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效率提高1倍,省种率高达55.5%,这种播种方式真的很节省成本!

蔬菜产业是中国农业、农村经济和农民脱贫增收的重要产业,其健康发展有利于保障“菜篮子”稳定供应,对推动乡村振兴战略发挥着引领作用。中国蔬菜产业呈现种植规模日益增长,消费需求不断升级的趋势。

另外,蔬菜产业属于劳动密集型产业,随着农村人口老龄化、蔬菜生产用工不足等问题愈发严重,蔬菜产业持续健康发展受到了极大挑战,亟需向机械化转型。

蔬菜生产要由人力、畜力转向机械动力,需紧密结合农艺和设施结构,努力研发蔬菜生产机械化装备及配套技术,加快推进宜机化、标准化生产模式。上海市主推的小叶类叶菜种植设施菜田1.1 m畦面作业5畦/棚模式即为蔬菜生产标准化种植模式。

本文所指叶菜为青菜(小白菜)、米苋(苋菜)、杭白菜、茼蒿等小叶类叶菜,具有生长周期短、菜品鲜嫩等特点,并多为直播类型叶菜。上海地产小叶类叶菜占全市供给的85%,在“菜篮子”工程稳产保供方面具有举足轻重的地位,因此,上海地区推进蔬菜机械化生产主要围绕小叶类叶菜进行,在推进该类蔬菜机械化过程中,选取适用该类叶菜直播的播种机,是推进叶菜生产机械化必不可少的一环。

蔬菜种植多采用机械式播种器进行播种,比人工作业效率高。本文以上海地区种植面积最大的叶菜种类青菜(小白菜)为直播对象,遴选3种直播机在设施菜田内进行适应性试验验证,通过试验研究,对直播机的作业效果、种植轻简化效果进行评判和分析,为指导本市全面推进蔬菜机械化提供数据支撑。

1  3种播种机基本性能

在蔬菜播种机械方面,按照大棚蔬菜播种机的动力源可以分为人力手扶式播种机、汽油机动力播种机以及电动播种机3种类型。

市面上暂存的蔬菜播种机来自于不同生产厂家,不仅加工标准不同,质量鱼龙混杂,且机器的稳定性、可靠性不足,易发生故障,给蔬菜精密播种发展造成较大阻碍,同时也是推广蔬菜精密播种的最大不利因素。

此次遴选的3种小粒种子播种机,已在上海地区生产实践中广泛使用,具有非常实用的农业生产推广价值。3种播种机基本情况见表1。


由表1可知,2BS-JT13、2BS-14、2BS-16 3种播种机的最大播幅≥110 cm,与上海市主推的小叶类叶菜种植设施菜田1.1 m畦面作业5畦/棚模式相匹配,完全符合上海市小叶类叶菜生产前期耕整地要求(畦面1.1 m)。播种行数分为13、14、16行,都能达到较高的播种密度,符合小叶类叶菜种植农艺要求。


此次遴选的播种机,有汽油动力和电池动力2种,作业照片如图1~3所示。汽油机功率普遍比电动机功率大,功率最大的是2BS-14,达到4.4 kW,其次是2BS-JT13,功率2.94 kW,功率最小的是2BS-16,仅0.03 kW。 

以汽油为动力的播种机排种器为窝眼式,可以实现精量播种,每穴可播1~2粒青菜种子。其中,2BS-JT13可通过更换播种轮、调整齿轮比满足不同形状种子及播种密度的要求;2BS-14可通过更换播种轮、调节油门大小达到不同播种量的目的。



2BS-16使用1组锂电池提供动力,机器轻便,排种器为圆盘插调羹式样,圆盘带有48个插孔,调羹分为大、中、小3种型号,通过更换调羹型号及插入调羹的数量实现播种密度的调节,圆盘转动带动调羹旋转,调羹从种箱内盛出种子后旋转,直到调羹内种子自由落体落下。

2   作业效果判定方法

2.1   作业性能测定方法

参照《单粒(精密)播种机试验方法》,制定叶菜播种机直播效果测定方法。设计3个试验组,1个对照组。对照组采用普通人工播种方式,试验组的3种播种机在3个不同垄面上进行播种试验。播种密度调节为试验场地(蔬菜生产合作社)日常用种量。测得对照组、试验组用种量、行走时间、行走面积等数据,以比较播种机性能。

试验前,测得棚内土壤坚实度、含水率等情况,以排除土壤条件不良对播种机的影响。

2.2   经济性判定方法

参照《农业机械   生产试验方法》,描述3种播种机成本、油耗电耗、人工、作业面积等经济性效益情况。

3   作业效果分析

3.1   作业性能比较

于2023年2月3日在嘉定区外冈镇一蔬菜合作社进行播种试验,试验前采取5点法取样,测得棚内种子着床畦面土壤平均坚实度为80.52 kPa,土壤平均含水率12.16%,土质较为均匀细腻,适合播种机作业(表2)。


实际播种幅宽由高到低分别为对照(人工)、处理3(2BS-16)、处理1(2BS-JT13)、处理2(2BS-14),分别为1.09、1.05、1.04、1.03 m,均能满足畦面1.1 m的农艺种植要求,但实际上人工撒播会有种子落到两畦间的垄沟里,造成种子浪费。

机器的正常作业行走速度(包括1次掉头)分别为处理2(2BS-14)0.422 m/s,处理1(2BS-JT13)0.376 m/s,处理3(2BS-16)0.384 m/s,汽油播种机中功率相对较大的2BS-14作业行走速度最快,电动播种机2BS-16次之,2BS-JT13播种机的行走速度最慢。

相同的作业面积,作业时间从长到短分别为对照(人工)、处理1(2BS-JT13)、处理3(2BS-16)、处理2(2BS-14),作业效率从高到低依次为处理2(2BS-14)、处理3(2BS-16)、处理1(2BS-JT13)、对照(人工),作业效率分别为2 281.1、2 074.4、2 034.4、1 013.8 ㎡/h,处理2(2BS-14)、处理3(2BS-16)、处理1(2BS-JT13)的作业效率分别是人工作业的2.25倍、2.05倍、2.00倍,相比人工,3种机具的作业效率提高明显。

从播种量来看,由多到少依次为对照(人工)、处理3(2BS-16)、处理2(2BS-14)、处理1(2BS-JT13),分别为4.54、3.20、3.04、2.02 kg/667 ㎡,相比人工播种,处理3(2BS-16)、处理2(2BS-14)、处理1(2BS-JT13)分别节省种子1.34、1.50、2.52 kg/667 ㎡,相应省种率分别为29.5%、33.0%、55.5%。处理3(2BS-16)一次播种16行,比13或14行播种机本身用种量要高。

处理1(2BS-JT13)、处理2(2BS-14)、处理3(2BS-16)都表现出较高播种效率和精量播种的特点。

3.2   经济性比较

3种播种机的购买成本、对操作人员的培训成本、耗油耗电成本各有不同,按机具操作人员1天作业8 h,150元/天,汽油成本8元/L,电池充电电费按照1元·kW-1·h-1,机具每年播种133.33 h㎡,全生命周期为5年算,人工、能耗、折旧等成本具体见表3。


3种机具作业均只需1名操作人员,从经济效益来看,2BS-JT13、2BS-14前期投入购置成本比2BS-16高。

综合作业成本由高到低分别为2BS-JT13、2BS-14、2BS-16,其中2BS-16电动叶菜播种机综合作业成本优势明显,而2BS-JT13、2BS-14对操作人员的要求较高,需具备一定的操作技能,更适合精量播种。

2BS-16简单轻巧,购置成本低,在推广中对成本不敏感,使用过程中综合作业成本比油动播种机综合作业成本至少低36%,并且操作简单方便,推广难度低。

4   结论和建议

①机械化播种在减轻劳动强度、提高作业效率方面比人工作业有明显的优势,工作效率相对人工作业均提高1倍以上,遴选的3种播种机机型均体现了蔬菜生产“机器换人”在播种环节轻简化的意义。

②2BS-JT13、2BS-14播种优势体现在种植面积大、种子单价高、需要精密播种情境下,其效率、精准播种在节本增效上尤为明显。

2BS-16操作简单,购置成本低,在播种常规的、种植密度偏高的菜品上有很强的适应性,且机器操作门槛低,简单易上手,女性也可以操作使用。可以根据合作社种植菜品、劳动力价格、人员配置、种植面积等综合考量选用合适的机型。

③相比人工撒播,3种直播机在节省种子方面均具有优势,省种率至少在29.5%及以上,对节本增效具有重要意义。

④本试验验证的青菜(小白菜)为圆球状的规整种子,上述3个型号的机具均能达到较好的播种效果,但2BS-16排种器为调羹式样,相对窝眼式排种器结构,对种子的适应性更广泛,对不规则种子(非圆球状)也有较强的适应性,下一步将对非规整种子如芹菜、油麦菜等进行试验验证。

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信息来自《长江蔬菜》2023年7月上

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