半夏機械化耕整地技術發展現狀及展望*
——以貴州省赫章縣為例

張健偉 ，徐 曼 ，王玉華 ， 鄒莉麗 ，王劍宏 ，楊 華 ，楊大駿

（1.畢節市農機安全服務中心，貴州 畢節 551700；2.畢節市農業機械研究所，貴州 畢節 551700）

0 引言

赫章縣是貴州半夏種植的主要產區[1]，同樣也是全國最大的半夏生產基地之一。赫章半夏已經成為我國半夏品牌之一，是中國國家地理標志產品。赫章半夏是一種重要的中草藥，屬于天南星科半夏屬植物，其可用干燥的塊莖入藥。在中藥應用中，赫章半夏又被稱為麻芋子或三葉半夏，具有燥濕化痰、降逆止嘔、消腫散結等功效[2]，應用價值巨大，被廣泛用于中醫藥方中[3]。半夏是赫章縣重要的經濟作物，該縣因地制宜、區域推進、連片開發、集約化發展，建設半夏種植基地，引進產業相關企業，成立專業合作社。種植半夏周期短、見效快、效益高、管理精細，半夏種植產業是赫章縣農業結構調整和鄉村振興的重要產業之一。

種植赫章半夏需要進行多個環節，共計7 個步驟，包括耕整地、定廂、平整廂內土壤、施底肥（包括土肥混合）、半夏鋪放、廂面覆蓋薄土以及開挖排水溝等。半夏的種植過程需要進行多次人工操作，包括播種前的攪拌、播種、補種、撿拾大土塊等。在整個生長期中，每畝土地需要耗費約50 名工人，其中包括8 名播種工、5～8 名田間管理工和每畝土地需要的35 名采收工。多年來，由于多種原因，半夏生產一直以人工種植為主，且用工量極大，畝用工成本高達4 000 元左右，人工成本居高不下一直是阻礙半夏產業發展的重要因素之一。推動半夏種植產業邁向機械化、集約化、產業化、智能化需要專業農用機械的助力。半夏播種前，耕整地環節用工最多，用時也較長，為使半夏種植實現全程機械化，必須實現播種前的耕整地機械化，半夏作為一種需要輪作的農作物，其種植周期較長。由于土壤容易固化，上下土層通透性較差，土壤與空氣的交換能力下降會影響半夏對土壤中養分的吸收和利用，從而影響其生長和產量。為了改善土壤質量，提高半夏的生產效率，及時進行機械化深松整地可以顯著提高半夏根系的水肥利用效率，同時也有助于提高半夏的生產率。

1 赫章半夏耕整地技術規程

赫章縣的土壤pH 值大多在4.5～7.0 之間，平均值在6.3 左右[4]。赫章縣有80.8%的土地海拔高度在1 200 m～2 200 m 之間[5]。該縣的氣候類型屬于低溫帶和中溫帶之間的高原山區氣候，年平均氣溫為13.6℃，最高氣溫可達33.6 ℃，最低氣溫為-3.0 ℃。赫章縣的年降雨量為785.5 mm～1 068 mm，日照時數在1 260.8 h～1 548.3 h 之間[6]。

1.1 選地與整地

在種植半夏的過程中，選地是非常重要的。種植基地的選址應符合一定的質量標準，包括土壤、空氣、大氣污染物、農田灌溉水質量等方面。同時，交通應該便利但遠離主干道，前茬作物以豆科、禾本科為宜，海拔高度應在1 700 m～1 900 m 之間。土壤類型應為黃棕壤、黃壤或紫色土，耕作土層應該不低于0.5 m，土壤pH值在4.5～7.0 之間，有機質含量不低于1.0%[7]。在選定種植地之后，需要對植株殘體進行清理，剔除磚頭瓦塊和較大的硬性顆粒，發現前作物病蟲害區域要進行清除隔離，并用石灰粉進行土壤消毒。在施用廄肥或堆肥時，必須經過充分腐熟處理，并通過質量檢測。赫章半夏的種植農藝如圖1所示。

圖1 赫章半夏種植農藝

在每年的年初，通常會對地塊進行深翻和雜草清除的工作，以確保土壤的質量。在深翻的過程中，會打碎土塊，并除去雜草、石塊和宿根等雜物。在經歷冰雪凌凍的越冬過程后，可以減少地下害蟲對植物的危害。在栽種前，需要再次對地塊進行耕翻，深度為20 cm～30 cm，打碎土塊，并去除較大的根、枝、石塊等。耕翻后，需要將土地暴曬一周，然后再將土地平整并細耙，以達到更好的栽種效果。開箱作畦時，順坡度按照80 cm～120 cm 的寬度進行開廂，中間留作業道40 cm，使用工具將廂內土壤沿中心線撥向作業道，使作業道形成一個寬40 cm、高5 cm～8 cm 的畦，長度依據地塊的大小而定，若為坡地，長度不宜超過20 m。開廂時，要進一步進行土地整理，重點把雜草根清理燒毀。按高低方向順勢開廂，有利于間隔溝內積水。此外，有坡度的地塊，要在地塊高處挖攔水溝[8]。

1.2 田間管理

半夏種植前耕整地環節的另一個目的便是保障后續的田間管理能夠方便、快捷、高效且宜機化，如除草、水分管理（遇旱及時澆水，遇澇及時排水，追肥后及采收前適量澆水，保證作業道通暢）、追肥、摘蕾、病蟲害防治、采收等環節。

2 赫章半夏機械化耕整地技術發展存在的問題

2.1 機械化體系不健全

目前，關于半夏耕整地機械的研究較少，技術上主要以借鑒其他作物為主，缺乏相應的配套化技術，處于較為無序、無標準狀態。王芳等[9]對鏟式深松和深松整地聯合作業機兩種深松機械方式進行試驗對比研究，監測深松效果和深松質量，確定適宜半夏種植的深松機械方式，采用“五區三點”法測試深松質量，對土壤絕對含水率和土壤容重兩指標進行測定。評價方法有深松深度測試評價、行距銜接測試評價和破土率測試評價3 種。通過實驗證明，使用鏟式深松機進行土壤深松作業時，其生產率和作業面積比使用聯合作業機更高，同時能夠深松更深的土壤層，提高土壤通氣性和保水性。然而，在破土率和地面平整度方面，鏟式深松機相對于聯合作業機略有不足。因此，在選擇土壤深松機具時，需要綜合考慮作業要求和土壤情況，根據實際需求進行選擇。作業后可達到土壤疏松、不亂土層，保持淺表層土壤肥力；打破犁底層，上下土壤通透，提高土壤保墑能力，一般可使土壤固體、液體、氣體“三相”比的固相減少5%～10%，土壤容重降低0.03 g/cm3～20.2 g/cm3，使土壤孔隙度增加5%～10%。赫章半夏機械化耕整地主要采用的農機具種類少，適應性差、功能單一，適宜當地種植農藝的農機具也較少，且仍然存在以人工為主的作業方式。市面上的半夏耕整地機械主要有半夏封溝起壟機、半夏播種起壟一體機、開溝機、鏵式犁、小型微耕機、旋耕機等，主要是借鑒其他田園管理機，將應用于其他作物的機械應用于半夏的耕整地上，存在機具的不適應性，需要人工的后續參與。半夏播種起壟一體機如圖2所示，開溝機如圖3所示。

圖2 半夏播種起壟一體機

圖3 開溝機

從當前赫章縣使用的耕整地機械可知，在開廂過程中，除了駕駛員，還需要兩個人工參與，勞動強度和成本依然較大。同時，赫章縣地形多為丘陵，地勢不平，大型機械可作業的范圍較小，坡地的耕整地依然存在機械化程度不高的問題。

2.2 傳統農藝操作習慣不易改變

目前，由于部分農民對農業機械化的認識較低，仍然堅持傳統的半夏耕作方式，導致機械化耕整地技術的推廣面臨一定的阻力。為了解決這一問題，農機部門需要深入田間，開展有針對性的推廣宣傳工作。通過實地示范和試驗對比分析，向農民普及機械化耕整地技術和傳統耕作方式的優缺點，幫助農民深刻認識到機械化耕整地技術的重要性和優越性。此外，還需要給予農民一定的補貼和優惠政策，以鼓勵他們積極應用機械化耕整地技術，提高農業生產效率和半夏的產量[10]。由于傳統的生產農藝需要進行一些宜機化改造，需要農藝和農機進行良性整合，相互促進，從而進一步提升半夏機械化種植的生產效率。

2.3 機械化耕整地技術規范不健全

赫章半夏機械化耕整地發展尚處于無序狀態，沒有依據的無序發展會造成一定的資源浪費[11]，需要研究人員投入較大精力研究當地的耕整地需求，開展試驗研究，從而形成適用的耕整地技術規范。有的地方在丘陵，有的地方需要半夏覆膜種植等特殊情況，都需要制定相應的技術規范，以促進赫章半夏機械化耕整地技術的發展。

3 赫章半夏機械化耕整地技術發展展望

3.1 借鑒馬鈴薯耕整地生產機械化技術

赫章半夏生產可類比于馬鈴薯的生產，半夏和馬鈴薯有很多的相似性，均為塊莖種植，種植均需要起壟，生產過程大致相同。馬鈴薯種植機械化全流程如圖4 所示[12]，馬鈴薯種植農藝如圖5 所示。馬鈴薯種植前的地面處理也與半夏類似，需要進行機械深松和旋耕，特別是在有機聯合作業機具的支持下，整地效果更佳。在整地后，需要確保地面平整、沒有秸稈或其他殘留物，而且土壤需要上松下喧、耕層綿軟，使土地質地細碎，以便機械鋪膜或播種操作。

圖4 馬鈴薯種植機械化全流程

圖5 馬鈴薯種植農藝

為了獲得更好的耕作效果，深松深度應該達到犁底層的打破程度，一般需要深達25 cm，每隔2～4 年進行一次。旋耕深度應該達到15 cm 以上[13]。馬鈴薯的機械化發展起步早、時間長、范圍廣，已經基本實現了全程機械化生產[14-15]。先前的研究工作中，學界對馬鈴薯主要生產環節的機械化進行了大量的研究，并整合了馬鈴薯全程機械化技術，這些技術也在一定程度上適用于半夏的機械化生產，特別是在山地丘陵地區。

半夏的機械化生產可以借鑒馬鈴薯的機械化耕整地技術，采用旋耕、施肥、播種、定廂、開溝等機械化作業，半夏種植流程如圖6 所示。在機械的選擇上，應優先考慮自走式小型機械，并先進行單一機械作業的研發，再進行復合機械的研發。同時，可以考慮將耕整地、定廂、平整、施肥、開溝等功能進行綜合，研究開發復合一體機，以提高機械化生產的效率和質量。

圖6 半夏種植流程

3.2 推廣山地丘陵半夏機械化耕整地技術

由于貴州赫章縣的地形以山地丘陵為主，大力推廣山地丘陵半夏機械化耕整地技術，有利于半夏種植向全程機械化、標準化、集約化方向發展，有利于提高半夏的產業化程度。貴州當前農業機械化率低于全國平均水平，力爭到2024 年，貴州實現主要農作物綜合機械化率55%以上。通過引進一批優質企業、一批適用機械、一批山地農機技術，積極推動農機對外交流合作，加快推進農機裝備研發制造，貴州在“丘陵山區適用小型機械推廣應用先導區”建設上取得了實質成效。

3.3 探究不同耕整地技術對半夏生產的影響

研究表明，通過深松和深翻的機械整地作業，可以顯著地改善半夏生長環境中0～30 cm土層的土壤含水量，增強土壤透水性，提高土壤容重和硬度，降低土壤孔隙度。同時，采用單螺旋施肥機進行作業也能夠有效改善土壤的緊實度、總容重和孔隙度。相比于旋耕作業，深松、深翻整地作業能夠增強土壤的透氣性和透水性，有利于土壤水分的滲透，從而有助于提高半夏的產量。因此，需要比較不同的機械化整地技術對半夏田土壤物理和化學性質以及半夏產量的影響，為機械化技術模式的推廣和新型農業機械的研發提供參考[16]。

4 結論

本課題基于農機農藝結合原則，對赫章半夏的種植流程進行了調研，包括7 個主要環節：耕整地、劃線定廂、平整廂內土壤、施底肥（包括土肥混合）、拌料后的半夏鋪放、廂面薄土覆蓋以及開挖排水溝等。通過研究半夏的種植流程，為機械化耕整地技術的發展提供了指導方向。梳理發現，赫章半夏機械化耕整地技術發展存在機械化體系不健全、傳統農藝操作習慣不易改變、機械化耕整地技術規范不健全等問題，并提出借鑒馬鈴薯耕整地生產機械化技術、推廣山地丘陵半夏機械化耕整地技術、探究不同耕整地技術對半夏生產的影響等發展展望，以推動赫章半夏機械化耕整地技術的發展。