武小燕， 何超波， 胡積送， 馬春陽

（1. 安徽省農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣總站，安徽 合肥 230000； 2. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，安徽 合肥 230000）

0 引言

藜麥原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈，營養(yǎng)價值極高，不僅含有豐富的優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等，同時含有多酚、類黃酮類、皂苷及植物甾醇類物質(zhì)等多種對人類身體有益的物質(zhì)，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦為適宜人類食用的全營養(yǎng)食物，有著“植物黃金”的美譽[1-2]。我國從20 世紀八九十年代開始引進藜麥種植，取得初步成功，到目前我國藜麥種植面積擴大到2 萬hm2，總產(chǎn)量達到2 萬t，主要分布在青藏高原及云貴高原等高海拔地區(qū)[3]。青海柴達木盆地平均海拔3 000 m左右，降雨量300 mm，具有與原產(chǎn)地高度吻合的生態(tài)氣候特點，是我國最適合種植藜麥的地區(qū)之一[4]。

藜麥屬于藜科，與灰灰菜同科，是一年生草本植物，對除草劑非常敏感，加之生產(chǎn)環(huán)境及對藜麥品質(zhì)的要求，柴達木盆地藜麥除草仍以人工作業(yè)為主，人工除草費工時、成本高，中后期基本放棄除草，嚴重影響藜麥的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。該地區(qū)地廣人稀、勞動力極度缺乏，農(nóng)忙時農(nóng)工難覓，而且工價高，制約了藜麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究適宜當?shù)氐臋C械作業(yè)模式，盡快破解藜麥田間雜草防除難題，對柴達木目盆地的藜麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分必要。本試驗來源于安徽省重點研究與開發(fā)計劃?科技援藏援疆援青專項，通過研究不同機械化生產(chǎn)模式，分析不同模式對藜麥田間雜草、成本投入及產(chǎn)量的影響等，從而分析適宜于柴達木盆地大規(guī)模推廣的機械化生產(chǎn)模式。

1 試驗方法與材料

1.1 試驗地概況

試驗區(qū)位于青海省海西州德令哈市，位于柴達木盆地東北邊緣，平均海拔2 980 m，年平均氣溫4.5 °C，年平均降水量169 mm， 日光輻射量為669.7～732.5 kJ/cm2，全年日照時數(shù)為3 554 h，日照充足、高寒缺氧、干燥少雨，屬典型的高原大陸性氣候[6]。試驗區(qū)位于德農(nóng)公司四大隊二工區(qū)，地勢平坦、水渠通暢、交通便利，試驗田塊前茬為冬季空白田塊，依托德令哈久農(nóng)種植專業(yè)合作社開展藜麥除草機械化技術(shù)研究試驗示范工作。試驗時間為2021 年5?11 月。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試品種

供試品種為青藜5 號。

1.2.2 供試機具

耕整地機具：冀旋 1GQN-180 型旋耕機。

播種機具：甘肅天誠2MBJ-1/4 型覆膜播種機。

除草機具：山東華盛便攜式除草機。

收獲機具：約翰迪爾W100 型谷物聯(lián)合收割機。

殘膜回收機具：灞野殘膜回收機。

配套動力：約翰迪爾604 型拖拉機。

1.2.3 其他材料

1.5 絲加金屬絲黑地膜，膜幅寬120 cm，數(shù)量90～105 卷/hm2，每卷100 m；卷尺1 把，秒表1 個、天平1 臺、鏟子1 把。

1.3 試驗設(shè)計

采用小區(qū)對比試驗設(shè)計，設(shè)置3 個作業(yè)模式處理，不設(shè)重復(fù)。為了保證產(chǎn)量考察的科學(xué)性，試驗田塊品種一致、基本條件一致、單位面積基本苗保持一致，耕整地、播種、田間管理及收獲等主要環(huán)節(jié)作業(yè)時間一致，肥水管理一致，如表1 所示。根據(jù)供試田塊情況和播種幅寬要求，設(shè)置每個小區(qū)凈面積3 335 m2。

表1 田間試驗設(shè)計Tab. 1 Field experiment design

1.4 試驗方法

1.4.1 雜草密度、種類調(diào)查

6 月24 日，藜麥處于3～4 葉期，對田塊進行雜草密度和種類調(diào)查。采取5 點取樣法，每個田塊取5 個測區(qū)。每個測區(qū)面積為1 個幅寬（行距0.3 m×行數(shù)4）×1 m。考察每個測區(qū)內(nèi)每種雜草的數(shù)量，根據(jù)式（1）計算每個處理的雜草密度。

1.4.2 除草率考察

6 月24 日，對T2、T3處理進行機械和人工中耕除草作業(yè)后，再對每個小區(qū)進行雜草株數(shù)調(diào)查，按照式（2）計算機械和人工的除草率。

1.4.3 殘膜回收作業(yè)質(zhì)量考察

10 月16 日，依據(jù) NY/T 1 227?2019《殘地膜回收機 作業(yè)質(zhì)量》檢測殘膜回收機的表層拾凈率[7]。采取5 點取樣法在田塊中選取5 個測區(qū)作為耕前測區(qū)，然后在作業(yè)前的5 個測區(qū)附近但不重疊的區(qū)域再選5 個測區(qū)，作為作業(yè)后的5 個測區(qū)。測區(qū)長5 m，寬為一個膜的幅度。

分別將5 個測區(qū)按土層深度0～100 mm 取出殘膜。將各測點取出的殘地膜洗凈、晾干后稱質(zhì)量，按照式（3）計算撿拾率。

1.4.4 作業(yè)成本考察

統(tǒng)計各處理田塊的播種、除草、收獲及殘膜回收環(huán)節(jié)作業(yè)時間，計算所需人工費用。統(tǒng)計各處理燃油、薄膜、機具折舊等費用，計算每個處理各環(huán)節(jié)作業(yè)成本及各試驗處理總作業(yè)成本。

1.4.5 生育期及農(nóng)藝性狀考察

記錄藜麥播種、出苗、分枝、現(xiàn)蕾、開花、灌漿、成熟各生育時間的日期，以田間50%以上植株達到對應(yīng)生育時期標準的日期為準。10 月16 日，藜麥成熟期，每個處理定點選取20 個植株，測量株高、莖寬、主穗穗長、主莖分枝數(shù)和全株質(zhì)量等參數(shù)。

1.4.6 產(chǎn)量考察

10 月16 日，藜麥成熟期，對試驗田塊進行實收測產(chǎn)，計算每個處理產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理雜草生長情況

由表2 和表3 可以看出，覆蓋黑膜種植藜麥，苗期田間雜草密度和雜草種類數(shù)都比不覆膜種植雜草密度和種類少。黑膜覆蓋種植藜麥苗期田間雜草平均密度為4.5 株/m2；不覆膜種植藜麥田塊T2、T3雜草平均密度為41.5 和44.0 株/m2。由于黑色地膜折光率高（80%～90%）、透光率低（10%～20%），光照不足，雜草種子不能正常進行光合作用，無法萌發(fā)生長，達到了抑制雜草的作用，但在地膜破裂處及兩幅膜間空隙處仍有部分雜草生長[8]。調(diào)查顯示，項目區(qū)藜麥田塊主要雜草種類為8 種，分別為 野燕麥（禾本科）、絲草（水草本）、灰灰菜（藜科闊葉）、竹節(jié)草（禾本科）、水燕麥、野油菜（十字花科）、萹蓄（草本科）和苦苣菜，其中野燕麥、絲草、灰灰菜為項目區(qū)藜麥生長前期的主要雜草，占雜草總數(shù)的90%以上。

表2 雜草情況調(diào)查結(jié)果Tab. 2 Results of weed investigation單位：株

表3 雜草密度統(tǒng)計結(jié)果Tab. 3 Statistical results of weed density單位：株/m2

2.2 不同除草方式除草作業(yè)效果

從表4 可以看出，人工除草（T3）作業(yè)比機械除草作業(yè)（T2）除草率高。人工除草作業(yè)機動靈活、操作方便，藜麥行間、株間及藜麥植株根系附近雜草都能有效耕除。T2處理采用便攜式除草機作業(yè)，只能對行間雜草進行耕除，株間雜草和植株根系附近的雜草不能得到徹底去除。

表4 除草率對比結(jié)果Tab. 4 Comparison results of weeding rate

2.3 殘膜回收作業(yè)質(zhì)量

從表5 可以看出，用1.5 絲加金屬絲黑膜覆蓋播種藜麥，收獲后再用殘膜回收機進行殘膜回收作業(yè)，用耙齒式殘膜回收機作業(yè)2 遍后，表層殘膜拾凈率達到81.45%，滿足殘膜回收機作業(yè)質(zhì)量要求（《殘膜回收機 作業(yè)質(zhì)量》規(guī)定表層拾凈率≥80%）。

表5 殘膜撿拾效果Tab. 5 Picking effect of residual film

試驗結(jié)果顯示，全喂入聯(lián)合收獲機進行收獲作業(yè)后，秸稈粉碎拋撒地表，如果直接進行殘膜回收作業(yè)，殘膜回收效果較差[9]。藜麥莖稈粗壯，植株高大，生物產(chǎn)量高，成熟后莖粗可達到10～20 mm，株高可達到2 m左右，全喂入聯(lián)合收割機作業(yè)后，地表殘茬多，秸稈量大，直接進行殘膜回收導(dǎo)致殘膜回收機齒耙被大量秸稈、殘茬擁堵，作業(yè)部件無法入土進行摟拾殘膜作業(yè)，殘膜回收達不到作業(yè)效果。要保證殘膜回收作業(yè)質(zhì)量需要人工或者機械減少地表的秸稈量。

由于試驗區(qū)是游牧民族放牧區(qū)，藜麥收獲季節(jié)天氣變冷，牧民會將羊群遷到平原地區(qū)，藜麥收獲后，牧民將羊群趕到藜麥田塊，羊群啃食藜麥莖稈和根茬。聯(lián)合收獲機收獲后，經(jīng)過3～5 d 自然風(fēng)化和羊群啃食，田塊藜麥殘茬和秸稈明顯減少，秸稈含水率降低，容易粉碎，殘膜回收機進地作業(yè)再次碾壓，秸稈粉碎程度高，殘膜回收機耙齒的擁堵現(xiàn)象明顯減少，提高了殘膜回收機的作業(yè)質(zhì)量。

2.4 作業(yè)成本分析

2.4.1 耕整地環(huán)節(jié)作業(yè)成本

機械（旋耕機+配套動力）折舊費（元/m2）=（8 000元÷8 年+ 86 000÷8 年×1/3）÷（40 020 m2/d×15 d/年）=0.007 6元/m2。

機械操作人員（1 人）費用（元/m2）= 300 元/（人·d）×1 人÷40 020 m2/d= 0.007 5 元/m2。

機械輔助人員（1 人）費用（元/m2）= 200 元/（人·d）×1 人÷40 020 m2/d=0.005 元/m2。

耕整地環(huán)節(jié)機械化作業(yè)成本如表6 所示。

表6 耕整地環(huán)節(jié)機械化作業(yè)成本Tab. 6 Cost of mechanized operation in tillage and land preparation

2.4.2 播種環(huán)節(jié)作業(yè)成本

機 械（ 播 種 機+配 套 動 力） 折 舊 費=（ 8 400元÷8 年+ 86 000÷8 年×1/3）÷（40 020 m2/d×15d/年）=0.007 7元/m2。

機械操作人員（1 人）費用= 300 元/（人·d）×1 人÷40 020 m2/d=0.007 5 元/m2。

覆 膜 機 械 輔 助 人 員（3 人） 費 用= 200 元/（人·d）×3 人÷40 020 m2/d=0.015 元/m2。

不覆膜機械輔助人員（2 人）費用= 200 元/（人·d）×2 人÷40 020 m2/d=0.01 元/m2。

播種環(huán)節(jié)機械化作業(yè)成本如表7 所示。

目前，很多風(fēng)場的單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，電纜管開始從基礎(chǔ)內(nèi)部延伸到法蘭面位置，目的是為了方便安裝與方便電纜保護，也避免了由于電纜管加強不當而產(chǎn)生的渦激振動現(xiàn)象。但在鋼管樁上開口，在局部位置產(chǎn)生了應(yīng)力集中，開口位置的疲勞強度問題將變得尤為重要。電纜從單樁基礎(chǔ)底部進入鋼管樁內(nèi)側(cè)的基本形式如圖6所示。

表7 播種環(huán)節(jié)機械化作業(yè)成本Tab. 7 Cost of mechanized operation in seeding

2.4.3 除草環(huán)節(jié)作業(yè)成本

（1）覆膜種植除草作業(yè)成本。

覆膜播種方式整個生育期需要進行2 次人工除草作業(yè)。

除 草 作 業(yè) 成 本=150 元/（ 人·d） ÷3 335 m2/（人·d）×2 次=0.09 元/m2。

（2）不覆膜種植除草作業(yè)成本。

不覆膜種植整個生育期需進行4～5 次人工除草作業(yè)，除草作業(yè)成本約1.004 5 元/m2。

（3）機械化除草作業(yè)成本。

機 械 折 舊 費=（ 1 500 元÷8 年） ÷（ 4 002 m2/d×10 d/年）= 0.004 7 元/m2。

除草環(huán)節(jié)作業(yè)成本如表8 所示。

表8 除草環(huán)節(jié)作業(yè)成本Tab. 8 Operation cost of weeding link

2.4.4 收獲環(huán)節(jié)作業(yè)成本

機械折舊費=（270 000 元÷8 年）÷（66 700 m2/d×10 d/年）= 0.050 6 元/m2。

機械操作人員（1 人）費用= 500 元/（人·d）×1 人÷66 700 m2/d=0.007 5 元/m2。

拉糧輔工（1 人）費用= 500 元/（人·d）×1 人÷ 66 700 m2/d=0.007 5 元/m2。

其他機械輔助人員（3 人）費用=3 人×200 元/（人·d）÷ 66 700 m2/d=0.009 元/m2。

收獲環(huán)節(jié)作業(yè)成本如表9 所示。

表9 收獲環(huán)節(jié)作業(yè)成本Tab. 9 Operation cost of harvest link

2.4.5 殘膜回收環(huán)節(jié)作業(yè)成本

機械（殘膜回收機+配套動力）折舊費=（4 500元÷8 年+ 86 000÷8 年×1/3）÷（40 020 m2/d×15 d/年）=0.006 9 元/m2。

機械操作人員（1 人）費用=500 元/（人·d）×1 人÷ 40 020 m2/d= 0.012 5 元/m2。

機械輔助人員（3 人）費用=[150 元/（人·d）×2 人+300 元/（人·d）×1 人]÷40 020 m2/d=0.015 元/m2。

殘膜回收作業(yè)成本如表10 所示。

表10 殘膜回收作業(yè)成本Tab. 10 Residual film recovery operation cost

將耕整地、播種、除草、收獲及殘膜回收等各環(huán)節(jié)作業(yè)成本進行統(tǒng)計，如表11 所示。不覆膜播種+機械化除草（T2）生產(chǎn)模式，作業(yè)成本最低，為0.282 1 元/m2；覆黑膜播種（T1）的生產(chǎn)方式作業(yè)成本為0.535 7 元/m2；不覆膜播種+人工除草的生產(chǎn)方式作業(yè)成本最高，為1.199 4元/m2。覆黑膜播種方式（T1）減少了除草環(huán)節(jié)的作業(yè)成本，但在播種環(huán)節(jié)增加了薄膜的生產(chǎn)資料成本，并且增加了殘膜回收作業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)成本，但總體生產(chǎn)成本還是比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式（T3）節(jié)約成本約0.663 7 元/m2。

表11 作業(yè)成本統(tǒng)計Tab. 11 Operation cost statistics單位：元/m2

2.5 生育期及農(nóng)藝性狀

2.5.1不同處理對生育期的影響

從表12 可以看出，藜麥覆黑膜種植生育期比裸地種植生育期短10～15 d。黑膜覆蓋土壤表面的土壤水分無法從薄膜散發(fā)到外界空氣中，減少水分的蒸發(fā)，起到了保濕保墑的作用；同時黑色薄膜能吸收太陽光照，轉(zhuǎn)化為熱能，散發(fā)到土壤中，從而提高土壤溫度。因適宜藜麥種植區(qū)域多為高海拔、氣候冷涼地區(qū)，覆黑膜種植能夠?qū)ν寥谰哂忻黠@的增溫、保墑作用，給藜麥種植萌發(fā)、生長發(fā)育創(chuàng)造了更適宜的溫度、濕度環(huán)境，使藜麥具有加速生育進程、縮短生育期，促進早生、快發(fā)的優(yōu)勢[10]。

表12 生育期Tab. 12 Growth period

2.5.2不同處理對農(nóng)藝性狀的影響

從表13 可以看出，覆黑膜種植藜麥植株株高、莖粗、有效分枝數(shù)及千粒質(zhì)量等植株性狀均具有明顯的促進作用。株高T1>T3>T2，莖粗T1>T3>T2，主穗長T1>T3>T2，有效分枝數(shù)T1>T2>T3，千粒質(zhì)量T1>T3>T2。機械化除草作業(yè)及人工除草作業(yè)對植株農(nóng)藝性狀影響不大。

表13 農(nóng)藝性狀Tab. 13 Agronomic characters

2.6 不同處理產(chǎn)量表現(xiàn)

藜麥成熟后對試驗田塊進行實收測產(chǎn)，測產(chǎn)結(jié)果為T1覆黑膜種植的產(chǎn)量最高，達到3 952.5 kg/hm2，T2不覆膜機械化除草產(chǎn)量為3 324 kg/hm2，T3不覆膜人工除草產(chǎn)量為3 361.5 kg/hm2。覆黑膜種植藜麥具有顯著增溫、保濕、抑制雜草的效果，從而達到增產(chǎn)作用。機械化除草作業(yè)及傳統(tǒng)人工除草作業(yè)產(chǎn)量差異不大。

3 結(jié)論

對藜麥不同生產(chǎn)作業(yè)模式的雜草密度、雜草種類、生育期、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、作業(yè)成本及機械化除草作業(yè)效果、殘膜回收作業(yè)效果進行考察分析，結(jié)果表明，在該區(qū)域內(nèi)開展藜麥覆黑膜播種+殘膜回收（T1）生產(chǎn)模式具有明顯的增產(chǎn)和節(jié)約成本的特點，開展不覆膜種植+機械化除草（T2）生產(chǎn)模式具有顯著的節(jié)約生產(chǎn)成本的特點。

藜麥覆黑膜播種+殘膜回收（T1）可以顯著減少雜草的生長，從而減少了除草環(huán)節(jié)的作業(yè)成本，并且由于光、熱、水、土等生態(tài)條件的改善，促進了各生育階段的生長發(fā)育，從而有明顯增加產(chǎn)量的作用[8]。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式（T3）對比節(jié)約成本6 637 元/hm2、增產(chǎn)591 kg/hm2，以10 元/kg 的銷售價格來計算，節(jié)本增效12 547 元/hm2，經(jīng)濟效益顯著。前提是要選擇厚度適宜、不宜老化、抗拉伸、無毒、無其他污染的薄膜，以及適宜的殘膜回收機具，保證殘膜回收作業(yè)達到質(zhì)量要求，避免殘膜長期得不到合理回收，造成對土壤的破壞。

不覆膜種植+機械化除草（T2）與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式（T3）對比，節(jié)約成本約9 173 元/hm2。與人工除草對比產(chǎn)量影響不大，能緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力缺乏帶來的問題，大大減少作業(yè)成本、提高生產(chǎn)效益，并且避免了覆膜種植帶來的殘膜遺留、破壞土壤、影響生態(tài)環(huán)境的作用，具有更為顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。