浙中丘陵地区甘薯生产中品种、农机、农艺融合应用研究初报

程林润 张良 钟子毓 柳国光 蒋梅巧 黄赟

（金华市农业科学研究院，金华 321000）

甘薯是旋花科一年或多年生草本植物[1]，因其可以适应多种条件的土壤，而被作为一种重要的食用及经济作物在我国各省普遍种植[2-3]。例如，浙江中部地区地形复杂，大部分土地为红黄壤土（该土壤的营养成分流失较多，通常富铝化且酸化，具有贫、黏、酸、板结的特性[4]），该地的红黄壤丘陵旱地十分适宜进行甘薯种植。

浙中丘陵地区传统甘薯生产上的各环节均采用人工操作，费时费力[5]。近年来，该地区的甘薯生产在土壤翻耕、旋耕等环节的机械化应用有所增加，有效降低了生产成本，但是，在起垄清沟、杀秧和收获等环节的机械化应用还较少，这主要是因为适宜的机型较少，缺乏配套机械操作的甘薯品种，土壤与机器的适应性不足，需要的人工操作较多[6]，同时浙中丘陵旱地地势起伏、地形曲折、地块偏小、土质偏黏、土壤含水量偏高等增加了全程机械化生产应用的难度。因此，在劳动力成本日趋上涨的现实下，亟需研究出适宜浙中丘陵地区甘薯生产的小型农业机械，同时选育出适宜机械化生产的品种和配套的栽培方式，促进农机农艺融合应用，以降低生产成本，提升经济效益。在此背景下，笔者进行了甘薯生产中品种、农机、农艺融合应用研究，即研究了机械不同起垄清沟次数的具体效果，不同类型甘薯品种在机械化生产条件下的农艺性状、经济性状、收获效果等，旨在为下一步更新相关农机、培育配套甘薯品种、促使农机农艺融合提供技术支持及理论基础。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 参试品种

本试验选用加工型大甘薯品种（一般单薯质量在200 g以上，薯形为纺锤形，薯肉为黄色或橘红色，适用于制作薯干、薯片或进行淀粉加工）和鲜食迷你甘薯品种（一般单薯质量为50～200 g，薯形为纺锤形，薯块整齐度较好，食用品质优）两种类型。其中，大甘薯品种选用‘浙薯13’‘浙薯33’‘浙薯259’，每畦扦插1行甘薯，株距根据甘薯品种类型进行调整，折每667 m2种植约3 200株，扦插方式为直栽、2节入土；迷你甘薯品种选用‘心香’‘金徐薯22’‘浙薯75’，每畦扦插1行甘薯，株距根据甘薯品种类型进行调整，折每667 m2种植约3 600株，扦插方式为斜平浅插、4节入土。

1.2 试验农机

起垄清沟采用动力为55.16 kW的中型拖拉机，在旋耕机后悬挂3个间距为85 cm的双面犁头，可一次成型两个整畦和两个半畦（畦宽0.85 m）；杀秧采用金薯王85 cm单垄单行杀秧机；收获采用幅宽为85 cm的U型收获机。

1.3 试验设计与方法

试验设在位于浙江省金华市婺城区蒋堂镇的红壤丘陵旱地进行。试验田前茬为冬闲田，土壤为黄筋泥土，土壤肥力中等偏下。

试验为大区对比试验，不设重复，设1个甘薯品种为1个处理，每处理面积为297.5 m2。

2021年2 月下旬，选择晴天用中型拖拉机翻耕1次试验田。根据苗情和天气情况，在计划扦插前半个月左右，试验田结合耕整地每667 m2撒施复合肥30 kg，然后进行土壤翻耕、旋耕，随后再用双面犁头进行起垄清沟操作。

各甘薯品种均于3月12日进行育苗，5月16日进行扦插，7月13日进行人工除草1次，其他栽培管理措施各甘薯品种均保持一致，10月21日进行机械杀秧和收获。

1.4 调查内容及方法

旋耕、起垄清沟后调查垄高、清沟率。10月18日(收获期) 各甘薯品种取10株样品，进行农艺性状（主蔓长、主蔓粗、分枝数、株型、叶形、皮色、肉色等）、经济性状（结薯数、单薯质量）调查。收获后，调查机械操作后的杀秧破损率、收获破损率、埋薯率，并计算甘薯实际产量和大中薯率。

2 结果与分析

2.1 机械起垄清沟的效果

由表1可知，随着起垄清沟次数的增加，垄高和清沟率均逐渐增加。其中，起垄清沟1次后，平均垄高为18.2 cm，平均清沟率为66%；起垄清沟2次后，平均垄高为22.4 cm，平均清沟率为83%；起垄清沟3次后，平均垄高为24.1 cm，平均清沟率为86%。以上结果表明，起垄清沟1次的垄高略为不够，且沟底清除率较低；起垄清沟2次能获得较高的垄高和清沟率；起垄清沟3次的效果更加明显，但是与起垄清沟2次相比，效果提升幅度较低，且工作效率较低、工作成本过高。因此，综合考虑工作效率和工作成本，起垄清沟2次即能满足甘薯机械化生产操作的相关要求。

表1 起垄清沟效果比较

2.2 参试甘薯品种的农艺性状

由表2可知，与迷你甘薯品种相比，大甘薯品种的蔓长相对较长，分枝数相对较多，但蔓粗差距不明显。其中，‘浙薯13’的平均蔓长为145.6 cm，平均分枝数为5.3个；‘浙薯33’的平均蔓长为156.7 cm，平均分枝数为4.8个；‘浙薯259’的平均蔓长为152.4 cm，平均分枝数为4.2个。而迷你甘薯品种中，‘心香’的平均蔓长为115.3 cm，平均分枝数为5.4个；‘金徐薯22’的平均蔓长为73.7 cm，平均分枝数为3.7个；‘浙薯75’的平均蔓长为95.3 cm，平均分枝数为3.5个。参试甘薯品种的株型均为匍匐型，叶形除‘金徐薯22’表现为深缺刻外，其他甘薯品种的叶形均为心形。

表2 几个甘薯品种的农艺性状比较

2.3 参试甘薯品种的经济性状

由表3可知，与迷你甘薯品种相比，大甘薯品种的结薯数相对较少，单薯质量相对较重，每667 m2产量相对较高，大中薯率相对较高。其中，‘浙薯13’的平均结薯数为5.1个，平均单薯质量为116.8 g，平均每667 m2产量为2 079.7 kg，平均大中薯率为94.7%；‘浙薯33’的平均结薯数为5.3个，平均单薯质量为113.5 g，平均每667 m2产量为2 533.5 kg，平均大中薯率为92.2%；‘浙薯259’的平均结薯数为5.1个，平均单薯质量为132.7g，平均每667 m2产量为2 316.8 kg，平均大中薯率为96.7%。而迷你甘薯品种中，‘心香’的平均结薯数为6.3个，平均单薯质量为84.2 g，平均每667 m2产量为1 435.3 kg，平均大中薯率为86.2%；‘金徐薯22’的平均结薯数为8.0个，平均单薯质量为50.4 g，平均每667 m2产量为1 340.8 kg，平均大中薯率为28.8%；‘浙薯75’的平均结薯数为7.1个，平均单薯质量为82.7 g，平均每667 m2产量为1 587.1 kg，平均大中薯率为88.9%。

表3 几个甘薯品种的经济性状比较

2.4 机械收获的损耗情况

由表4可知，与迷你甘薯品种相比，大甘薯品种的杀秧破损率、挖掘破损率均相对较高，埋薯率相对较低，大甘薯品种的合计破损率为14.8%～20.9%、埋薯率为1.3%～1.9%，而迷你甘薯品种的合计破损率为3.5%～6.7%、埋薯率为8.8%～9.8%。

表4 几个甘薯品种机械收获的损耗情况（单位：%）

2.4.1 杀秧粉碎率

杀秧粉碎率高的地块，收获机不容易堵塞，机械通过率较高。由表4可知，与迷你甘薯品种相比，大甘薯品种的蔓长相对较长，故杀秧粉碎率相对较低。其中，‘浙薯13’的杀秧粉碎率为77.2%，‘浙薯33’的杀秧粉碎率为70.5%，‘浙薯259’的杀秧粉碎率为74.7%；而迷你甘薯品种‘心香’的杀秧粉碎率为82.6%，‘金徐薯22’的杀秧粉碎率为88.3%，‘浙薯75’的杀秧粉碎率为79.5%。

2.4.2 杀秧破损率

由表4可知，大甘薯品种中，杀秧破损率从高到低依次为‘浙薯259’的12.3%、‘浙薯13’的9.7%、‘浙薯33’的7.4%；迷你甘薯品种中，杀秧破损率从高到低依次为‘浙薯75’的4.9%、‘心香’的4.6%、‘金徐薯22’的2.4%。

2.4.3 挖掘破损率

由表4可知，大甘薯品种中，挖掘破损率从高到低依次为‘浙薯259’的8.6%、‘浙薯13’的8.1%、‘浙薯33’的7.4%；迷你甘薯品种中，挖掘破损率从高到低依次为‘浙薯75’的1.8%、‘心香’的1.6%、‘金徐薯22’的1.1%。

2.4.4 合计破损率

由表4可知，大甘薯品种中，合计破损率从高到低依次为‘浙薯259’的20.9%、‘浙薯13’的17.8%、‘浙薯33’的14.8%；迷你甘薯品种中，合计破损率从高到低依次为‘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，大甘薯品种中，埋薯率从高到低依次为‘浙薯13’的1.9%、‘浙薯259’的1.7%、‘浙薯33’的1.3%；迷你甘薯品种中，埋薯率从高到低依次为‘金徐薯22’的9.8%、‘心香’的9.2%、‘浙薯75’的8.8%。

2.4.6 合计损耗率

由表4可知，大甘薯品种中，‘浙薯259’的机收合计损耗率较大，达22.6%，其次是‘浙薯13’的19.7%、‘浙薯33’的16.1%；迷你甘薯品种中，‘浙薯75’的机收合计损耗率为15.5%，其次为‘心香’的15.4%、‘金徐薯22’的13.3%。

3 讨 论

在浙中丘陵旱地的甘薯生产中应用机械进行操作，可以初步缓解劳动力成本较高的情况，但也存在甘薯品种和农艺对机械适应性较差、机械收获时破损率和埋薯率较高等问题，需要对垄高及品种等进行合理地规划及改良，对农机的动力、结构及材料等进行改进，以促进农机农艺融合，减少甘薯破损率、埋薯率，提高机械在甘薯生产上的使用率及影响力。

研究表明，甘薯杀秧机在工作时，刀片快速旋转，挑起薯蔓并切断[7]，若杀秧机的高度偏高，刀片不能切割薯蔓或只能割断部分薯蔓，虽然破损率较低，但是会降低杀秧效果，并且会影响收获机的正常操作；若杀秧机的高度偏低，遇到甘薯长出地面或沟较深的情况，会导致杀秧机的位置过低，造成杀秧机的刀片打到垄上甘薯头部而引起甘薯破损[8]，故在发现甘薯头部破损率较高时，需要及时调整杀秧机的位置，避免损失进一步扩大。王冰等[9]发现，杀秧效果与甘薯杀秧当天的秧蔓含水率、秧蔓产量和土壤含水率等有密切关系，故在杀秧前，应仔细检查机器零部件状态，在杀秧时，及时关注机器情况及杀秧效果，以及时进行调整杀秧机位置[10]。在本次试验中笔者发现，薯蔓的杀秧粉碎率与蔓长呈负相关，尤其是几个大甘薯品种的蔓长相对较长，其粉碎率相对较低。

甘薯U型收获机在入土挖掘时，可将土铲松，并将大部分甘薯顶出土表，但若薯块较长、生长较深或沟底较浅，U型收获机可能会切断甘薯底部而引起甘薯破损[5]，故在发现甘薯底部破损率较高时，需要及时调整U型收获机的入土角度和深度，避免损失进一步扩大。同时，在甘薯U型收获机挖掘时，部分薯块较小的甘薯存在没有被挖出或挖出后又被重新埋入土中的现象，造成收获产量下降[11]。李东波等[12]发现，不同甘薯品种的收获破损率存在差异，故选育出配套农机操作的专用型甘薯品种具有一定的可行性及现实意义。

4 结 论

试验结果表明，起垄清沟1次的垄高不够、沟底不清、效果偏差，起垄清沟3次的效果虽较好，但工作效率偏低，故综合考虑工作效率和成本，起垄清沟2次即能满足甘薯机械化生产操作的相关要求。大甘薯品种的结薯数相对较少，平均单薯质量相对较重，产量较高，且蔓长较长，影响了杀秧效果，从而影响了收获机的应用；而迷你甘薯品种的结薯数相对较多，平均单薯质量相对较轻，产量较低，且蔓长较短，提高了杀秧效果，从而提高了收获机的收获效率。

对于甘薯的机械化收获来说，大甘薯品种的杀秧破损率、挖掘破损率相对较高，而迷你甘薯品种的埋薯率较高，故需要从农机农艺的角度进行调整，以提高机械应用效率。具体方法为：调整杀秧机、收获机的高度和角度，在控制杀秧和收获效果的前提下，降低破损率；通过调整垄宽、株距等调控甘薯的平均单薯质量，做到既能满足薯块的大小要求，又能在机械收获过程中降低破损率和埋薯率。