芝麻产业机械化发展与振兴

我国是世界芝麻主产国之一，拥有悠久的芝麻种植历史。芝麻是除花生、油菜等大宗油料以外的主要特色油料作物，是我国食用植物油以及特色休闲加工制品的原料来源，在我国油料供给中发挥了重要作用[1]。芝麻油富含不饱和脂肪酸、蛋白质、B族维生素、VE、钙、硒等，具有浓郁的香气，有促进食欲、帮助消化的功效。芝麻油还含有特有的功能成分芝麻素、芝麻林素等。经研究证明，芝麻素、芝麻林素具有抗炎、护肝、抗癌、降血脂、抗高血压、延缓人体衰老等保健功效。芝麻油具有较高的营养价值和经济价值，是功能食品和保健品的重要原料，具有“油中皇后”之美誉。推动芝麻产业机械化发展，对提高芝麻产业经济效益具有重要意义。

1 芝麻产业发展现状

1.1 产业现状

据联合国粮食与农业组织统计，在世界范围内的特色油料出口贸易中，芝麻是主要的出口油料作物，而且中国芝麻出口量曾占世界总出口量的2/3左右。在2003年之前，我国芝麻种植面积排名第4位，约占世界芝麻种植总面积的10%，单产和总产均排名世界第1位，特别是平均单产水平远高于印度、缅甸和苏丹，而且我国作为世界芝麻主要输出国之一，年国际贸易量约70万t，其中安徽省是我国芝麻出口最多的省份[2]。与其他国家相比，中国芝麻在日本、韩国、东南亚的市场潜力较大，因其具有籽粒纯白、香味浓郁独特等特点而有着广阔的周边国际市场和区位优势。

2003年以后，我国对芝麻产品需求增大，国内产量难以满足市场需求，进口量逐年增加，我国也由芝麻主要出口国转变为主要进口国。《全国种植业结构调整规划（2016—2020年）》《特色农产品区域布局规划2013—2020年》已将芝麻纳入特色油料作物发展规划。近10年（2011—2020年）来，全国芝麻年均种植面积35.38万hm2，较前10年（2001—2010年）平均减少39.8%；全国芝麻年均总产量51万t，较前10年平均减少23.2%。2020年我国芝麻年消费量达130万t，芝麻进口突破80万t，对外依存度超过60%，我国芝麻供需形势严峻。

安徽省生态条件适宜芝麻生长，主产区为淮北、江淮分水岭和长江流域。据统计，安徽省近10年（2011—2020年）芝麻年均种植面积约4.28万hm2，较前10年平均减少57.87%。近10年来，全省芝麻平均年产量约5.6万t，平均单产约1 275 kg/hm2，播种面积占油料总播种面积的比重约为5.2%，产量占油料总产量的比重约为2.6%，在油料作物中排第3位。其中皖北六市芝麻年均播种面积约2.12万hm2，占全省年均播种面积的比重约为51.7%；皖中四市芝麻年均播种面积约0.84万hm2，占全省年均播种面积的比重约为20.2%；皖南六市芝麻年均播种面积约0.71万hm2，占全省年均播种面积的比重约为18.8%。安徽省白芝麻主要种植区域为阜阳市及江淮分水岭地区，黑芝麻主要种植区域为江淮分水岭、沿江和皖南地区[3]。

1.2 机械化技术现状

我国芝麻机械化研究起步较晚，近年来政府逐渐重视对芝麻种植和收割机械的研究。近2年，我国在芝麻播种机具、田间管理机具、收割清选机具等方面取得了较多的进展，对促进芝麻产业转型升级和农民增收具有显著的推动作用。

1.2.1 耕作机具方面。芝麻耕作机具应用较成熟。经过优化改型的农机，可适应不同的土质和地形，实现旋耕、犁地、开沟、覆土、起垄等操作，相比传统繁重的耕作方式，机械耕地整地方便且省时省工。将耕种施肥一体化机械安装在大功率农用拖拉机上，在耕地的同时实现了施肥，生产效率高。

1.2.2 播种机具方面。目前生产上应用的芝麻播种机具一般是经过优化改型的农机，应用也较成熟，其中具有代表性的研究有：林 翩等[4]采用负压吸种、正压投种的正负气压组合排种原理，构建了排种器吸种过程临界负压模型，实现了芝麻精量穴播；王春光等[5]研制了一种弹性收缩型低点扩撑播种式芝麻精播装置，在精播犁头插入至土中最深位置时进行播种；张大伟[6]研制了一种具有筛选结构的芝麻精播机，达到了快速精准的播种效果；赵西扎[7]研制了一种南方芝麻种植用碎土播种机，使原本劳动强度较大且效率较低的芝麻种植工作变得简单高效；宫慧慧等[8]研制的芝麻精量联合播种机，实现了精量播种，株距可调可控，免去了后期间苗工作，节省了大量人工，实现了小颗粒播种精量控制，同时播种间距可调，适用度广；郑宝智等[9]研制了一种组合式芝麻、油菜联合耕播机械装置，提升了整体播种效率。

1.2.3 田间管理机具方面。芝麻田间管理主要有机械化除草、轻简化防控等，目前已实现轻简化绿色防控。宫慧慧等[10-11]开发了芝麻行间除草车，研制出了一种芝麻打药车，结构简单，能够高效地清除芝麻行间的杂草并自动打药，降低了农民的劳动强度。马慧慧等[12]研制了一种芝麻轻简化喷药装置，该装置具有良好的调节功能，扩大了喷药装置的使用范围。张 彪等[13]研制了一种芝麻种植撒药用无人机管理系统，提高了操作人员对机体的掌控能力以及装置实用性。孟维国等[14]研究了一款芝麻全自动植保无人机，用户可以推动无人机主体进行短途移动，该机械在发挥支撑作用的同时能够实现便捷收纳，从而节省空间。刘川初[15]研制了一种用于芝麻掐顶的无人机装置，该机械内设有夹取装置，可以将植株顶部切除，且飞行灵活，避免了人工踩踏导致植株损坏等问题。

1.2.4 收获和清选机具方面。芝麻机械化收割和清选技术的研究进展是体现芝麻全程机械化的重要生产环节。目前芝麻分段收获和机械化收获方面有许多研究进展。王源[16]研制了一种半自动化芝麻收割机，能够代替人工进行芝麻秆的收割，提高了芝麻收割效率；肖伟中等[17]研制了一种高度可调芝麻打捆收获机，可对多垄芝麻进行机械化快速收割、打捆，收获效率高且成本低，省时省力；刘 磊等[18-19]也研制了一种高度可调芝麻打捆收获机和一种适用于芝麻联合收获的装置，提高了收割效率；张大伟[20]公布了一种具有芝麻叶自动收集清理的芝麻秆割捆装置，能适应不同粗细的芝麻秆的收割，收割效率高；李艳花等[21]开发了一种芝麻收割用的机械收割机，可将掉落的芝麻粒向装置后端的传送机构内吹动，可防止因收割机推力作用使掉落的芝麻粒落入泥土中，从而避免了一定的经济损失。

近几年芝麻联合收获机械和装置研究进展较快。高桐梅等[22-23]研制了一种带有防护装置的芝麻收割机割台和一种新型芝麻收割机粉碎装置，具有调节功能的绞龙和拨禾轮提高了收割台的适应性和芝麻的导入效率，减少了收割过程中芝麻籽的损耗；吕树立等[24]研制了一种新型芝麻联合收割机拨禾器装置，完成了芝麻收割过程中将芝麻秆依次扒入收割台，有效地减少了芝麻落粒，克服了芝麻收割不完整的问题。周兰华等[25]研发了一种用于芝麻联合收割机的割台组合装置，提高了芝麻收获效率；卫双玲等[26]研制了一种新型芝麻导料装置，提高了整体的筛分效率和收割效率。汪 兵等[27]研制了一种用于芝麻收割的高效型筛选装置，可以提高芝麻筛选工作效率；张 彪等[28]研制了一种芝麻机械化收割机可调节脱粒装置，操作简单快捷且能保证脱粒效果；何 朴等[29]开发了一种芝麻机械化收割机清选装置，能够将芝麻与外壳进行进一步的分离和分选；Kailashkumar B[30]开发了一款芝麻脱粒机，该机械具有较高的脱粒效率、清选效率，并且对芝麻粒的可见损伤降低了1.2%；甘能恳[31]研制了一种芝麻批量脱粒机，能够将芝麻中的杂质和不饱满的颗粒去除；万旭涛[32]开发了一种三层式芝麻筛选机，实现了对芝麻中混杂的杂质进行筛选清除的操作；朱海亮等[33]研制了一种芝麻风选清洁设备，实现了芝麻的分类筛分，节省了人力；李永生等[34]研发了一种芝麻筛分机，其能够在节能环保的前提下，高效地除去芝麻中的杂质。

1.3 适于机械化生产的芝麻品种研究与选育

选育适于机械化收割的芝麻新品种是解决机械化收割瓶颈问题的关键。董豪杰[35]报道了河南省农业科学院芝麻研究中心张海洋团队通过常规杂交育种技术和化学诱变（EMS）等技术，历经十几年的艰辛，选育出我国首个抗落粒型芝麻品种豫芝ND837和豫芝NS610，并通过了河南省芝麻新品种鉴定，实现了我国芝麻机收品种从无到有的突破。河南省农业科学院在平舆试验基地对这2个品种开展机械收割鉴定，经专家鉴定，在含水量均低于5%的条件下，豫芝NS610和豫芝ND837的田间落粒损失率分别为2.28%和1.56%，较对照品种豫芝11号（损失率37.29%）大幅降低，2个品种的机收损失率均低于5%。

安徽省农业科学院作物研究所汪强研究员带领的芝麻机械化研究团队针对芝麻现有品种成熟后易开裂落籽、机收损失率高等难题，通过抗裂蒴基因多代转育和系选，培育出适合机械化联合收获和分段收割的抗裂蒴新品种皖芝28（LS206）。该品种株蒴数为55个，蒴粒数为48粒，千粒重为2.7 g，产量达1 253.55 kg/hm2。示范种植的芝麻抗落粒新品种豫芝ND837、豫芝NS610单产接近当地主栽品种，成熟后抗裂性、抗落性较强；其中：豫芝NS610联合收割工效为0.93 hm2/h，籽粒破损率仅0.7%，收割损失率控制在6.87%以下，秸秆粉碎合格率达100%；皖芝28芝麻新品种联合收割工效为0.53～0.67 hm2/h，同时完成收割、脱粒与秸秆粉碎等工序，漏割株率为3.7%，蒴果脱落率为0，秸秆粉碎合格率达100%。

2 芝麻产业存在的问题

2.1 品种一致性差，缺乏优质专用型新品种

目前芝麻种植没有统一规划和布局，主要以农民分散种植为主且品种杂乱，缺乏组织和引导，导致收购的芝麻商品一致性差，不能满足加工企业需求，产品缺乏市场竞争力。芝麻科研得不到重视，导致育种转型跟不上消费需求，育种者在品种选育上也仅仅围绕产量或抗逆性状开展研究，很少研究特色的品质指标。因此，优质专用型新品种研发滞后。食品加工企业需要高蛋白质、高芝麻素等专用型品种，油脂加工企业需要高含油量或具有风味独特的品种等。然而，当前功能性符合专用需求的特色芝麻品种极少，使加工企业面临原料来源的危机。

2.2 人工成本高，机械化生产水平低，导致生产效益低

在我国农业生产机械化装备研发过程中，小麦、玉米、大豆等农作物已基本实现全程机械化生产。这些大宗农作物从新品种选育、机械化装备研发到配套的农艺栽培措施，已基本完成了综合技术的集成和应用推广。然而，芝麻机械化生产在农业机械化进程中滞后于整体生产技术水平，缺少专用的机械化装备，现阶段芝麻生产还处于传统的人工操作状态，以致生产效益较低，农民种植积极性逐年降低。

2.3 规模化种植程度低，抗逆抗灾能力弱

在我国农业向规模化转变的过程中，芝麻生产易受灾害影响，加上缺乏技术指导，芝麻生产还停留在分散种植的小农生产状态，标准化种植程度低，产量波动较大，防灾避灾能力弱，新的增产防灾技术难以推广应用。此外，农田水利设施差，缺乏节水灌溉、排水技术与装备，缺乏高效施肥技术与装备，导致灾害年份芝麻减产幅度大，农民种植积极性不高。

2.4 产业链没能形成协同发展效应

从芝麻品种选育、副产品利用到产品加工的各个环节没有形成协同发展、合作共赢的局面。一是品种选育者对加工企业和终端消费的需求了解不足，以致育出的品种不能应用于市场；二是芝麻种植大户较少且对市场需求存在盲目性，也未与加工企业建立长期的供应合作机制，以致经济效益低；三是加工企业在芝麻原料需求上处于被动地位，其虽有对专用型新产品的迫切需求，但企业本身追求生产效益，一般不具备新品种研发能力，对大规模生产也很难组织和布局。

3 芝麻产业发展趋势分析

3.1 芝麻应用前景广阔

芝麻是我国传统的特色农产品，是重要的油料作物。以芝麻为主料或辅料的产品多达2 600多种，这些产品是人们高质量生活不可或缺的营养健康食品。从目前加工技术发展状况来看，芝麻不仅仅局限于传统的油脂加工和食品原料，也可以用于化工制造，芝麻及其副产物制品应用前景广阔，诸如润滑油、药膏、肥皂等需求量不断扩大。因此，迫切需要研究我国芝麻生产中存在的问题，提出对策，促进芝麻产业振兴和可持续发展。

3.2 国内外芝麻供求趋势分析

从近年的国际贸易和国内供求形势分析，国内芝麻供给严重不足，对外依存度较高，国际市场如果出现价格波动就会直接影响国内芝麻加工企业的运营。2018年，国际市场价格上涨直接引发了生产加工企业成本的大幅增加。从市场变化看，过度依赖进口已带来危机警示，必须引起高度重视。这几年，党中央出台了一系列支持粮油生产的政策举措。在目前有利的发展形势下，攻关解决芝麻生产的关键技术，抓住芝麻产业发展的机遇，推动生产开发方式转型，将会使芝麻产业大放异彩。

3.3 芝麻加工行业需求分析

芝麻产业化发展水平体现在市场开发能力和加工行业的科技水平方面。据调研，我国芝麻加工作坊存在规模小、分散经营、标准化水平低等问题，而农民生产的芝麻多数是供给加工作坊生产芝麻食品。随着市场竞争的加强，芝麻加工行业也在向规模化和品牌化方向发展。例如：合肥燕庄油脂有限责任公司专业生产精品芝麻油，规模全国领先，已成为引领市场的主力军；安徽阜阳宝鼎粮油公司和安徽省全椒县广平油脂有限公司等已拥有成熟的加工技术与生产能力。以合肥燕庄油脂有限责任公司为代表的加工龙头企业希望拥有稳定的生产基地，在保障芝麻原料稳定供给的基础上提供高芝麻素、高油等新型高质专用型新品种，以研发保健专用新产品，进而引领消费，提高产品竞争力。由此可以推测，加工龙头企业若能建立专属生产基地，采取稳定的订单式生产，将有效促进芝麻优势产区的形成，进一步提高企业效益。

从国内加工产业需求分析，除大豆、花生、菜籽等常规品种之外，还要积极扶持和引领芝麻等营养保健型油脂产业健康发展，以缓解常规油的种植压力，多品类发展，确保国家粮油安全和安徽芝麻营养保健型油供给。

4 芝麻产业振兴的必要性

农业是稳定经济社会的“压舱石”。经验表明，重视农业科技创新的地方，农业发展水平越高；农机应用广泛的地方，农业生产效率越高；种养结构优的地方，农民收入越高。实施“两强一增”行动，即科技强农、机械强农和促进农民增收的政府工作要求，有利于提高农业科技水平、提升农机装备现代化水平，完善农业生产体系的短板，促进农民增收增效。

通过提高芝麻科研技术水平，加快高质宜机收芝麻育种和推广步伐，解决芝麻生产中存在的瓶颈问题，可满足高质量多元化加工需求，为加工提供原料生产支持，有益于企业可持续发展和高质高速规模化生产。通过加强芝麻育种的基础研究，选育出适合机械化收割的抗病、抗逆新品种，对保障安徽省芝麻营养保健型油料供给具有重要意义。

加强芝麻耕、种、管、收等农机装备的研究，是实现芝麻全程机械化生产和综合技术集成及推广应用的必经途径。现阶段芝麻生产还基本处于传统的人工操作状态，劳动力投入大，成本高，芝麻生产效益较差。因此，加大芝麻机械化生产技术研究，有利于提高我国芝麻生产面积，有助于解决芝麻机械收割环节的瓶颈难题，有助于推动特色芝麻产业的健康发展。

在2006年之前，安徽省是我国芝麻出口最多的省份，2002年出口3.69万t，创汇2 482万美元；河南省次之，出口1.69万t，创汇1 167万美元。这些数据表明我国芝麻产业蕴藏巨大的生产潜力。随着我国规模加工、龙头企业的崛起以及市场经济的引领，芝麻产业不断向精深加工方向快速发展，产业链不断向美容、医药、营养保健和化工等方面延伸，芝麻粗产品出口转化为成品、精产品出口，经济效益提升空间巨大。

因此，围绕“两强一增”方针，通过政府政策鼓励和引导措施，企业应联手科研单位建立高质宜机收新品种示范基地，利用各自优势，做好分工协作，创新科研平台，使品种选育与市场需求紧密结合，引领机械化生产，投入生产应用，加快成果转化应用。通过建立合作机制，使合作方能够有效对接，并对合作开发模式不断进行调整和优化，促进我国芝麻产业快速发展并逐步实现转型升级和振兴。

5 芝麻产业发展对策

5.1 加快选育高产、高油、高木酚素专用型和宜机收新品种

通过建立科-企研发联盟和产业协作机制，利用杂种优势克服常规种的高产、优质和抗病抗逆性相互制约的矛盾，引进、收集具有中矮秆、高油、高蛋白、高芝麻素、抗裂蒴、抗落粒、抗倒、抗病等优异性状的种质资源，选育出适合不同生态区种植的高产高质宜机收芝麻新品种。在主产区建立6.67 hm2以上示范基地，集成示范芝麻全程机械化生产技术与装备体系，降低生产成本，为大面积示范推广高产高质宜机收新品种及机械化生产技术与装备提供技术支撑。

5.2 加快芝麻收割机械研制

芝麻机械化收割装备的研制是实现芝麻生产全程机械化的关键。科企合作攻关开展芝麻中耕除草以及割晒机、联合收获机的筛选、引进和改制工作，确保改制出适于分段收获和联合收获的装备。政府农业主管部门应重视特色油料产业问题，加大农业机械化装备及科研经费投入。龙头企业和科研单位应该积极组织力量解决装备研发的关键问题。

5.3 开展芝麻轻简化综合配套技术研究和示范推广

根据生产基地条件和不同品种的农艺特点，开展绿色轻简化栽培措施的田间试验研究，从耕、种、管、收以及清选等各个生产环节总结各个阶段的关键技术，形成配套的栽培技术和生产技术标准；再通过高产栽培示范，在农业生产中推广应用这些技术，并进行规模化生产，进而实现降本增效的目标。

5.4 落实芝麻生产补贴与研发经费

政府部门应重视芝麻产业发展，加强高产高质宜机收芝麻新品种选育相关基础研究项目的政策和经费支持，加强惠农政策落实，对芝麻特色油料实行生产补贴和最低收购价政策，提高农民种植积极性，确保芝麻特色油料作物良种繁育和加工企业原料供应。

5.5 推动并建立新的芝麻主产区

目前，国内芝麻需求量持续扩大，但芝麻种植效益低且存在与粮争地的情况，在实际生产中病害涝灾频发、稳产性较低，难以建成规模化的芝麻种植基地。通过调研农业生产现状和芝麻生态区分布，发现江淮分水岭地区具有较适宜的条件来建立新的芝麻主产区，因而政府应积极制定响应政策，如解决本地区易旱抛荒等难题，鼓励科研单位、龙头企业和种粮大户将资源要素向江淮分水岭地区聚集，促使芝麻主产区布局产生有利改变，初步形成江淮分水岭地区的特色产业。在此基础上，龙头加工企业通过控制回收优质芝麻产品，达到引领种业制种、科研单位、种植大户等整个产业链，实现良种良法配套，推动芝麻生产基地建设和产业化开发。

6 展望

虽然我国芝麻机械化研究起步较晚，但芝麻机械化、轻简化研究逐年增多，研究内容也逐渐广泛和深入，尤其2022年芝麻生产的耕、种、管、收各个阶段配套的农机农艺研究取得了进步，适应机收的芝麻新品种也相继鉴定，这些都将为尽快实现我国芝麻生产全程机械化奠定良好的基础。

同时，有关人员也要清楚地认识到，与水稻、小麦、玉米等主要农作物相比，我国芝麻种植机械化发展还处于刚起步阶段，仍存在科研投入力度不够、主栽品种对机械化收割的适应性较差、芝麻田间管理设备缺乏、芝麻品种与机械配套技术研究不够深入等问题。因此，当前相关人员应不断选育适合机械收割、产量高、品质优的芝麻新品种，研发适宜的机械除草、智能灌溉系统，完善芝麻收获机械，减少籽粒损失率和破损率，建立高产、高效的机械化栽培技术规程。

7 参考文献：略 张银萍1汪强1*周可金2夏利娟3张祎1赵 莉1林勇翔1张付贵2（1安徽省农业科学院作物研究所，安徽合肥 230031；2安徽农业大学农学院，安徽合肥 230036；3临泉县城关街道农业综合服务中心，安徽临泉 236499）