介紹。

一種是用于大蒜播種機(jī)的落料調(diào)整裝置（崇峻 等，2019）。采用初級(jí)調(diào)整裝置、中級(jí)調(diào)整裝置和三級(jí)調(diào)整固定裝置實(shí)現(xiàn)大蒜正芽控制，弧形殼體利用蒜種的形狀及重心位置偏向根部的特點(diǎn)，使其在自由掉落的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)方向的調(diào)整及固定，保證100%的蒜種根部向下，豎直擋板可以防止蒜種飛濺出初級(jí)調(diào)整裝置，避免漏種（圖4）。但多級(jí)正芽控制裝置會(huì)導(dǎo)致機(jī)具結(jié)構(gòu)變大，復(fù)雜性提高。

一種是自施肥式大蒜播種機(jī)（賈昌群 等，2018）。包括機(jī)架、蒜種箱、驅(qū)動(dòng)地輪和播種單元，通過(guò)驅(qū)動(dòng)地輪帶動(dòng)播種單元和施肥裝置工作，在播種單元下方設(shè)置有播種開溝器，在施肥裝置下方設(shè)置有施肥開溝器，一次作業(yè)可以完成播種、施肥兩種功能（圖5）。但此種機(jī)具驅(qū)動(dòng)地輪與地面接觸面積小，易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致播種、施肥不均?，F(xiàn)有推廣機(jī)具在此基礎(chǔ)上優(yōu)化了傳動(dòng)地輪，減少打滑兼具鎮(zhèn)壓功能。

一種是大蒜勺式播種裝置（李天華 等，2018）。包括播種機(jī)構(gòu)和補(bǔ)種機(jī)構(gòu)，可以檢測(cè)是否漏播并及時(shí)補(bǔ)種，以降低大蒜漏播率，取種鏈帶動(dòng)取種勺從下箱體內(nèi)取出蒜種，并送到引導(dǎo)通道Ⅱ內(nèi)往地面播種。該播種裝置還可檢測(cè)漏種，檢測(cè)傳感器對(duì)取種勺內(nèi)的蒜種進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至控制裝置，若有蒜種，控制裝置控制驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ不動(dòng)作；若無(wú)蒜種，則驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ通過(guò)補(bǔ)種鏈上的取種勺從上箱體內(nèi)取出待播蒜種，并送入引導(dǎo)通道Ⅰ內(nèi)沿引導(dǎo)通道Ⅱ經(jīng)引導(dǎo)通道Ⅲ落入地面完成補(bǔ)種。開溝片進(jìn)行開溝播種，播后在覆土片的作用下完成覆土（圖6）。此種結(jié)構(gòu)為智能化播種裝置，提供了一種自動(dòng)播種、補(bǔ)種的工作方法，但當(dāng)前主要停留在設(shè)計(jì)階段，還未推廣應(yīng)用，工作時(shí)機(jī)具震動(dòng)等因素對(duì)播種效果影響較大；同時(shí)，該機(jī)具需設(shè)計(jì)多級(jí)料倉(cāng)，不利于機(jī)具精簡(jiǎn)化、輕量化。

從產(chǎn)權(quán)記載的內(nèi)容看，主要有簡(jiǎn)易手推式播種機(jī)、輕便汽油機(jī)作為動(dòng)力的播種機(jī)、拖拉機(jī)懸掛播種機(jī)及正芽播種機(jī)；從控制方式看有機(jī)械式和電氣控制2 種，很大一部分產(chǎn)權(quán)涉及播種正芽機(jī)構(gòu)。隨著大蒜機(jī)械化播種技術(shù)的不斷積累，未來(lái)幾年大蒜機(jī)械化播種技術(shù)將會(huì)得到快速應(yīng)用，逐步解決人工播種勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用投入多的問題，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“機(jī)器換人”。

1.3 大蒜播種機(jī)械推廣應(yīng)用現(xiàn)狀

在推廣應(yīng)用的大蒜播種裝備中，按配套動(dòng)力可分為手扶配套大蒜播種機(jī)和大中拖配套大蒜播種機(jī)；按功能結(jié)構(gòu)可分為播種機(jī)和播種施肥復(fù)式作業(yè)機(jī)；主流的劃分是按正芽情況，分為大蒜擺播機(jī)和大蒜正芽播種機(jī)。大蒜擺播機(jī)，播種時(shí)蒜芽朝向隨機(jī)，主要采用勺鏈?zhǔn)饺》N結(jié)構(gòu)，機(jī)具價(jià)格適中，播種質(zhì)量較低。大蒜正芽播種復(fù)式作業(yè)機(jī)，播種時(shí)可一次性完成正芽播種、施肥、覆膜等工序，鱗芽朝上，正芽率大幅提高，播種質(zhì)量較高，機(jī)具價(jià)格也較高。目前生產(chǎn)上大蒜擺播機(jī)應(yīng)用較正芽播種機(jī)多，但總體機(jī)械化水平不高。下面從國(guó)內(nèi)大蒜播種機(jī)生產(chǎn)廠家中選取典型的手扶式非正芽播種機(jī)、懸掛式非正芽播種機(jī)、懸掛式正芽播種機(jī)及自走式正芽播種機(jī)等幾種典型播種機(jī)進(jìn)行介紹。

圖7 為手扶配套非正芽大蒜播種機(jī)，該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)具價(jià)格實(shí)惠，每個(gè)行程可播5 行，僅具有播種單一功能，主要用于農(nóng)戶家庭種植大蒜。圖8為大中拖配套大蒜播種機(jī)，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)每個(gè)行程播種7 行，在播種的同時(shí)對(duì)土壤進(jìn)行碎土處理，可大幅提高播種質(zhì)量，相比手扶配套大蒜播種機(jī)，該機(jī)播種效率大幅提高，可用于面積較大的地塊，也可為大蒜種植大戶、合作社開展服務(wù)。

圖9 為懸掛式非正芽大蒜播種機(jī)，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)每個(gè)行程播種10 行，播種時(shí)機(jī)具前方有碎土刀進(jìn)行碎土，碎土后進(jìn)行鎮(zhèn)壓，然后播種，播種后再進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓，提高了蒜種與土壤的貼合度，保證了大蒜出苗率。圖10 為2BUX-8 型懸掛式大蒜正芽播種機(jī)，一次行程可完成旋耕碎土、鎮(zhèn)壓、播種復(fù)式作業(yè)，旋耕機(jī)可消除輪胎壓痕，保障土地平整，通過(guò)鎮(zhèn)壓使蒜種與土壤充分接觸，便于澆水、覆膜，促進(jìn)蒜種快速生根發(fā)芽，播種效率為0.17 hm2·h-1，正芽率高于90%，株距、種植深度均可調(diào)整，但該機(jī)具價(jià)格較高，小田塊和小農(nóng)戶一般不適用。

圖11 為履帶自走式大蒜正芽播種機(jī)（吳小偉等，2020），該機(jī)一次行程可播11 行和連續(xù)3 穴，采用勺鏈?zhǔn)饺》N，利用三級(jí)錐形料斗實(shí)現(xiàn)蒜種鱗芽定向，通過(guò)鴨嘴式插播器實(shí)現(xiàn)直立栽種。圖12 為履帶自走式大蒜正芽播種覆膜復(fù)式作業(yè)機(jī)，是在大中拖配套大蒜播種機(jī)（圖8）基礎(chǔ)上，增加了覆膜功能，實(shí)現(xiàn)播種、覆膜復(fù)式作業(yè)，但該機(jī)機(jī)型很大，地頭轉(zhuǎn)彎非常不便，地頭非工作區(qū)較長(zhǎng)。

上述大蒜播種機(jī)普遍存在工作效率低的問題。此外，就正芽播種機(jī)而言，機(jī)型大，價(jià)格高，小規(guī)模種植經(jīng)濟(jì)性不佳；而非正芽播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)具價(jià)格實(shí)惠，但播種時(shí)正芽率低，影響大蒜播種質(zhì)量。2017—2019 年，江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站牽頭開展了大蒜機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)應(yīng)用項(xiàng)目，從實(shí)施效果來(lái)看，目前大蒜播種機(jī)主要以非正芽普通播種機(jī)為主，但大蒜正芽播種對(duì)提高大蒜商品性具有重要意義，加上機(jī)械裝置制造技術(shù)的更新完善，大蒜正芽機(jī)播將會(huì)是一種趨勢(shì)。因此，生產(chǎn)上急需價(jià)格實(shí)惠、機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大蒜正芽播種機(jī)，同時(shí)可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)行數(shù)、行距、播種深度，滿足不同大蒜種植規(guī)模的高質(zhì)量播種要求。

2 存在問題與發(fā)展建議

2.1 存在問題

2.1.1 大蒜播種裝備落后 近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)不少國(guó)外成熟機(jī)型，但價(jià)格較高，加之我國(guó)大蒜種植模式多樣，這些生產(chǎn)裝備在國(guó)內(nèi)并未得到很好的推廣應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)大蒜機(jī)械化播種要解決兩方面的問題：一是提高正芽率，二是提高蒜瓣入土后的直立度。

目前市場(chǎng)上推廣應(yīng)用的大蒜播種機(jī)主要有擺播機(jī)和正芽播種機(jī)兩大類，其中擺播機(jī)是主要推廣應(yīng)用裝備。首先從機(jī)具作業(yè)效果看，擺播機(jī)存在播種質(zhì)量不高、正芽率低等問題，而正芽播種機(jī)的正芽率在80%以上；大蒜正芽播種機(jī)比擺播機(jī)播種可增產(chǎn)1.7%左右，蒜頭大小均勻，5 cm 以上級(jí)蒜頭的占比提高14.5 百分點(diǎn)。其次從機(jī)具作業(yè)經(jīng)濟(jì)性看，正芽播種機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)高于擺播機(jī)，以12 行正芽播種機(jī)和8 行擺播機(jī)為例，價(jià)格相差約8 倍，考慮機(jī)具折舊、人員工資、維修等使用成本，正芽播種機(jī)和擺播機(jī)折算到單位面積成本分別為973 元·hm-2和566 元·hm-2，由此導(dǎo)致正芽播種機(jī)的使用率不高。第三，從播種機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性看，一般正芽播種機(jī)可一次性完成播種、施肥、鎮(zhèn)壓等工序，也有部分機(jī)具可同時(shí)實(shí)現(xiàn)覆膜功能，機(jī)型較大、功能多，而擺播機(jī)一般僅具有播種功能，結(jié)構(gòu)緊湊；操作正芽播種機(jī)需2 人，而操作擺播機(jī)僅需1 人；機(jī)具作業(yè)過(guò)程中損壞時(shí)，正芽播種機(jī)維修較擺播機(jī)難，維修費(fèi)用高。因此，急需開展與農(nóng)藝相適應(yīng)的大蒜播種機(jī)具研究，提高播種質(zhì)量和機(jī)械化水平。

2.1.2 大蒜機(jī)播農(nóng)藝不配套 大蒜播種過(guò)程對(duì)農(nóng)藝要求比較復(fù)雜，一直是限制大蒜播種環(huán)節(jié)機(jī)械化的瓶頸。大蒜種植要求蒜種根部向下、直立栽種，同時(shí)要求單穴單粒，保證對(duì)行播種及一定的播種量。目前大蒜機(jī)播配套農(nóng)藝方面主要有以下幾個(gè)問題：一是秸稈還田和耕整地質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致播種質(zhì)量差。秸稈粉碎長(zhǎng)度、耕翻深度、碎土率等指標(biāo)是影響機(jī)播質(zhì)量的重要因素，也是解決架種、晾種、正芽率低等問題的重要途徑；耕整地質(zhì)量不達(dá)標(biāo)將導(dǎo)致機(jī)具適應(yīng)性差，作業(yè)質(zhì)量不高。二是蒜種規(guī)格不統(tǒng)一，不同規(guī)格蒜種對(duì)種勺要求不同，從而導(dǎo)致漏播率或重播率高。三是大蒜栽培模式、種植規(guī)范不統(tǒng)一，缺乏全程機(jī)械化技術(shù)方案，導(dǎo)致播種機(jī)通用性差。

2.1.3 大蒜產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模小 從2019 年國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，全國(guó)糧食作物播種面積為11 606 萬(wàn)hm2，大蒜種植面積約為糧食作物播種面積的0.69%，導(dǎo)致企業(yè)投入積極性不高；而大蒜生產(chǎn)主要靠人力完成，農(nóng)民對(duì)采用機(jī)械作業(yè)的愿望非常迫切。據(jù)測(cè)算，大蒜機(jī)械播種效率是人工的50 倍以上，節(jié)本效益達(dá)到5 980 元·hm-2，占大蒜產(chǎn)出的近20%。目前大蒜播種主要靠人工作業(yè)，平均每人每天僅能播種0.02 hm2，而大蒜適宜播種期為10～15 天，播種過(guò)早或過(guò)晚都會(huì)影響到蒜頭的商品價(jià)值。使用機(jī)械播種，大蒜播種可以提早3～5 天完成。另一方面，由于大蒜生產(chǎn)農(nóng)藝要求的特殊性，播種機(jī)具研制、推廣難度較大，生產(chǎn)廠家較少，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，同時(shí)大蒜種植模式不統(tǒng)一，缺乏統(tǒng)一的種植標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了機(jī)具的適用性及推廣使用有效度。

2.2 發(fā)展建議

2.2.1 開展適應(yīng)農(nóng)藝要求的播種裝備研究 一是針對(duì)大蒜機(jī)播“單粒取種、正芽播種和直立下栽”技術(shù)要求，開展單粒低損取種、正芽技術(shù)、高效導(dǎo)種技術(shù)、行距及播種量控制技術(shù)研究，形成大蒜機(jī)械化播種關(guān)鍵技術(shù)體系。二是開展導(dǎo)種機(jī)構(gòu)、種植機(jī)構(gòu)和機(jī)具整體耦合技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)機(jī)具整體輕量化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，并提升作業(yè)質(zhì)量。三是針對(duì)不同主栽品種、土壤類型、耕作方式、前茬秸稈處理方式等，開展適應(yīng)不同條件下最優(yōu)機(jī)具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，播種效率、漏播率、正芽率、破損率等關(guān)鍵指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及農(nóng)藝要求，最終形成適應(yīng)農(nóng)藝要求的大蒜機(jī)械化播種裝備。四是探索智能化技術(shù)在大蒜播種機(jī)上的應(yīng)用，開展大蒜鱗芽方向識(shí)別、正芽機(jī)播、智能取種等智能化、信息化技術(shù)研究，提高大蒜機(jī)播正芽率，準(zhǔn)確控制大蒜播種的行距、株距、播深、漏播率等重要農(nóng)藝參數(shù)，為大蒜高產(chǎn)打下基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)播作業(yè)參數(shù)、播種面積等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)和分析，為農(nóng)藝栽培提供更準(zhǔn)確、高效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。開展農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛技術(shù)在大蒜機(jī)械化播種上的應(yīng)用試驗(yàn)，降低播種環(huán)節(jié)的人工成本。五是開展機(jī)具作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)評(píng)估，形成適宜不同規(guī)模的大蒜播種裝備配套方案。

2.2.2 開展農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的大蒜機(jī)播種植模式及標(biāo)準(zhǔn)化研究 一是開展適宜大蒜機(jī)械化播種的耕作土壤條件研究，針對(duì)前茬作物收獲后秸稈處理方式，選擇適宜的耕作機(jī)具及方式，高效開展秸稈還田耕整地處理，形成適宜大蒜機(jī)播的最佳土壤條件。二是開展不同規(guī)格蒜種對(duì)大蒜機(jī)播質(zhì)量影響分析，通過(guò)對(duì)蒜種進(jìn)行分級(jí)播種及混栽播種試驗(yàn)，觀察不同規(guī)格蒜種對(duì)大蒜機(jī)播的適應(yīng)性及播種質(zhì)量變化情況，明確一致性條件下機(jī)播大蒜規(guī)格范圍。三是探索大蒜不同種植行距、株距等種植模式參數(shù)變化對(duì)機(jī)械化收獲質(zhì)量、產(chǎn)量、蒜頭商品性的影響，開展不同種植模式對(duì)作業(yè)質(zhì)量、大蒜產(chǎn)量和商品性的影響分析，篩選出適宜機(jī)械化聯(lián)合收獲的行距、株距，研究集成適宜大蒜機(jī)械化播種和收獲的“宜機(jī)化”種植技術(shù)體系。四是開展相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)示范，進(jìn)一步明確不同種植方式對(duì)大蒜產(chǎn)品商品性的影響，尋找種植規(guī)模、技術(shù)方案、產(chǎn)品商品性之間的平衡點(diǎn)，形成大蒜播前對(duì)蒜種、田塊的處理要求，播種機(jī)具及技術(shù)要求，探索建立大蒜機(jī)械化播種技術(shù)規(guī)范和機(jī)具操作規(guī)范，指導(dǎo)不同種植規(guī)模條件下的機(jī)具及技術(shù)配置，實(shí)現(xiàn)大蒜標(biāo)準(zhǔn)化種植，使大蒜播種逐步從依靠人工到機(jī)械化，再到高質(zhì)量機(jī)械化轉(zhuǎn)變，真正實(shí)現(xiàn)作業(yè)環(huán)節(jié)的“機(jī)器換人”，實(shí)現(xiàn)種植機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，促進(jìn)大蒜機(jī)械化裝備及技術(shù)成熟和推廣應(yīng)用。

2.2.3 開展大蒜機(jī)械化生產(chǎn)宣傳培訓(xùn) 通過(guò)開展大蒜機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)，普及種植技術(shù)，開拓大蒜種植戶眼界，讓更多的種植者了解、選用適合自己的大蒜機(jī)械化種植方式，進(jìn)一步明確大蒜擺播、正芽機(jī)播、機(jī)播覆膜一體化作業(yè)等不同種植方式的經(jīng)濟(jì)效益。大蒜機(jī)械化播種速度快、均勻度好，能夠保證株距、行距均勻性，為大蒜機(jī)械化收獲帶來(lái)很大方便。通過(guò)機(jī)械化裝備的應(yīng)用，切實(shí)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高大蒜種植效益，尤其在大蒜價(jià)格低迷時(shí)，應(yīng)用機(jī)械化裝備帶來(lái)的節(jié)本效益有利于保護(hù)大蒜種植戶的基本收益，提高種植戶抗風(fēng)險(xiǎn)能力，社會(huì)生態(tài)效益顯著。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)大蒜機(jī)械化播種技術(shù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及推廣應(yīng)用情況分析發(fā)現(xiàn)，主推栽培密度為40 萬(wàn)株·hm-2，以20 cm 等行距播種較多，株距可調(diào)，以滿足不同播種密度需要，用種量基本在1 875 kg·hm-2左右。生產(chǎn)中機(jī)械播種主要以擺播機(jī)為主，正芽播種機(jī)推廣應(yīng)用率不足10%。大蒜播種機(jī)專利申請(qǐng)主要集中在2010 年之后，占全部授權(quán)專利的92.8%，主要涉及播種機(jī)排種器、漏種補(bǔ)種裝置及播種施肥復(fù)式作業(yè)機(jī)。

通過(guò)對(duì)大蒜播種機(jī)、機(jī)播配套農(nóng)藝及大蒜產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況3 個(gè)方面存在的問題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，大蒜擺播機(jī)較正芽播種機(jī)存在播種質(zhì)量不高、正芽率低等問題，大蒜正芽播種機(jī)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)播正芽率在80%以上，收獲的蒜頭商品性好，但存在機(jī)具購(gòu)置價(jià)格高等不足。在栽培模式、耕整地質(zhì)量、機(jī)播配套農(nóng)藝等方面存在不協(xié)調(diào)、不適應(yīng)；加上大蒜種植面積占全國(guó)糧食種植面積比重小，企業(yè)研發(fā)投入積極性不高，導(dǎo)致了機(jī)具研發(fā)、升級(jí)換代進(jìn)程加長(zhǎng)，從而影響大蒜播種機(jī)械的推廣應(yīng)用。通過(guò)對(duì)大蒜機(jī)播現(xiàn)狀及存在問題分析，建議從適宜機(jī)播的農(nóng)藝要求研究出發(fā)，開展播種裝備及配套模式研究，建立適宜機(jī)械作業(yè)的種植規(guī)范，形成從品種選擇、耕整地、機(jī)械播種等方面的全程機(jī)械化技術(shù)方案，解決機(jī)具通用性差的問題，提高大蒜生產(chǎn)機(jī)械化水平，實(shí)現(xiàn)大蒜生產(chǎn)“機(jī)器換人”的目標(biāo)。