江劍波，夏先飛，周 燕，楊 光

（1.啟東市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇南通 226200；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，江蘇南京 210014；3.啟東市合作鎮(zhèn)人民政府農(nóng)業(yè)農(nóng)村和社會事業(yè)局，江蘇南通 226200）

1 江蘇蠶豆生產(chǎn)現(xiàn)狀

蠶豆是我國重要的冷季豆類作物，按傳統(tǒng)用途可分為糧用、鮮食、飼用以及綠肥用等類型，其中以干籽粒收獲糧用和飼用為主[1-5]。作為食用類型，蠶豆?fàn)I養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、纖維素以及維生素等多種營養(yǎng)成分，其中蛋白質(zhì)含量高達(dá)25%～30%，是重要的植物蛋白來源。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）年統(tǒng)計，我國蠶豆種植面積超過80萬hm2，總產(chǎn)量超過150萬t，分別占世界蠶豆種植面積和總產(chǎn)量的三分之一以上，為世界最大生產(chǎn)國[6-9]。同時蠶豆也是固氮能力較強的作物之一，固氮量是大豆的1.95倍；袁嫚嫚等[10]研究表明蠶豆當(dāng)季固氮進(jìn)入稻田系統(tǒng)以培肥土壤和供下季水稻利用，能夠減少45%～55%稻田化學(xué)氮肥的投入量；Fageria指出蠶豆的固氮量為177～250 kg/hm2，比除木豆外的其他14種豆科植物的固氮量都高。

江蘇是我國蠶豆主產(chǎn)區(qū)之一，常年種植面積在13.33萬hm2左右；主要集中在南通、鹽城和蘇南地區(qū)；南通蠶豆種植面積約為5萬hm2，啟東常年面積為1.73萬hm2左右，其中干籽粒蠶豆約占65%，鮮食蠶豆約占35%。按生產(chǎn)用途江蘇蠶豆可分為干籽粒用、鮮食專用、綠肥、鮮食綠肥兩用等4個類型。江蘇省委省政府高度重視耕地輪作休耕工作，在《中共江蘇省委江蘇省人民政府關(guān)于進(jìn)一步加強耕地保護(hù)和改進(jìn)占補平衡的實施意見》（蘇發(fā)〔2017〕15號）文件中，進(jìn)一步明確耕地輪作休耕試點原則、試點區(qū)域和輪作休耕模式，并對該項工作進(jìn)行了具體部署。在此政策推動下，近年蘇南地區(qū)蠶豆得到一定發(fā)展，尤其是鮮食綠肥兩用蠶豆在實現(xiàn)較高經(jīng)濟效益的前提下，還提供1.4 t/667m2的綠肥還田，并固氮15 kg/667m2左右，為典型的糧豆高效輪作種植模式，市場需求旺盛。

2 蠶豆機械化生產(chǎn)發(fā)展概況

2.1 蠶豆機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀

蠶豆機械化生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要包括耕整地、播種、植保與田間管理和收獲，核心環(huán)節(jié)為機械化播種與收獲。國外蠶豆種植集中，地塊面積大，多采用氣力式和毛刷式更換排種盤精量排種器進(jìn)行播種作業(yè)，如Hege公司用玉米播種機改良出蠶豆播種機Hege 95；韓國Jang Automation公司研發(fā)了JP-6型手扶式窩眼式蠶豆精量點播機；Endale Wondu研究了一種手推式蠶豆播種機，解決了當(dāng)?shù)匦Q豆機械化播種問題。我國對蠶豆排種器的研究起步較晚，排種器結(jié)構(gòu)多為勺輪或窩眼型排種方式。黃品貴[11]設(shè)計了2BCF-6型6行蠶豆點播機與青海當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求相融合，性能相對較為穩(wěn)定，采用溝播形式，分層施肥，提高了作業(yè)效率。李建華[12]等設(shè)計了一種蠶豆精量穴播機，采用環(huán)形交替排列的鴨嘴式穴播器和封口器實現(xiàn)蠶豆精播排種。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊麗[13-14]團(tuán)隊開發(fā)了一種勺夾式蠶豆精量排種器，對排種器進(jìn)行試驗，結(jié)果表明合格指數(shù)為95.11%、漏播指數(shù)為1.61%、重播指數(shù)為3.28%，滿足精量播種要求；蠶豆精量排種器的設(shè)計為蠶豆機械化播種新品種選育提供了理論指導(dǎo)。

歐美等國蠶豆機械化生產(chǎn)經(jīng)過較長時間發(fā)展，已取得較大進(jìn)步。美國蠶豆基本為大面積成片種植，其收獲裝備均為大型機具；另外，其品種經(jīng)長期的宜機化選育，對機械收獲作業(yè)具有較好的適應(yīng)性，采收損失率低。目前國內(nèi)外蠶豆機械化收獲主要有兩種方式：一是分段收獲，先割曬，待田間晾曬2～3天后再脫粒，我國西北地區(qū)大規(guī)模種植基本采用該種收獲方式；二是聯(lián)合收割，在蠶豆成熟葉片大部分干枯、部分葉片掉落后，使用聯(lián)合收割機一次性收獲脫粒。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所食用豆[15-17]收獲機械化團(tuán)隊近年在蠶豆專用低損防堵割臺、脫粒清選裝置自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)和適用于蠶豆聯(lián)合收獲的低損物料輸送系統(tǒng)等方面做了較多研究工作，認(rèn)為平原緩坡、大規(guī)模種植地區(qū)宜采用聯(lián)合收獲作業(yè)模式。

總體來說，蠶豆機械化生產(chǎn)需求旺盛，在耕整地、播種、植保與田間管理和收獲環(huán)節(jié)均有已研發(fā)的機具可以應(yīng)用（圖1），但目前限制于生產(chǎn)規(guī)模和機具成本方面因素，省內(nèi)蠶豆生產(chǎn)的播種到收獲正逐步采集機械化生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)蠶豆全程機械化生產(chǎn)集成應(yīng)用有了可靠的裝備支撐。

圖1 蠶豆全程機械化生產(chǎn)技術(shù)

2.2 蠶豆機械化生產(chǎn)存在的問題

江蘇省蠶豆機械化生產(chǎn)目前存在的主要問題包括以下幾個方面。

2.2.1 地域特征差異問題。蠶豆在我省內(nèi)分布比較廣泛，既有平原緩坡地帶，也有丘陵山區(qū)，客觀環(huán)境的復(fù)雜性極大地增加了收獲機具的研發(fā)與推廣難度。部分地區(qū)有利用適度改進(jìn)的稻麥聯(lián)合收割機進(jìn)行蠶豆機械化收獲作業(yè)，但仍存在一些問題，其損失率和破碎率相對較高，而丘陵山區(qū)地帶則沒有相應(yīng)機具應(yīng)用于生產(chǎn)上，仍需通過人工摘莢或割倒后脫粒。

2.2.2 種植規(guī)模與生產(chǎn)管理問題。目前省蠶豆小規(guī)模種植的區(qū)域較多，且種植模式包括間作、套作等。不同地區(qū)的種植農(nóng)藝也不夠規(guī)范，播種株距和行距各地也不盡相同，這對實現(xiàn)通用機械化生產(chǎn)具有較大挑戰(zhàn)，除對作業(yè)機具有更高要求外，對機械作業(yè)效率、生產(chǎn)成本等方面有很大影響。另外，部分區(qū)域在播種后很少對田間進(jìn)行管理，田間雜草多、倒伏嚴(yán)重，使得機械化收獲作業(yè)無法開展。

2.2.3 品種適應(yīng)性問題及栽培技術(shù)。優(yōu)良品種是實現(xiàn)蠶豆機械化生產(chǎn)的重要條件，由于蠶豆種子較大且不規(guī)則，機械化播種機具研發(fā)難度大，尤其是大粒品種基本全是人工穴播。收獲方面，結(jié)莢高度適宜且集中、成熟一致、株型緊湊且直立性好、不倒伏、不易炸莢的蠶豆品種適宜機械化收獲。目前蠶豆品種在籽粒形態(tài)、成熟期一致性和結(jié)莢特征等方面對機械化生產(chǎn)的適應(yīng)性較為欠缺。

2.2.4 機具適應(yīng)性和可靠性問題。目前蠶豆機械化生產(chǎn)機具大都完成研發(fā)或試驗，有部分機具進(jìn)行作業(yè)應(yīng)用，但由于蠶豆品種的復(fù)雜性和其機械化生產(chǎn)的特殊性，優(yōu)質(zhì)高效實現(xiàn)其機械化生產(chǎn)技術(shù)難度較大，難題較多。目前部分應(yīng)用機具本身對多豆種的適應(yīng)性和可靠性有待提高，以適應(yīng)大面積推廣應(yīng)用的要求。

3 蠶豆機械化生產(chǎn)發(fā)展趨勢及實施對策

隨著江蘇省蠶豆產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大和農(nóng)業(yè)勞動力緊缺問題的凸顯，蠶豆生產(chǎn)機械化能力不足問題日漸突出，成為制約江蘇省蠶豆產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的一大難題。江蘇省主要糧食作物的機械化生產(chǎn)水平在全國位居前列，蠶豆全程機械化生產(chǎn)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增效的有效途徑，通過全程作業(yè)環(huán)節(jié)機械化的使用以降低勞動力投入和生產(chǎn)成本，是提高我省蠶豆機械化生產(chǎn)管理水平和蠶豆市場競爭力的必要手段。需要從以下幾方面進(jìn)行突破。

1）“分地形、按品種，逐一突破”。通過對蠶豆不同品種、不同種植地域進(jìn)行分類研究，開展蠶豆全程機械化收獲技術(shù)與裝備研究，對蠶豆主栽品種的機械化生產(chǎn)特性（適播性、宜收性等）進(jìn)行試驗評價。

2）農(nóng)機作業(yè)與農(nóng)藝結(jié)合問題。實現(xiàn)蠶豆高效機械化收獲，需融合蠶豆耕、種、管、收環(huán)節(jié)的整體機械化作業(yè)要求，堅持良種良法配套、大力推廣蠶豆高效栽培及田間管理技術(shù)，結(jié)合機械化生產(chǎn)特征完善優(yōu)化蠶豆生產(chǎn)的農(nóng)藝規(guī)范。

3）蠶豆機械化低損保質(zhì)收獲技術(shù)。研究基于蠶豆株系-機構(gòu)交互作用下連續(xù)低損傷收獲技術(shù)，割臺、輸送及脫粒清選裝置自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)，以解決脫不凈、落粒及籽粒破損等問題，實現(xiàn)低損收獲、保證產(chǎn)品品質(zhì)，提升種植效益。

4）蠶豆高效機械化生產(chǎn)技術(shù)模式。針對蠶豆的生產(chǎn)特點，構(gòu)建適宜的機械化生產(chǎn)模式，突破蠶豆生產(chǎn)機具智能化和輕簡化關(guān)鍵技術(shù)，提出適用于不同地區(qū)的蠶豆機械化生產(chǎn)技術(shù)集成路徑和裝備配置解決方案。例如，大區(qū)緩坡或平坡區(qū)域采用聯(lián)合收獲作業(yè)，小區(qū)或丘陵山地采用分段收獲作業(yè)。

4 結(jié)語

要實現(xiàn)蠶豆生產(chǎn)的現(xiàn)代化（包括規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化、機械化和智能化），降低蠶豆生產(chǎn)成本和提高機械裝備使用效率，需實施科技興農(nóng)、推進(jìn)蠶豆類生產(chǎn)農(nóng)機農(nóng)藝融合，開展蠶豆農(nóng)機農(nóng)藝技術(shù)融合示范區(qū)建設(shè)行動。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量和綠色發(fā)展，最關(guān)鍵、最根本的舉措是依靠科技創(chuàng)新，通過開展跨領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究，將各項新技術(shù)、新成果運用于蠶豆生產(chǎn)機械裝備研發(fā)生產(chǎn)中，提高作業(yè)裝備的性能，實現(xiàn)作業(yè)裝備的自動化和智能化，使農(nóng)業(yè)資源的利用更加精確高效和科學(xué)合理。同時堅持良種良法配套、大力推廣蠶豆類特色作物高效栽培及田間管理技術(shù)，結(jié)合機械化生產(chǎn)特征完善優(yōu)化我國特色作物的耕、種、管、收等環(huán)節(jié)農(nóng)藝規(guī)范，實現(xiàn)先進(jìn)農(nóng)藝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。結(jié)合專用品種篩選、標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝和機械化生產(chǎn)要求，建立蠶豆全程機械化生產(chǎn)技術(shù)模式及裝備配置方案，通過建設(shè)示范基地，加強宣傳和技術(shù)培訓(xùn)，推動蠶豆機械化生產(chǎn)模式的推廣應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。