張健偉 ，徐 曼 ，王玉華 ， 鄒莉麗 ，王劍宏 ，楊 華 ，楊大駿

（1.畢節(jié)市農(nóng)機安全服務(wù)中心，貴州 畢節(jié) 551700；2.畢節(jié)市農(nóng)業(yè)機械研究所，貴州 畢節(jié) 551700）

0 引言

赫章縣是貴州半夏種植的主要產(chǎn)區(qū)[1]，同樣也是全國最大的半夏生產(chǎn)基地之一。赫章半夏已經(jīng)成為我國半夏品牌之一，是中國國家地理標志產(chǎn)品。赫章半夏是一種重要的中草藥，屬于天南星科半夏屬植物，其可用干燥的塊莖入藥。在中藥應(yīng)用中，赫章半夏又被稱為麻芋子或三葉半夏，具有燥濕化痰、降逆止嘔、消腫散結(jié)等功效[2]，應(yīng)用價值巨大，被廣泛用于中醫(yī)藥方中[3]。半夏是赫章縣重要的經(jīng)濟作物，該縣因地制宜、區(qū)域推進、連片開發(fā)、集約化發(fā)展，建設(shè)半夏種植基地，引進產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)，成立專業(yè)合作社。種植半夏周期短、見效快、效益高、管理精細，半夏種植產(chǎn)業(yè)是赫章縣農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和鄉(xiāng)村振興的重要產(chǎn)業(yè)之一。

種植赫章半夏需要進行多個環(huán)節(jié)，共計7 個步驟，包括耕整地、定廂、平整廂內(nèi)土壤、施底肥（包括土肥混合）、半夏鋪放、廂面覆蓋薄土以及開挖排水溝等。半夏的種植過程需要進行多次人工操作，包括播種前的攪拌、播種、補種、撿拾大土塊等。在整個生長期中，每畝土地需要耗費約50 名工人，其中包括8 名播種工、5～8 名田間管理工和每畝土地需要的35 名采收工。多年來，由于多種原因，半夏生產(chǎn)一直以人工種植為主，且用工量極大，畝用工成本高達4 000 元左右，人工成本居高不下一直是阻礙半夏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一。推動半夏種植產(chǎn)業(yè)邁向機械化、集約化、產(chǎn)業(yè)化、智能化需要專業(yè)農(nóng)用機械的助力。半夏播種前，耕整地環(huán)節(jié)用工最多，用時也較長，為使半夏種植實現(xiàn)全程機械化，必須實現(xiàn)播種前的耕整地機械化，半夏作為一種需要輪作的農(nóng)作物，其種植周期較長。由于土壤容易固化，上下土層通透性較差，土壤與空氣的交換能力下降會影響半夏對土壤中養(yǎng)分的吸收和利用，從而影響其生長和產(chǎn)量。為了改善土壤質(zhì)量，提高半夏的生產(chǎn)效率，及時進行機械化深松整地可以顯著提高半夏根系的水肥利用效率，同時也有助于提高半夏的生產(chǎn)率。

1 赫章半夏耕整地技術(shù)規(guī)程

赫章縣的土壤pH 值大多在4.5～7.0 之間，平均值在6.3 左右[4]。赫章縣有80.8%的土地海拔高度在1 200 m～2 200 m 之間[5]。該縣的氣候類型屬于低溫帶和中溫帶之間的高原山區(qū)氣候，年平均氣溫為13.6℃，最高氣溫可達33.6 ℃，最低氣溫為-3.0 ℃。赫章縣的年降雨量為785.5 mm～1 068 mm，日照時數(shù)在1 260.8 h～1 548.3 h 之間[6]。

1.1 選地與整地

在種植半夏的過程中，選地是非常重要的。種植基地的選址應(yīng)符合一定的質(zhì)量標準，包括土壤、空氣、大氣污染物、農(nóng)田灌溉水質(zhì)量等方面。同時，交通應(yīng)該便利但遠離主干道，前茬作物以豆科、禾本科為宜，海拔高度應(yīng)在1 700 m～1 900 m 之間。土壤類型應(yīng)為黃棕壤、黃壤或紫色土，耕作土層應(yīng)該不低于0.5 m，土壤pH值在4.5～7.0 之間，有機質(zhì)含量不低于1.0%[7]。在選定種植地之后，需要對植株殘體進行清理，剔除磚頭瓦塊和較大的硬性顆粒，發(fā)現(xiàn)前作物病蟲害區(qū)域要進行清除隔離，并用石灰粉進行土壤消毒。在施用廄肥或堆肥時，必須經(jīng)過充分腐熟處理，并通過質(zhì)量檢測。赫章半夏的種植農(nóng)藝如圖1所示。

圖1 赫章半夏種植農(nóng)藝

在每年的年初，通常會對地塊進行深翻和雜草清除的工作，以確保土壤的質(zhì)量。在深翻的過程中，會打碎土塊，并除去雜草、石塊和宿根等雜物。在經(jīng)歷冰雪凌凍的越冬過程后，可以減少地下害蟲對植物的危害。在栽種前，需要再次對地塊進行耕翻，深度為20 cm～30 cm，打碎土塊，并去除較大的根、枝、石塊等。耕翻后，需要將土地暴曬一周，然后再將土地平整并細耙，以達到更好的栽種效果。開箱作畦時，順坡度按照80 cm～120 cm 的寬度進行開廂，中間留作業(yè)道40 cm，使用工具將廂內(nèi)土壤沿中心線撥向作業(yè)道，使作業(yè)道形成一個寬40 cm、高5 cm～8 cm 的畦，長度依據(jù)地塊的大小而定，若為坡地，長度不宜超過20 m。開廂時，要進一步進行土地整理，重點把雜草根清理燒毀。按高低方向順勢開廂，有利于間隔溝內(nèi)積水。此外，有坡度的地塊，要在地塊高處挖攔水溝[8]。

1.2 田間管理

半夏種植前耕整地環(huán)節(jié)的另一個目的便是保障后續(xù)的田間管理能夠方便、快捷、高效且宜機化，如除草、水分管理（遇旱及時澆水，遇澇及時排水，追肥后及采收前適量澆水，保證作業(yè)道通暢）、追肥、摘蕾、病蟲害防治、采收等環(huán)節(jié)。

2 赫章半夏機械化耕整地技術(shù)發(fā)展存在的問題

2.1 機械化體系不健全

目前，關(guān)于半夏耕整地機械的研究較少，技術(shù)上主要以借鑒其他作物為主，缺乏相應(yīng)的配套化技術(shù)，處于較為無序、無標準狀態(tài)。王芳等[9]對鏟式深松和深松整地聯(lián)合作業(yè)機兩種深松機械方式進行試驗對比研究，監(jiān)測深松效果和深松質(zhì)量，確定適宜半夏種植的深松機械方式，采用“五區(qū)三點”法測試深松質(zhì)量，對土壤絕對含水率和土壤容重兩指標進行測定。評價方法有深松深度測試評價、行距銜接測試評價和破土率測試評價3 種。通過實驗證明，使用鏟式深松機進行土壤深松作業(yè)時，其生產(chǎn)率和作業(yè)面積比使用聯(lián)合作業(yè)機更高，同時能夠深松更深的土壤層，提高土壤通氣性和保水性。然而，在破土率和地面平整度方面，鏟式深松機相對于聯(lián)合作業(yè)機略有不足。因此，在選擇土壤深松機具時，需要綜合考慮作業(yè)要求和土壤情況，根據(jù)實際需求進行選擇。作業(yè)后可達到土壤疏松、不亂土層，保持淺表層土壤肥力；打破犁底層，上下土壤通透，提高土壤保墑能力，一般可使土壤固體、液體、氣體“三相”比的固相減少5%～10%，土壤容重降低0.03 g/cm3～20.2 g/cm3，使土壤孔隙度增加5%～10%。赫章半夏機械化耕整地主要采用的農(nóng)機具種類少，適應(yīng)性差、功能單一，適宜當?shù)胤N植農(nóng)藝的農(nóng)機具也較少，且仍然存在以人工為主的作業(yè)方式。市面上的半夏耕整地機械主要有半夏封溝起壟機、半夏播種起壟一體機、開溝機、鏵式犁、小型微耕機、旋耕機等，主要是借鑒其他田園管理機，將應(yīng)用于其他作物的機械應(yīng)用于半夏的耕整地上，存在機具的不適應(yīng)性，需要人工的后續(xù)參與。半夏播種起壟一體機如圖2所示，開溝機如圖3所示。

圖2 半夏播種起壟一體機

圖3 開溝機

從當前赫章縣使用的耕整地機械可知，在開廂過程中，除了駕駛員，還需要兩個人工參與，勞動強度和成本依然較大。同時，赫章縣地形多為丘陵，地勢不平，大型機械可作業(yè)的范圍較小，坡地的耕整地依然存在機械化程度不高的問題。

2.2 傳統(tǒng)農(nóng)藝操作習(xí)慣不易改變

目前，由于部分農(nóng)民對農(nóng)業(yè)機械化的認識較低，仍然堅持傳統(tǒng)的半夏耕作方式，導(dǎo)致機械化耕整地技術(shù)的推廣面臨一定的阻力。為了解決這一問題，農(nóng)機部門需要深入田間，開展有針對性的推廣宣傳工作。通過實地示范和試驗對比分析，向農(nóng)民普及機械化耕整地技術(shù)和傳統(tǒng)耕作方式的優(yōu)缺點，幫助農(nóng)民深刻認識到機械化耕整地技術(shù)的重要性和優(yōu)越性。此外，還需要給予農(nóng)民一定的補貼和優(yōu)惠政策，以鼓勵他們積極應(yīng)用機械化耕整地技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和半夏的產(chǎn)量[10]。由于傳統(tǒng)的生產(chǎn)農(nóng)藝需要進行一些宜機化改造，需要農(nóng)藝和農(nóng)機進行良性整合，相互促進，從而進一步提升半夏機械化種植的生產(chǎn)效率。

2.3 機械化耕整地技術(shù)規(guī)范不健全

赫章半夏機械化耕整地發(fā)展尚處于無序狀態(tài)，沒有依據(jù)的無序發(fā)展會造成一定的資源浪費[11]，需要研究人員投入較大精力研究當?shù)氐母匦枨螅_展試驗研究，從而形成適用的耕整地技術(shù)規(guī)范。有的地方在丘陵，有的地方需要半夏覆膜種植等特殊情況，都需要制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，以促進赫章半夏機械化耕整地技術(shù)的發(fā)展。

3 赫章半夏機械化耕整地技術(shù)發(fā)展展望

3.1 借鑒馬鈴薯耕整地生產(chǎn)機械化技術(shù)

赫章半夏生產(chǎn)可類比于馬鈴薯的生產(chǎn)，半夏和馬鈴薯有很多的相似性，均為塊莖種植，種植均需要起壟，生產(chǎn)過程大致相同。馬鈴薯種植機械化全流程如圖4 所示[12]，馬鈴薯種植農(nóng)藝如圖5 所示。馬鈴薯種植前的地面處理也與半夏類似，需要進行機械深松和旋耕，特別是在有機聯(lián)合作業(yè)機具的支持下，整地效果更佳。在整地后，需要確保地面平整、沒有秸稈或其他殘留物，而且土壤需要上松下喧、耕層綿軟，使土地質(zhì)地細碎，以便機械鋪膜或播種操作。

圖4 馬鈴薯種植機械化全流程

圖5 馬鈴薯種植農(nóng)藝

為了獲得更好的耕作效果，深松深度應(yīng)該達到犁底層的打破程度，一般需要深達25 cm，每隔2～4 年進行一次。旋耕深度應(yīng)該達到15 cm 以上[13]。馬鈴薯的機械化發(fā)展起步早、時間長、范圍廣，已經(jīng)基本實現(xiàn)了全程機械化生產(chǎn)[14-15]。先前的研究工作中，學(xué)界對馬鈴薯主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機械化進行了大量的研究，并整合了馬鈴薯全程機械化技術(shù)，這些技術(shù)也在一定程度上適用于半夏的機械化生產(chǎn)，特別是在山地丘陵地區(qū)。

半夏的機械化生產(chǎn)可以借鑒馬鈴薯的機械化耕整地技術(shù)，采用旋耕、施肥、播種、定廂、開溝等機械化作業(yè)，半夏種植流程如圖6 所示。在機械的選擇上，應(yīng)優(yōu)先考慮自走式小型機械，并先進行單一機械作業(yè)的研發(fā)，再進行復(fù)合機械的研發(fā)。同時，可以考慮將耕整地、定廂、平整、施肥、開溝等功能進行綜合，研究開發(fā)復(fù)合一體機，以提高機械化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

圖6 半夏種植流程

3.2 推廣山地丘陵半夏機械化耕整地技術(shù)

由于貴州赫章縣的地形以山地丘陵為主，大力推廣山地丘陵半夏機械化耕整地技術(shù)，有利于半夏種植向全程機械化、標準化、集約化方向發(fā)展，有利于提高半夏的產(chǎn)業(yè)化程度。貴州當前農(nóng)業(yè)機械化率低于全國平均水平，力爭到2024 年，貴州實現(xiàn)主要農(nóng)作物綜合機械化率55%以上。通過引進一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)、一批適用機械、一批山地農(nóng)機技術(shù)，積極推動農(nóng)機對外交流合作，加快推進農(nóng)機裝備研發(fā)制造，貴州在“丘陵山區(qū)適用小型機械推廣應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)”建設(shè)上取得了實質(zhì)成效。

3.3 探究不同耕整地技術(shù)對半夏生產(chǎn)的影響

研究表明，通過深松和深翻的機械整地作業(yè)，可以顯著地改善半夏生長環(huán)境中0～30 cm土層的土壤含水量，增強土壤透水性，提高土壤容重和硬度，降低土壤孔隙度。同時，采用單螺旋施肥機進行作業(yè)也能夠有效改善土壤的緊實度、總?cè)葜睾涂紫抖?。相比于旋耕作業(yè)，深松、深翻整地作業(yè)能夠增強土壤的透氣性和透水性，有利于土壤水分的滲透，從而有助于提高半夏的產(chǎn)量。因此，需要比較不同的機械化整地技術(shù)對半夏田土壤物理和化學(xué)性質(zhì)以及半夏產(chǎn)量的影響，為機械化技術(shù)模式的推廣和新型農(nóng)業(yè)機械的研發(fā)提供參考[16]。

4 結(jié)論

本課題基于農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合原則，對赫章半夏的種植流程進行了調(diào)研，包括7 個主要環(huán)節(jié)：耕整地、劃線定廂、平整廂內(nèi)土壤、施底肥（包括土肥混合）、拌料后的半夏鋪放、廂面薄土覆蓋以及開挖排水溝等。通過研究半夏的種植流程，為機械化耕整地技術(shù)的發(fā)展提供了指導(dǎo)方向。梳理發(fā)現(xiàn)，赫章半夏機械化耕整地技術(shù)發(fā)展存在機械化體系不健全、傳統(tǒng)農(nóng)藝操作習(xí)慣不易改變、機械化耕整地技術(shù)規(guī)范不健全等問題，并提出借鑒馬鈴薯耕整地生產(chǎn)機械化技術(shù)、推廣山地丘陵半夏機械化耕整地技術(shù)、探究不同耕整地技術(shù)對半夏生產(chǎn)的影響等發(fā)展展望，以推動赫章半夏機械化耕整地技術(shù)的發(fā)展。