机械化播种技术发展现状与展望

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半夏为天南星科植物半夏（PinelliaTernata）的块根，是我国传统的中药材[1]，为多年生草本植物，具有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结的功效[2]。半夏作为重要中药材以及农民致富的药用经济作物，在我国河北省、甘肃省、山西省、贵州省等省份广泛种植，且种植面积逐年提升。近年来，半夏经济效益显著，农民种植积极性较高。由于中药材半夏在抗击新冠肺炎疫情中的有效作用，半夏的市场需求旺盛，每年的内需及出口总量为8000t~10000t，且呈逐年增加之势。含半夏的中成药较多，有516种中成药都用到半夏。首个治疗新冠肺炎的中成药化湿败毒颗粒涉及的14种药材中就有半夏。日本还用半夏加工药粥、药饮料等保健食品，市场欢迎度很高。野生半夏常生长于山坡、溪边阴湿的草丛或树林下，但由于开垦荒地，荒地伐林使其生长环境遭到严重破坏。农田亦有生长，但由于大量使用灭草剂，农田中的半夏已基本绝迹。目前全国不少野生半夏基地几乎名存实亡，且人工栽培发展缓慢。几年来旱半夏货源较紧，种植也少，半夏亩用种量较大，种植成本高，播种基本采用人工、半人工半机械化等劳动强度高的作业方式，让药农望而生畏，一般都不敢大规模发展，所以总产量不高，很难及时满足市场供应。目前，半夏播种的农艺以人工为主[3]，种植环节机械化发展进程缓慢，需要加强科研工作者、农业技术人员等力量的投入力度。为加快半夏种植机械化发展，课题组梳理国内外先进块茎类作物及现有的半夏机械化播种技术，并提出半夏种植机械化的发展需求和发展趋势。

1半夏机械化播种农艺技术要求

半夏机械化播种技术起步较晚，从亟需研究的内容角度而言，在设计好用且符合生产实际的半夏播种机时需要考虑农机农艺结合的原则，首先是确定半夏种子的形状特征、尺寸特征、播种密度、土壤质地、不同种植地区的播种农艺要求等。

1.1半夏的性状特征

半夏外观呈类球形，如图1所示，有的稍偏斜，直径1.0cm~1.5cm。表面白色或浅黄色，顶端有凹陷的茎痕，周围密布麻点状根痕，下面钝圆，较光滑。质坚实，断面洁白，富粉性[4]。半夏种球大小不一，对播种机的设计有重要影响。半夏种子的直径等级有4种，分别为20mm以上、15cm~20mm、10cm~15mm及10mm以下，前3种可以用机械播种，最后一种种子过小多进行撒播[5]。

1.2播种密度、深度、播种期

裴国平等[6]研究了北方栽培半夏播种密度与总鲜产量、产量构成、繁殖系数间的关系，试验结果表明：大田高产栽培时最适播种密度为488.5万粒/hm2，试验条件下可达总鲜产量17914.3kg/hm2；后又研究了半夏种球大小及播深与一级珠芽生长高度的关系[7]，探讨半夏在不同种球大小［直径：≤1cm(a)；1cm~2cm(b)；≥2cm(c)］、不同播种深度[8cm(A)；16cm(B)；24cm(C)]与一级珠芽生长高度的数学关系以及半夏一级珠芽重量与总产量的关系。研究表明，半夏种球与一级珠芽的生长距离随播深的增加和粒级的增大而增大，增加播深和增大粒级都能为半夏二级珠芽的产生提供条件，为增产提供可能性。但在试验过程中发现，播种越深，粒级越大，出苗越少，珠芽的腐烂率越高。因此，播深、粒级与腐烂率三者之间的关系对指导半夏增产具有现实意义。播种机的参数设计要依据以上研究进行，才能满足实际的生产需求。张雁萍等[8]研究了不同种植密度对半夏性状及产量的影响，研究发现：玉米间套作半夏时，20cm×7cm和20cm×6cm（每窝2粒）是较理想的半夏播种密度。这些参数为半夏播种机的设计提供了数据支撑。

1.3半夏种植的土壤条件与种植模式

半夏喜湿润、肥沃、质地疏松、富含有机质的中性砂质壤土。因此，半夏种植应选择质地疏松、蓄水保墒能力较强、排灌性能良好的中性壤土地块。为避免重茬种植，选择前茬种植过豆科和禾本科作物的地块为好。山丘区种植可选择缓坡地块，平原区种植若地块排水性能较差，在种植时应充分考虑挖排水沟或配备排水设施装备[9]。

2半夏机械化播种技术的发展现状

半夏播种是半夏生产的首要环节，在以往的播种中，基本上采用人工刨坑、开沟、撒种的方式作业，这种方法不仅用人多，工作效率还低。国内的半夏播种机大多是由玉米、马铃薯等与半夏种子相似的播种设备改进而成，目前还很少有专门针对半夏的种植环境要求和不同的地域需求来进行设计的播种机。从最早有半夏播种机的数据开始梳理，发现从2014年开始有半夏播种机的研究文献报道，到现在，半夏播种机才进入起步研究的阶段。

3半夏机械化播种技术的发展趋势

通过文献调研的方法，查询我国半夏播种机及排种器的设计与发明，以及期刊论文的报道，发现我国的半夏机械化播种技术虽处于起步阶段，但发展较为迅速。从最初的单行人力推动播种，到多行机械化播种，再到种子、化肥一体化施用，再到舀勺式、链勺式排种器的研究使用，我国半夏播种机已经从纯人工走向半机械化，正在向全机械化、自动化方向迈进。通过文献汇总，梳理出当前的半夏机械化发展特点，并提出未来的发展趋势。

3.1向综合型播种机研发方向发展

未来，半夏播种机的发展方向之一就是向综合型、复合型方向发展[16]。未来的半夏播种机将集深松、开沟、播种、施肥、覆土、覆膜（部分产区需要覆膜）等多种功能于一身，并且实现更多行的同时播种作业，提高播种的时效性和经济性，可以更好地提升半夏播种环节的作业效率，减少农机　具的多次作业，减少农户的作业成本。

3.2加强半夏播种机关键零部件的研发

加强对半夏播种机关键部件的研究，结合农业生产条件，研发高性能排种器，提高制作工艺水平、降低产品价格，同时结合人工智能和自动控制等辅助手段提高播种质量，实现半夏生产智能化、高速化、精准化作业[17]。

3.3提升农机农艺融合度

根据我国半夏种植地域以及不同地域种植农艺要求的特点，设计生产不同型号的半夏播种机，以满足该地区半夏种植的农艺要求。在小地块和丘陵地区以小型和中型半夏播种机为主；对于干旱和半干旱地区，在原有设计的基础上增加覆膜装置和滴灌装置，以满足该地区种植的农艺要求；对于北方平原地区，设计生产4行及4行以上的大型半夏联合播种机，以满足其大面积播种的实际需求。

3.4智能化、精准化技术集成应用

通过高度融合的机电液一体化设备，研究播种株距自动控制系统、播种行距自动控制系统、播种深度控制系统、自动播种监控系统、漏播补种及重播取种系统等一系列自动控制系统。最终使我国半夏播种机达到世界一流水平。

参考文献：

[1]肖杰，熊金剑，康科星，等.天门半夏标准化栽培技术[J].安徽农学通报，2021，27(11)：38-39+100.

[2]刘文珺，杨秀兰，裴建文，等.种茎大小、播种深度、播种期对半夏出苗及苗情的影响[J].中药材，2010，33(10)：1534-1536.

[3]陈道玉，杨振，腊贵晓，等.半夏播种机设计与试验研究[J].农机化研究，2023，45(5)：93-97.

[4]查登明.半夏高产栽培技术研究[D]武汉：华中农业大学，2008.

[5]彭发智，陈林，张亚振，等.半夏机械生产技术方案设计与发展建议[J].现代农村科技，2021(7)：124-125.

[6]裴国平，裴建文，赵彦仓，等.北方半夏播种密度对产量及其构成因素的影响[J].中国农机化学报，2016，37(8)：252-255.

[7]裴国平，裴建文，雷建明，等.半夏种球大小及播深与一级珠芽生长高度的关系[J].中药材，2014，37(10)：1733-1735.

[8]张雁萍，杨志刚，洪勇.不同密度对间套作半夏经济性状及产量的影响[J].安徽农业科学，2008(12)：5041-5043.

[9]王安民，段义字，王可壮，等.温凉阴湿山区中药材旱半夏高产栽培技术试验研究[J].甘肃农业，2018(7)：50-52.

[10]重庆万博生态农业开发有限公司.一种旱半夏种植箱：CN201720271178.9[P].2017-03-20.

作者:徐曼 张健伟 陈永前 穆亚平 陶波 单位:毕节市农业机械研究所 毕节市农机安全服务中心