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花生产区全程机械化技术集成与适配性优化研究 ——以山东省费县为例论文

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2026-03-21 11:38:05    来源:    作者:xuling

摘要:在分析费县花生机械化生产现状及不同产区特性的基础上,对花生种植全程机械化技术及农机农艺融合方案进行了系统分析。

  摘要:在分析费县花生机械化生产现状及不同产区特性的基础上,对花生种植全程机械化技术及农机农艺融合方案进行了系统分析。构建的分区域机械化技术体系适配性强,有效提升了花生生产效率与综合效益,对促进同类地区花生机械化生产具有重要的指导价值。

  关键词:花生生产;全程机械化;技术集成;适配性优化;费县

  花生作为我国最具国际竞争力的优质油料作物,常年种植面积稳定在7000万亩左右,总产量占全球总产的40%以上,在保障国家食用油供给安全、优化农业种植结构及促进主产区农民增收中占据举足轻重的战略地位[1]。山东省作为我国花生生产第一大省,种植面积超过1200万亩,总产量占全国总量的25%以上,其中费县地处沂蒙山区腹地,是传统的花生优势产区与出口基地[2]。但是当前花生生产面临劳动力老龄化加剧、人工成本攀升、生产效率低下等严峻挑战,全程机械化成为破解产业困境的必由之路。尽管近年来花生机械化生产技术取得显著进步,但是在费县这类丘陵山地地形起伏大、地块碎片化、土壤质地差异显著的区域,现有技术对区域特征考虑不足[3]。因此,聚焦费县花生产区,系统开展全程机械化技术集成与适配性优化研究,构建符合山区特点的农机农艺融合技术体系,对推动区域花生产业转型升级具有重要的理论意义与示范意义。

  1.费县花生机械化生产现状

  费县花生种植历史可追溯至清代乾隆、嘉庆年间,光绪《费县志·物产》便有“蒙山以南、浚河以北连阡累陌种植花生,每亩可得三四百斤”的记载,如今已发展为山东省重要的花生产区和加工基地。近年来,全县花生种植面积稳定在20万亩左右,东蒙镇、薛庄镇、上冶镇、梁邱镇及石井镇等为重点产区,主栽鲁花9号、中花16号等适应性强、品质优良的品种,其中鲁花9号出仁率达73%,粗脂肪含量55.19%,深受市场认可。费县花生生产兼具平原规模化种植与丘陵山区分散种植的双重特征,针对这一特点,当地逐步构建起适配不同区域的机械化生产技术体系。截至2023年底,花生耕种收综合机械化水平已达78.2%,全县现有花生收获机246台、播种机械3075台,农机总动力达54.96万千瓦。

  2.费县花生产区全程机械化技术集成

  2.1播种环节

  费县的花生膜上精量播种技术以推广东泰2 MB-3/6气吸精量花生铺膜播种机为核心,该机型突破膜上打孔穴播、单粒精播等关键技术,采用气吸式排种器实现一穴一粒精准播种,一次作业可完成撒肥、起垄、垄面镇压、喷药、覆膜、膜上播种、穴孔覆土及镇压等多道工序[4]。针对部分区域玉米花生2:4间作模式,费县重点推广鲁中2 BFM-6型玉米花生间作一体化播种机(图1),集成旋耕、起垄、分层施肥、精准喷药、铺膜及同步播种等功能,结合气吸式与指夹式播种技术的优势,适配不同作物播种需求,作业生产率达1.68—2.94km2/h。水肥一体化技术则以费县中粮油脂智慧种植基地为核心辐射推广,基地配套物联网墒情传感器与智能灌溉施肥系统,通过PLC自控技术联动播种环节实现水肥精准供给,并结合生物降解膜的应用,显著提升了花生的品质和产量。

  2.2田间管理

  花生植保环节重点推广华盛泰山3 WPG-600高地隙喷杆喷雾机、3 WFQ-800型风送式喷雾机及极飞P 80、大疆T 60植保无人机,其中华盛泰山3 WPG-600凭借1.05米离地间隙和进口喷头设计,施药均匀性变异系数小,适合平原连片地块作业,而3 WFQ-800型风送式喷雾机因机身灵活,在梁邱镇等丘陵产区的零散地块应用广泛。植保无人机已成为东蒙镇、薛庄镇等重点产区的主流植保装备,推动全县2023年底高效植保机械化水平如期突破60%。绿色防控方面,费县集成推广“农业防治为基础、生物防治为主导”的技术体系,通过在田间布置PS-15 II型频振式杀虫灯、释放赤眼蜂防治蛴螬,配合精准施药技术,使花生农残检测合格率连续三年保持100%。施肥环节以变量施肥技术为核心,推广2 BFX-6型变量施肥机,结合土壤墒情速测仪与花生需肥规律,实现基肥、追肥的精准投放。此外在中耕除草环节,配套使用1 GKN-120型中耕机,结合植保机械的除草功能实现“一机多能”。

  2.3收获环节

  收获是花生生产中技术最复杂、难度最大的环节,也是费县花生机械化的短板所在。在梁邱镇、石井镇等丘陵山区及小规模经营区域,重点推广分段收获技术,核心装备为4 H-800 A小型花生挖掘机(图2)与5 HZF-190 B移动式摘果机。4 H-800 A花生挖掘机机身紧凑、搭载15马力柴油机,可适配坡度≤15°的地块,挖掘深度调节范围8-15厘米,漏挖率低于3%,配合5 HZF-190 B摘果机的柔性滚筒设计,摘净率达98%以上、破损率控制在2%以内,这套组合装备作业效率为2-3亩/天,虽不及联合收获机,但较纯人工作业效率提升10倍以上,且通过田间晾晒的后熟效应,使花生仁饱满度提高5%,有效降低高含水率直接脱粒带来的霉变风险。在东蒙镇、薛庄镇等平原规模化花生产区,示范推广鲁花4 H-3型与雷沃4 HJL-2500型花生联合收获机,这类装备集成扶秧、挖掘、去土、摘果、清选等全工序作业,搭载智能测产系统与可调式挖掘铲,作业效率达8—10亩/小时,清选率超95%,不过受机身尺寸与功率限制,在丘陵地区通过性不足的问题仍需优化。

  2.4产后处理

  在花生烘干环节依托农机优先补助政策,重点推广鲁荣5 H-30型、金阳5 HX-20型节能环保低温循环式烘干机。这类机型以55℃—60℃低温烘干模式,使花生含水率从25%—30%精准降至8%—10%,每批次处理量达20—30吨,目前已在薛庄镇、上冶镇等主要产区建成机械化烘干示范中心。针对覆膜花生残膜污染问题,在山东省农业机械科学研究院技术支持下,费县农业技术推广中心联合宝来花生种植合作社,推广4 MZ-2型花生秧膜分离收获机与3 MZ-1200型残膜回收机(图3)组合装备,前者在摘果同时通过梳齿式分离装置实现秧膜自动分离,后者以弹齿式捡拾机构完成残膜回收,回收率达92%以上,分离后的秧蔓经9 Z-6 A型铡草机加工为青贮饲料,残膜则送再生企业造粒,实现“收获-分离-回收-利用”全流程机械化。智慧仓储方面,以费县中粮油脂等龙头企业为核心,集成应用基于物联网的包装油智能化立体仓库系统,配套四向穿梭车、温湿度传感器及仓库管理系统,通过实时监测7万余吨容量仓储环境的温湿度与气体浓度,自动启动通风或制冷设备。而在中小型种植主体中则推广5 XZ-10型花生清选机与小型智能仓储柜,完成花生清选除杂与短期安全存储。

  3.费县花生机械化技术适配性优化分析

  3.1产区特性与机械化需求分析

  费县地形复杂多样,既有地势平坦开阔的平原区域,也有地形起伏错落的丘陵山区,决定了其对花生机械化技术的不同需求。其中,平原产区以薛庄镇、上冶镇、东蒙镇为核心,该区域耕地集中连片,单块田平均面积超5亩,土壤以疏松肥沃的壤土为主,耕作阻力适中,加之规模化经营特征突出,如东蒙镇组建的农机合作社拥有各类设备62台,服务半径覆盖周边10余个村,种植制度普遍采用一年两熟的“小麦-花生”或“玉米-花生”轮作模式,麦茬直播花生面积占比达85%,这使得该区域对机械化的需求集中体现为大型化、高效化与智能化,以追求规模作业效益。而丘陵产区则以梁邱镇为典型代表,涵盖石井镇等区域,这里田块小而分散,单块田面积多在0.3—1亩之间,部分地块坡度达15°—20°,土壤黏重且含砾石,耕作条件较差,种植制度以一年一熟或两年三熟为主,小规模农户经营占比超70%,对应的机械化需求则聚焦于轻简化、强适应性与多功能性,核心是保障机械在复杂地形中的通过性与操作灵活性。

  3.2农机农艺融合方案

  针对机械化生产痛点,全县统一花生种植标准为行距40—50 cm、株距15—20 cm、垄高15 cm的垄作规格,从源头上解决了“有机难用”困境。同时在东蒙镇3000亩全程机械化示范区、梁邱镇5000亩花生示范区等重点区域,系统探索出“小麦-花生”“玉米-花生”轮作模式下的机具配套清单与操作规程,其中麦茬直播花生的机械化适配流程已在薛庄镇、上冶镇等平原产区推广,带动标准化种植覆盖率提升至68%。

  品种选育方面,费县与山东省农科院深度合作,定向培育并推广鲁花14号、花育33号等高油酸宜机化品种,这些品种株型紧凑、结果集中于地表下5—8 cm处,抗倒伏等级达1—2级,成熟一致性误差不超过3天,适配雷沃4 HJL-2500型联合收获机等装备的作业需求,其粗脂肪含量达55%以上,高油酸特性使市场收购价较普通品种高0.8元/斤,实现农艺改良与农机升级的双向赋能。

  针对梁邱镇、石井镇等丘陵产区土壤瘠薄、黏重的问题,通过每亩增施2000公斤腐熟有机肥、推广秸秆粉碎还田技术改善土壤团粒结构。配合免耕播种等保护性耕作措施,机械通过性显著增强,同时优化耕作制度,将分散地块整合为0.5亩以上的集中田块,推行“一年一熟为主、两年三熟为辅”的适配模式,为4 H-800 A小型挖掘机等装备的应用创造了更优作业条件。

  3.3装备改良与区域适配性优化

  面向梁邱镇、石井镇等丘陵产区田块小、坡度大(部分地块达15°—20°)的特性,装备改良以小型化、强通过性为核心方向,重点推广经河南省农业机械科学研究院优化的4 H-800 A履带式花生收获机,其采用6061铝合金轻量化机架使整机重量降至1.2吨,搭配接地比压0.03 MPa的橡胶履带与18马力单缸柴油机,爬坡能力提升至25°,配合可调式挖掘铲,漏挖率控制在3%以内。同时对3 MZ-1200型残膜回收机进行紧凑型改造,缩短机身长度至2.8米,采用高花防滑轮胎设计,较原机型提升在雨后湿滑地块的通过性。针对东蒙镇、薛庄镇等平原产区耕地连片、规模经营的特点,装备改良聚焦高效化与智能化升级,推广的东泰2 MB-3/6气吸式花生膜上精量播种机,在原有8道工序基础上增设北斗导航自动驾驶系统(定位精度±2 cm)与株距实时监测模块,作业幅宽拓宽至1.8米,作业速度提升至5 km/h,日作业量达80亩,较原机型效率提高30%。示范推广的雷沃4 HJL-2500型花生联合收获机则通过加大脱粒滚筒直径至50 cm、采用双风道清选系统,配合智能测产传感器,实现扶秧、挖掘至清选的全程自动化。模块化设计作为普适性优化策略在全县推广,重点应用的3 TG-4 Q型多功能田园管理机,通过研发快换式液压接头,实现旋耕、起垄、开沟、播种等模块3分钟内快速切换,配套的标准化作业模块可适配不同产区需求。

  4.结论

  综上所述,针对费县地形特征,平原推广大型高效装备,丘陵应用小型适配机具,结合农艺优化与装备改良,显著提升了花生的机械化生产水平。未来需深化智能农机与农艺的深度融合,为同类产区花生生产提供示范。

参考文献:

  [1]申东亮.花生全程机械化生产现状与农机农艺联合推广的可行途径[J].农机使用与维修,2022(08):162-164.

  [2]苏艺,陈明成,李增刚.花生全程机械化生产技术推广与研究—以山东新泰市为例[J].农机使用与维修,2021(03):13-16.

  [3]李彩平,郭常有.花生全程机械化技术试验与分析[J].河北农机,2020(11):15-16+23.

  [4]李鹍鹏,江平,马根众,等.山东省花生生产全程机械化解决方案[J].农业工程,2020,10(09):1-7.