田建峰史現(xiàn)都張峰李謙

1、河北耕耘農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司 2、河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所

胡蘿卜在我國的根莖類蔬菜中占據(jù)重要地位，現(xiàn)階段我國的胡蘿卜種植面積和種植產(chǎn)量在世界上名列前茅，促進(jìn)國內(nèi)區(qū)域性經(jīng)濟(jì)增長的同時提高了產(chǎn)量，為農(nóng)民帶來更多的經(jīng)濟(jì)收入。2018 年我國胡蘿卜的種植面積接近世界范圍內(nèi)種植面積的一半，總產(chǎn)量也有所提升，但是縱觀機(jī)械化生產(chǎn)，同發(fā)達(dá)國家相比其發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。胡蘿卜生產(chǎn)中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)便是播種，胡蘿卜生產(chǎn)成本多少、產(chǎn)量高低及品質(zhì)優(yōu)劣直接由播種質(zhì)量的好壞決定[1]。目前我國的胡蘿卜采用人力播種模式，效率低下、種子過度浪費(fèi)、播種參差不齊、幼苗錯落生長等問題頻頻產(chǎn)生，與此同時播種作業(yè)耗時長強(qiáng)度高，亟待借助先進(jìn)的技術(shù)手段加以改進(jìn)，朝高效的機(jī)械化生產(chǎn)邁進(jìn)。發(fā)達(dá)國家有著成熟的播種手段，胡蘿卜種植基本完成全機(jī)械化覆蓋，機(jī)械化的手段不但可以提高效率，使幼苗維持相同的生長勢態(tài)，幼苗與幼苗的間距保持一致，各株幼苗以相同的深度播種，還能節(jié)省人力資源，有助于胡蘿卜增收。歐美國家使用的播種機(jī)具有體積龐大幅度寬的特點(diǎn)，日本韓國的播種機(jī)則與之相反，具有體積小、便于操作的特性，就拿日本手推式的蔬菜播種機(jī)來說，整個機(jī)器的重量不到二十千克。國內(nèi)對胡蘿卜播種手段和播種設(shè)備的研究時間晚于其他國家，設(shè)備種類單一，難以應(yīng)用于所有的播種環(huán)境中。受種植土壤條件、種植方式、技術(shù)手段的影響，引入國外設(shè)備和研制國內(nèi)設(shè)備方面有了更多的約束條件。國內(nèi)胡蘿卜種植業(yè)難以進(jìn)一步提升的關(guān)鍵在于機(jī)械化種植水平的落后和人工成本的居高不下。所以，針對上述情況需要全面掌握胡蘿卜種植的現(xiàn)存狀態(tài)以及技術(shù)水平，調(diào)查研究國內(nèi)和國外目前胡蘿卜的不同播種方式和播種設(shè)備，針對國內(nèi)的實(shí)際情況研制相應(yīng)的胡蘿卜播種設(shè)備，促進(jìn)國內(nèi)胡蘿卜產(chǎn)業(yè)機(jī)械化達(dá)到新高度。

1 胡蘿卜種子的特點(diǎn)以及種植技術(shù)

國內(nèi)大多從日本和法國兩地引入胡蘿卜種子，種類包括來自日本的新黑田五寸、坂田七寸、超級紅芯、紅映二號以及來自法國的阿雅、漢城六寸等。胡蘿卜種子的形狀各不相同，大多以細(xì)長的狀態(tài)呈現(xiàn)，種子表面有細(xì)微狹小的毛刺，流動性不強(qiáng)，種子體積小，難以頂開表面的土壤，這樣的種子不適合使用機(jī)械化的手段播種，極易造成洞口阻塞、種子破損的情況，導(dǎo)致播種不均勻，有的播種數(shù)量過多，而有的被遺漏遺忘[2]。現(xiàn)階段的胡蘿卜種子外表覆蓋了一層外衣，種子呈規(guī)整的圓形狀，直徑及質(zhì)量相比原先有所擴(kuò)大，此類種子有較高的發(fā)芽率，幼苗的成長狀態(tài)高度一致，種子價格相對來說更加昂貴，致使拉高了種植成本。

胡蘿卜種植大多采取深耕細(xì)作的方式，搭配排水性能極佳的砂狀土壤或者泥炭土壤，在國內(nèi)的眾多城市都有種植地，包括山東萊西、河南周口、河北滄州、江蘇東臺、福建廈門以及內(nèi)蒙古烏蘭察布等。胡蘿卜播種的時間和方式在不同的地方各不相同，通常會選擇三四月份的春季以及七八月份的秋季進(jìn)行。國內(nèi)胡蘿卜有兩種種植模式，一種是平作，另一種是壟作，平作又分為撒播和條播兩種形式，行與行之間呈多樣化分布；壟作可以細(xì)分為單行壟、雙行壟、三行壟以及四行壟等形式，壟可以按照不同的距離進(jìn)行劃分，種植方式復(fù)雜多樣。兩種不同的方式會對機(jī)械化生產(chǎn)產(chǎn)生不同的影響。

1.1 平作種植的特性及收獲方式

大多數(shù)農(nóng)民均會采取原始的平作種植模式。平作種植需要肥沃厚實(shí)和排水性能極佳的土壤，符合這些條件的壤土、沙壤土可以用于種植。播種土地應(yīng)向下深耕三十厘米左右，保持表面土壤平整。多數(shù)情況下采取人工的方式實(shí)施播種，但也有極少數(shù)特殊的情況借助簡單易上手操作的播種機(jī)完成播種，縱觀全局看，整體工作效率偏低，并且受播種形式簡略的影響，播種的數(shù)量難以把控，播種數(shù)量不均等，總體呈過量的趨勢，種子被過度消耗，無形中提高了生長期內(nèi)胡蘿卜幼苗的成本。

采用平作模式種植的胡蘿卜主要通過人力收獲果實(shí)，平作播種方式自身帶有局限性，致使胡蘿卜難以規(guī)律化的種植生長，幼苗間距多變，沒有確定的數(shù)值，難以使用精準(zhǔn)的機(jī)械化設(shè)備完成播種[3]。胡蘿卜從土壤表面向土壤深層生長，通常其根莖超過二十五厘米，以平作模式種植的胡蘿卜收獲果實(shí)需要挖掘三十厘米左右的坑，因?yàn)闆]有預(yù)先留出設(shè)備耕種的通道，所以往往需要往更深處進(jìn)行挖掘，假如通過機(jī)械化手段完成果實(shí)獲取，不僅要求機(jī)械設(shè)備有強(qiáng)大的動能，還要由高強(qiáng)度的材料制作而成，無形中把機(jī)械設(shè)備的使用成本擴(kuò)大。平作種植的方式，不管是種植胡蘿卜還是收獲果實(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的全面覆蓋需要更高水準(zhǔn)的機(jī)械設(shè)備，就目前的實(shí)際情況來看成本過高且難度較大。綜合分析后可以看出胡蘿卜平作種植模式對胡蘿卜機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展有著消極的作用力。

1.2 壟作種植的特性及收獲方式

壟作種植也可以稱之為壟播種植，換句話說也就是在溝和溝之間種植。這一類種植方式有利于灌水和排水，同時還可以疏松根部的土壤，對種植面積大的土地適用。按照我國的種植習(xí)慣劃分，壟播可分成兩類形式，第一種是四行壟，溝和溝之間的距離達(dá)一米左右，頂部長度保持在一米以下，底部長度固定為一米，溝壑形成二十厘米的高度；第二種是兩行壟，溝和溝之間的距離達(dá)五十厘米左右，頂部長度固定為三十厘米，底部長度保持在五十厘米以下，溝壑形成十五厘米的高度。通過研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，壟作種植胡蘿卜有三個優(yōu)點(diǎn)：首先，土壤耕種的深度加大，土壤更加透氣，胡蘿卜的根部有更大的發(fā)展空間，能更好地向外延伸，提升了胡蘿卜的產(chǎn)量；其次，優(yōu)化了胡蘿卜的生長形狀，表皮光滑，無明顯斑點(diǎn)及裂痕，胡蘿卜整體的質(zhì)量和品質(zhì)得到進(jìn)一步提升；最后，胡蘿卜淺層生長，便于機(jī)械化種植幼苗及收獲果實(shí)的實(shí)現(xiàn)[4]。河南某制造公司生產(chǎn)過可以為胡蘿卜施肥播種的壟作胡蘿卜播種機(jī)，這個機(jī)器以排氣吸氣的方式進(jìn)行種子排布，一個坑位播種一?；蛘邇闪７N子，將種子均勻播種到每一塊土壤，使后期胡蘿卜的植株勞作效率更高，操作更加簡便，在合適的時間完成播種，及時調(diào)整種植的深淺度，保證苗木生長的整齊劃一，降低幼苗的不合格率，縮短農(nóng)民的勞作時間。實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的壟作播種，可以有效提高生產(chǎn)效率，讓胡蘿卜種植更加合理規(guī)范，為后期的機(jī)械化收獲打下良好的基礎(chǔ)，節(jié)約各項(xiàng)投入支出的成本費(fèi)用。

國內(nèi)外的胡蘿卜種植模式差距較大，因此從國外進(jìn)口的機(jī)械化收獲設(shè)備難以直接用于采集收獲果實(shí)，但是可以分析借鑒采納類似根莖植物機(jī)械化設(shè)備的特性將它和胡蘿卜自身的生長特點(diǎn)結(jié)合在一起。國內(nèi)河南省的一家設(shè)備制造公司便是如此，自行研發(fā)了自動化胡蘿卜聯(lián)合收割機(jī)。收割機(jī)在土地間夾起胡蘿卜，在尾部切頭位置切除胡蘿卜的根莖，然后去除身體上的泥垢運(yùn)送到收集箱二次處理，全盤將收獲果實(shí)的工作做完。自動化移動操作，性能極佳，以液壓控制運(yùn)動，機(jī)械化收獲效能大，保證操作的穩(wěn)定性。借助此收割機(jī)提高切割果實(shí)根莖的成功率，降低果實(shí)的損傷與浪費(fèi)。對比普通的人力收割，機(jī)械化的收割方式可以節(jié)省一半以上的人工費(fèi)用，后期成本投入更少。

2 胡蘿卜種植機(jī)械化的優(yōu)勢

胡蘿卜種子的體積不大，胡蘿卜種子通過精挑細(xì)選最后種植于土壤中，一千顆種子的重量大約為一克左右，為了提高幼苗的成活率，人工播種的速率通常按每畝三百克計(jì)算，假設(shè)幼苗成活的幾率是百分之九十八，那么最后成活的幼苗每畝有二十多萬株，以同樣的方式測算機(jī)械設(shè)備，播種速率設(shè)為每畝二百克，最終成活的幼苗數(shù)量達(dá)到十五萬株左右[5]。然而不是所有存活的幼苗均可以保留下來，通常情況下每公頃的土壤僅需保留六十萬左右的植株即可，因此使用人工播種模式需要在各個環(huán)節(jié)中人為拔除二百多萬的植株，對農(nóng)民而言這是一個巨大的工程量，而機(jī)械化播種拔出的植株數(shù)量相對來說沒有那么多，每公頃的播種可以保持在六十萬株左右，大概為七百七十克，平均一公頃可以比人工播種節(jié)省三千七百克的種子。如果胡蘿卜種子每克是五角錢，那么每公頃節(jié)約了一千八百五十元左右的種子成本費(fèi)用。由此可見，胡蘿卜種植機(jī)械化不僅弱化了農(nóng)民的工作強(qiáng)度，還能節(jié)約胡蘿卜的成本，為胡蘿卜種植帶來更多的經(jīng)濟(jì)利益。

3 國外胡蘿卜種植機(jī)械化設(shè)備

歐美等國家通常都具備大型的農(nóng)場，因此其播種的設(shè)備體形碩大，譬如意大利的蔬菜播種機(jī)最大可播種六米范圍的土壤，美國的蔬菜播種機(jī)可一次性播種三十行壟，德國的蔬菜播種機(jī)最遠(yuǎn)播種距離可以達(dá)到六米以上，挪威的蔬菜播種機(jī)可以連續(xù)不斷為三十二行的壟進(jìn)行播種。意大利一家公司的蔬菜播種機(jī)以機(jī)械化的模式施肥，并配備兩種不同的寬度供客戶選擇，較寬的機(jī)型播種間距為二十至五十厘米，較窄的機(jī)型播種間距為十五至四十五厘米，可用于胡蘿卜、黃瓜、菠菜等農(nóng)作物的播種。美國某家公司制造的蔬菜播種機(jī)運(yùn)用氣吸技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化播種，使用特有的雙圓盤結(jié)構(gòu)挖掘溝壑，保證溝壑的良好質(zhì)量，形成上部土壤疏松，下部土壤密實(shí)的狀態(tài)，充分將土壤和種子包裹在一起，促進(jìn)種子發(fā)芽，尤其適用于沒有破土能力的胡蘿卜種子，該設(shè)備還安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，駕駛員透過屏幕可實(shí)時查看播種情況，解決播種問題，保證播種效率，像胡蘿卜、生菜、洋蔥等農(nóng)作物均可用此設(shè)備實(shí)現(xiàn)播種。德國的播種機(jī)肥料不用堵塞，但成本更高，種子播種的高度僅有十厘米左右，種子會更加精準(zhǔn)的播種到土壤里，具備這種特性的設(shè)備可以播種胡蘿卜、白菜、西紅柿、油麥菜等農(nóng)作物。日本地區(qū)的工業(yè)比較發(fā)達(dá)，土地資源稀少，耕地面積小且凹凸不平，基于此農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備具有體積小、重量輕的特性，其生產(chǎn)的蔬菜播種機(jī)有不同種類，可同時放置幾類種子交替播種，同樣設(shè)置了低位播種高度提高種子的落地精確度。韓國的蔬菜播種機(jī)體形和日本的差不多，只是在類別上有所不同。

綜合來看，歐美的蔬菜播種機(jī)播種效率高，一臺機(jī)器可實(shí)現(xiàn)挖掘溝壑、施加肥料、種子播種等操作，播種的范圍一致、深度相同，效果較好，可節(jié)約大量的人力、財(cái)力資源，但是動力強(qiáng)勁且價格高昂的設(shè)備與我國的胡蘿卜種植模式不相符，日本韓國兩個國家的胡蘿卜播種設(shè)備輕巧靈便適用于國內(nèi)的平作種植模式，但在壟作種植的土壤上不能使用，因?yàn)殡y以控制播種方向，機(jī)械化播種容易導(dǎo)致種子破損。

4 我國的胡蘿卜播種設(shè)備

在20 世紀(jì)的70 年代我國已經(jīng)開始研究播種機(jī)，錦州市在那時研發(fā)出一款蔬菜播種機(jī)，適用于壟作種植模式，每次可播種二至六行，體型雖小但易上手操作，可以播種蘿卜、白菜和菠菜等農(nóng)作物，但極易引發(fā)種子損壞，整體效率偏低。2000 年后在內(nèi)蒙古研制出一款新型的胡蘿卜播種機(jī)，但是仍然在技術(shù)上有缺陷，未能大范圍推廣使用。2010 年山西長治根據(jù)胡蘿卜種子的特性，設(shè)計(jì)出可以沖刷種子、節(jié)約種子的播種機(jī)，提高了胡蘿卜種子的流動性，一定范圍內(nèi)進(jìn)行了推廣。2014 年黑龍江研制出不同機(jī)型設(shè)置的蔬菜播種機(jī)，此設(shè)備降低了漏播現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率，適用于胡蘿卜、菠菜等小型農(nóng)作物種子，但是依然達(dá)不到國外的播種水平。2018 年河北某農(nóng)業(yè)機(jī)械制造公司將日本和韓國播種機(jī)的特性加以結(jié)合，開發(fā)出四款不同類型的蔬菜播種機(jī)，這個設(shè)備可以按照客戶需求設(shè)計(jì)款式，定制播種行數(shù)，滿足小型種子的播種需求?，F(xiàn)階段，國內(nèi)的胡蘿卜播種機(jī)性能趨于穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡潔，無需過高的制造成本。

5 國內(nèi)胡蘿卜種植模式與機(jī)械化發(fā)展面臨的困境及合理化建議

5.1 區(qū)域種植技術(shù)各異，設(shè)備難以通用

國內(nèi)不同的區(qū)域有不同的胡蘿卜種植模式，可以在所有區(qū)域通用的機(jī)械化設(shè)備研制難度系數(shù)較高。隨著近幾年蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)規(guī)范的推出，胡蘿卜種植技術(shù)有了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時人們對動力的要求和購買力讓輕便小型的播種機(jī)短時間內(nèi)仍會大受歡迎，隨著種植技術(shù)的發(fā)展，后期大中型機(jī)型的播種設(shè)備將成為市場發(fā)展的指向標(biāo)。

5.2 機(jī)械化設(shè)備穩(wěn)定性差，研制企業(yè)缺乏專業(yè)知識

近幾年雖然國內(nèi)的胡蘿卜種植技術(shù)有了很大提升，但機(jī)械化設(shè)備仍然存在很多問題。很多制造企業(yè)規(guī)模小、缺乏專業(yè)的研發(fā)技術(shù)人員，機(jī)械化設(shè)備質(zhì)量難以保障。只有提高相關(guān)企業(yè)的制造水平、應(yīng)用新興技術(shù)及新型材料才能有效提高胡蘿卜播種設(shè)備的穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

綜上所述，國內(nèi)胡蘿卜種植模式的多樣性，導(dǎo)致胡蘿卜播種機(jī)難以全國通用，現(xiàn)階段亟需確立胡蘿卜機(jī)械化種植的標(biāo)準(zhǔn)，大范圍采取契合機(jī)械化播種的種植方式，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與設(shè)備的統(tǒng)一。隨著科技日新月異的發(fā)展，國內(nèi)的機(jī)械化播種裝置已具備良好的性能，但和發(fā)達(dá)國家相比仍存在不小的差距，未來各企業(yè)應(yīng)不斷用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)武裝自己，提高胡蘿卜機(jī)械化設(shè)備的效率，促使胡蘿卜種植業(yè)朝更美好的方向發(fā)展。