l 引言
根據(jù)2001年7月El本農(nóng)林水產(chǎn)省公布的農(nóng)業(yè)休耕地的調(diào)查結(jié)果表明，日本耕地面積連續(xù)減少，每年有4～5萬公頃的農(nóng)業(yè)用地被廢耕或休耕。其主要原因是地方上有半數(shù)以上的農(nóng)用耕地被放棄耕種。放棄的耕地以丘陵地區(qū)居多。在日本，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展十分迅猛，目前已經(jīng)建立了水稻耕作的機械化體系，節(jié)省了大量的勞力。短短數(shù)年連機械化程度較落后的蔬菜種植業(yè)也有了大幅度的發(fā)展。農(nóng)作物耕種的季節(jié)性很強，一件農(nóng)業(yè)機械不可能做到全年使用。特別是專用機械在較短的農(nóng)忙期以外一般長期擱置。如何有效利用農(nóng)業(yè)機械，降低使用成本，也是需要解決的問題。本文根據(jù)上述現(xiàn)狀，以紅麻為對象，針對這一資源植物的省勞力、低成本的機械化栽培的可行性進行探討。
2 紅麻機械化栽培的概念
從日本水稻耕作機械化的發(fā)展來看，產(chǎn)業(yè)、機械，特別是研究是必要的三個條件。其一是要符合社會的發(fā)展和需求；其二是要符合人們的需求及滿足其愿望；其三是要以時代的先端技術(shù)為基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的擴大如果沒有機械化，不僅規(guī)模上會受到制約，而且也不可能降低成本和節(jié)省勞力。紅麻作為資源植物、工業(yè)原料或農(nóng)業(yè)資材進行栽培，必須進行大規(guī)模、低成本的機械化作業(yè)。這個問題，應(yīng)從(1)可否利用棄耕地等未利用土地栽培紅麻；(2)既有機械可否構(gòu)筑紅麻栽培的機械化體系的原點—— 紅麻栽培的機械化來研究。
2．1 棄耕地等未利用土地的利用
日本耕地面積從1960年初達到最高609萬公頃后開始逐年減少，到1999年為487萬公頃，約減少了20％ 。近年來棄耕地的面積仍在增加，特別是丘陵地區(qū)有5％ 的農(nóng)地放棄耕種，是平原地區(qū)的2倍多。而農(nóng)業(yè)耕地一旦被荒廢則很難恢復。為了保證將來糧食的穩(wěn)定和安全供給，必須多方面地發(fā)揮農(nóng)業(yè)的功能。如何防止耕地的荒廢，如何有效地利用耕地是重要的課題。為了使紅麻大量且穩(wěn)定地供給，假設(shè)了一個栽培體系。即利用地域內(nèi)零散的棄耕地及可栽培的土地，從耕耘到收獲的整個過程全部使用機械化栽培。設(shè)定在當?shù)厣a(chǎn)協(xié)會注冊的負責生產(chǎn)的委托人。該生產(chǎn)協(xié)會負責對本地域的紅麻及其它作物的種植、未利用土地的利用計劃進行提案并實施。普通市民、農(nóng)民也可參加該計劃。收獲后的紅麻，由生產(chǎn)協(xié)會組織原料堆場的營運，原料堆場負責韌皮部和木質(zhì)部的分離加工，然后提供給各加工廠。
2．2 利用既有機械構(gòu)筑作業(yè)體系
紅麻栽培中引入新機械需進行高額投資。而象紅麻這樣的資源植物又必須進行低成本生產(chǎn)。因此應(yīng)盡量避免新機械的投資，以農(nóng)民既有的機械構(gòu)筑機械化作業(yè)體系。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性強，農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)忙期以外基本閑置。根據(jù)農(nóng)業(yè)機械種類的不同，各地域都將會有相當數(shù)量的休閑機械。紅麻栽培就可以利用這些機械。因此有必要建立信息網(wǎng)絡(luò)，使休閑機械的所有者、栽培的委托方和被委托方可通過信息網(wǎng)絡(luò)向生產(chǎn)協(xié)會提出機械的種類、委托方和被委托方的需求，同時應(yīng)將栽培委托地及棄耕地等土地信息進行記錄。也可將技術(shù)情報等其它信息進行記錄。這些信息需由整個地域共享。生產(chǎn)協(xié)會應(yīng)利用統(tǒng)計資料，作出整個地域未利用土地的利用計劃、進行機械種類和利用狀況的收集、作業(yè)委托和機械調(diào)劑的工作。此體系的建立，將有計劃地使土地以及農(nóng)業(yè)機械得到有效利用。
3 利用既有農(nóng)業(yè)機械進行紅麻栽培的試驗
3．1紅麻栽培條件的調(diào)查
對機械化栽培條件進行了調(diào)查，調(diào)查用地設(shè)在新渴大學內(nèi)。播種期為5月21日、31日和6月11日3期，栽植密度為每100平方米1000粒、2000粒、3000粒的3組，共計9個小區(qū)。間距為60em，全部為人工操作。根據(jù)對紅麻生長的調(diào)查結(jié)果表明，5月21和5月31日播種的小區(qū)之間紅麻生長無差別，6月11日播種的小區(qū)與前者相比生長狀況要差。5月下旬播種最為適宜。生長在1O月下旬即停止，進入11月份便開始落葉。收割時期以70％ 的落葉即11月上旬為適宜期。栽植密度以每100平方米2000粒組的產(chǎn)量為最高。
3．2 利用既有機械的驗證實驗
以收獲產(chǎn)量最高的每100平方米2000粒的栽培密度種植紅麻，從耕種到收獲全部利用既有的機械，對利用既有機械種植紅麻的可行性進行了試驗。
3．2．1耕耘作業(yè)
使用水稻等作物常用的耕作機。紅麻田里殘留著前一年的紅麻桿、根以及還沒有腐爛的木質(zhì)部等，觀察其對耕耘作業(yè)和播種作業(yè)的影響。設(shè)2種耕耘法：a組(第一次用耕用犁耕、第二次用輪轉(zhuǎn)機耕)、b組(輪轉(zhuǎn)機耕)進行比較。a組處理，犁耕可使深約30em的土壤翻上，埋沒了長15—20em的殘桿，即使第二次輪轉(zhuǎn)機耕的攪拌，翻出的殘桿、殘根也很少。b組處理，耕耘深度約15era，雖然大部分殘桿被攪拌破碎，但與a組處理相比，露出地表的殘桿等較多。在同一田塊進行了連續(xù)3年的試驗，結(jié)果表明殘桿對a、b兩組處理的耕耘都未造成影響。土壤表面的殘桿雖然目前看對播種沒有影響，但對于不同類型的播種機可能會在作壟、覆土等操作上產(chǎn)生影響。另外，紅麻田改種水稻的情況下，殘桿的問題很大。據(jù)調(diào)查，由于紅麻殘桿漂浮在水面，使得插秧作業(yè)無法進行。犁耕機是旱田的耕作機，以水稻耕種為主的地域擁有量不多。而輪轉(zhuǎn)機耕在水田、旱田中均為常用農(nóng)機，如果不是農(nóng)忙季則容易確保。雜草方面，由于a組處理為反轉(zhuǎn)耕地的形式，雜草較少；h組處理為攪拌耕形式，雜草較多。綜合實驗結(jié)果認為b組處理對紅麻的栽培也不造成影響。
3．2．2播種作業(yè)
使用的播種機為蕎麥、大豆、小麥、大麥、高梁等作物都能使用的，并且附帶有施肥機的播種
機。使用購人的紅麻種子，機播時種子流動性好(角度27。)，無分流及堵塞現(xiàn)象，種子表面未見損
傷。間距皆調(diào)整為75em。播種量為按刻度盤調(diào)整為每100平方米2000粒。根據(jù)播種機的種類，在
播種前仔細調(diào)整好播種量十分重要。
3．2．3除草作業(yè) ‘
不使用除草劑。使用安裝在拖拉機上的除草機。除草在播種后10—14天出芽整齊、根系伸展時進行。此后原則上每隔1O一14天除草一次。紅麻的初期生育較慢，有必要提前進行除草。用帶有數(shù)根爪耙的除草機除草，效果很好，但植株之間的雜草難以除去。待紅麻進人生長旺盛期后，低矮雜草自行減少，零星的高雜草不會影響紅麻的生育。用培土機可以埋沒紅麻植株間的雜草，達到除草效果。將除草機和培土機配合使用，在紅麻生長初期除草效果較好，但到收獲時則雜草繁茂。安裝在拖拉機上的除草機在紅麻長到高度50em以上時，因拖拉機的高度不夠，不能進人田間。因此紅麻和其他作物一樣，利用機械進行除草都具有其局限性。除了上述機械除草方法以外，也可在步行管理機上安裝除草機進行除草。
3．2．3收獲作業(yè)
可以收獲高度超過3米的收割機械十分有限，以下面的3種機械進行了試驗：
3．2．3．1收割機
紅麻莖較粗，使用鐮刀進行人工收割較困難。使用最多的就是收割機。整株紅麻收割后，由人工去掉枝葉進行干燥、貯藏。這種除收割以外皆用人工的方法適用于小規(guī)模的紅麻栽培。
3．2．3．2飼料收割機
FH通常用于收獲玉米。而玉米與紅麻的形狀相近，可以應(yīng)用到紅麻收獲作業(yè)。收獲時按以下方法進行：飼料收割機裝載于拖拉機的右側(cè)的收割部位，紅麻全桿被收割、切斷后用鼓風機吹出，進人到拖拉機左后方跟隨的回收車。需設(shè)2名操作員。即使倒伏的紅麻也能收割，而且不會出現(xiàn)韌皮與機械的纏繞現(xiàn)象?；厥蘸?，紅麻的韌皮部、木質(zhì)部、麻葉及雜草混雜在一起。為了避免麻葉和雜草混人，等紅麻落葉結(jié)束后以及雜草干枯時收獲最為適宜。但是，此時試驗所在地的新縣是初冬多雨季節(jié)，可作業(yè)日很少。因此新縣的最終收獲時期可為11月上旬，由于這個時期的落葉為70％ ，會混人少量的葉和雜草。用FH收獲的紅麻韌皮部和木質(zhì)部的水分含量還達不到貯存要求，加上目前干燥技術(shù)和分離技術(shù)還沒有過關(guān)，這些都給用飼料收割機收獲紅麻帶來很大的問題。
3．2．3．3甘蔗收獲機
HC一50型收獲機由日本農(nóng)業(yè)技術(shù)研究機構(gòu)研制的。因與甘蔗播種方式有沖突，將4條帶的中央2條帶各向內(nèi)側(cè)移動15cm，條帶的間隔為90—30—90em， 以30em的栽培間距進行種植和收割。供試驗的紅麻高度為3．7m、根部直徑為22mm、每1000m 的產(chǎn)量約為7噸。作業(yè)速度為每秒1m、莖長被切斷為長21～24cm(約有70％)。切斷后的莖回收于機械后部的收容袋(容量為500kg)中。作業(yè)時間的約27％用于收容袋的裝卸，約28％用于收獲場地內(nèi)卸貨的移動。光這2個作業(yè)時間即超過了50％ ，作業(yè)效率較低(43～35％ )。每小時的工作量為600～700 m2，同人工相比具有飛躍性的高效，但從紅麻的效益來看，大規(guī)模作業(yè)方式不可缺少，對縮短移動、整理等時間的作業(yè)方法的研究十分重要。
4 既有的紅麻機械的性能和今后的問題
上述既有機械用于紅麻栽培的性能比較如表1所示。試驗在大塊田中實施，收獲以外的操作也較順利。但由于所用的收割機等以大型的機械居多，從休耕地等未利用土地的位置、區(qū)域等考慮，該結(jié)果能否全部適用有必要進一步研究。閑置機械的種類、可利用的時期等還未進行研究。根據(jù)作業(yè)期以及最近的情況推測，同時從拖拉機和輪轉(zhuǎn)機的普及程度上也可看出，這兩種機械即使有沖突也可以利用。只是旱田用的播種機和自動耕作機很難保證，而且紅麻栽培作業(yè)期易與其它作物沖突。但可用于除草的中耕機在大耕作集團中大多擁有，如無作業(yè)沖突則可利用。栽培上有兩點非常重要。其一是種子。購買的種子發(fā)芽率低于70％ ，為了得到穩(wěn)定的發(fā)芽率，鹽水選種的方法可行。另外種子價格昂貴，播種量的精密設(shè)定十分必要。其二是播種間距，紅麻的播種間距應(yīng)根據(jù)其它作物的播種間距大小和機械來設(shè)定。收割作業(yè)可使用飼料收割機，但回收后紅麻的韌皮部、木質(zhì)部、麻葉及雜草混雜在一起，作為工業(yè)原料在使用上會受到限制。根據(jù)最終產(chǎn)品對原料的要求有必要開發(fā)分離韌皮部和木質(zhì)部的機械。收獲后的紅麻因水分較多而不能直接貯存，要具有貯藏性必須要有干燥工程，但熱源是需解決的大問題。
紅麻的機械化栽培具有一定的可行性。今后還需解決如機械的適應(yīng)性、操作技術(shù)的探討、生產(chǎn)成本以及品質(zhì)、高附加值等課題。