長三角地區花椰菜生產機械化模式探討

（農業部南京農業機械化研究所，江蘇南京 210014）

長三角地區花椰菜生產機械化模式探討

高慶生 胡 檜 陳永生 管春松 楊雅婷

（農業部南京農業機械化研究所，江蘇南京 210014）

生產機械化技術滯后已成為限制花椰菜產業發展的主要因素之一，而品種選擇、耕種收主要作業環節農機農藝配套難是影響花椰菜生產機械化發展的難點。本文以長三角地區典型農業生產生態園為試驗基地，開展系統設計并提出寬壟雙行、寬壟三行兩種花椰菜機械化作業模式。

近年來，中國花椰菜產業發展迅速，2011年花椰菜總產量900萬t，占全球花椰菜總產量的43%，排名第一（李文萍 等，2014）。花椰菜是勞動密集型作物，其田間生產環節主要包括育苗、耕整、移栽、田間管理、收獲（剪切、撿拾、收集）等，其中整地、移栽、收獲是勞動強度大、用工量較多的環節，尤其是收獲環節，目前主要依靠人工完成（陳愛國 等，2008）。長三角地區作為中國花椰菜種植的主要區域，種植面積逐年增加，其中浙江臺州、溫州，江蘇南京，上海崇明等地的花椰菜種植規模位居全國前列，基本實現了花椰菜的周年供應，取得了良好的經濟效益和社會效益。然而，中國設施農業機械化種植技術的落后嚴重制約著花椰菜產業的進一步發展。在此前提下，進行花椰菜生產機械化模式研究具有重要的現實意義。

1 品種選擇

長三角地區花椰菜生產一般分為露地栽培和設施栽培。露地栽培一般在春季2～4月播種，設施栽培可進行春秋雙季栽培，秋季栽培7月中旬至8月上旬播種育苗，選擇遇低溫不易變色、耐低溫性強的品種，如貞心、雪冠、雪輝、興申等；春季栽培1月下旬至2月中旬播種育苗，選擇前期營養生長勢強的品種，如春美、雪輝、瑞雪等。

2 種植模式對花椰菜機械化作業的影響

2.1 花椰菜種植模式

中國現行的花椰菜種植模式多樣，壟作、平作皆有，以壟作為主，種植規格有小壟單行、寬窄行、寬壟雙行、寬壟三行、寬壟四行。小壟單行種植壟距60 cm；寬窄行種植的寬行壟頂寬60～70 cm，窄行壟頂寬40～50 cm；寬壟雙行的種植壟距一般為120～140 cm，行距55 cm；寬壟三行的種植壟距一般為135 cm，行距35～50 cm；寬壟四行的種植壟距一般為180～200 cm，行距35～45 cm。長三角地區花椰菜種植模式主要以露地寬壟雙行、寬壟四行以及設施寬壟雙行為主。

2.2 花椰菜機械作業農藝要求

花椰菜是低溫長日照植物，喜光、喜濕潤環境，水分需求量較多，尤其是花芽分化后的花球形成期需要水分更多，如果水分虧缺會抑制花球形成，降低產量和品質；對土壤養分要求較嚴格，以土層深厚、肥沃、排水良好的壤土或粘壤土較適宜。

為實現農機農藝相融合的目標，在花椰菜機械化作業過程中，一方面要根據花椰菜的種植農藝規范選擇適宜的作業機械；另一方面要根據機械化作業要求進行花椰菜選種和育苗等。具體要求可總結為耕整地時要起高壟，選擇移栽機行距可調范圍要大，種苗培育要適宜機械移栽等。

2.3 作業裝備

目前，花椰菜生產配套作業機具有自走式和牽引式兩種，但自走式作業機具價格較高，所以在實際生產中以牽引式為主。中國拖拉機生產廠家較多，型號多樣，生產的拖拉機動力配置、技術參數雖有標準，但具體結構、尺寸等細節卻有很大差別。如馬力相同的拖拉機，在輪距、輪寬上卻不相同（胡良龍 等，2014）。不同功率的拖拉機對應的輪距和輪寬不同（表1），國內機具一般可實現輪距的有級調節，但操作較為麻煩，在實際作業時很少變動，一般保持出廠設置。此外，拖拉機前輪輪距較小，作業時前輪印會被后輪覆蓋，所以在選擇拖拉機時主要考慮后輪參數。

表1 長三角地區常見拖拉機參數

3 輪距、壟距對不同作業環節的影響

花椰菜大棚種植，不同作業環節對動力機具的要求不同：耕整地時拖拉機在前、起壟在后，所以拖拉機的輪距略小于壟寬即可。移栽、收獲等環節是在壟已形成后作業，移栽機、葉菜收獲機等機具必須在壟溝中行走，所以機具工作幅寬要略大于壟寬。綜上可知，動力上能滿足作業要求的機具并不一定符合壟距要求，因此必須對機具動力輪距及種植壟距進行合理配套，在保證起壟質量的同時，還要保證壟形結構完整，實現農機農藝的完美融合。

4 大棚結構對機具選擇的影響

以鋼架結構大棚為例，大棚建造形式主要有拱圓型和屋脊型兩種，單棟的跨度為6～15 m，每棟占地面積約為667 m2（1畝），連棟后占地面積為1 334～3 335 m2（2～5畝）或6 667 m2（10畝）以上。根據中華人民共和國機械行業標準中關于連棟大棚的建造標準，影響機具作業效率的大棚建造參數主要包括跨度、下弦高度（溫室屋面主構架下沿離地面的高度）、大門的高度和寬度。建造標準規定：當跨度為6 m時，下弦高度應不小于1.8 m；當跨度為7～8 m時，下弦高度應不小于2.4 m；當跨度為9～10 m時，下弦高度應不小于3.0 m；當跨度為12～15 m時，下弦高度應不小于3.6 m。專門用于操作人員進出的門，高度不低于1.8 m，寬度不小于1.2 m；機具進出門的高度一般不低于2.2 m，寬度應比所通過的最大設備的寬度大0.4 m以上。在選擇機具時主要考慮影響地邊作業的大棚下弦高度和方便進出的大門高度。

5 適宜花椰菜機械化生產的作業模式

為解決上述問題，從起壟、移栽、收獲等主要作業環節入手，農機農藝相結合，以經濟適用為原則，以高產高效為目標，綜合作業區域自然條件和拖拉機保有量，開展系統設計、研究，并提出寬壟雙行和寬壟三行兩種花椰菜機械化作業模式。其中寬壟雙行作業模式在露地和大棚內皆適用，寬壟三行作業模式主要適用于露地種植。

5.1 寬壟雙行作業模式

該模式壟面寬度70～75 cm，壟底寬度100～110 cm，壟距為100～110 cm，壟高15 cm（圖1）；具有經濟性較高、配套簡單、適應性廣、前期投入成本少等優點。配套動力可選用魯中大棚王550、魯中大棚王554、東方紅-MF554、東方紅-MF600等大中型拖拉機。整地機可選擇華龍1ZKNP-125偏置精整地機，工作幅寬為125 cm；移栽機工作幅寬應在整地機尺寸的基礎上有所加大，可選用華龍2ZBZ-2A自走式雙壟移栽機；收獲作業時設施內可選用收獲推車，露地種植時還可選用收獲拖車。

圖1 寬壟雙行作業模式

5.2 寬壟三行作業模式

該模式壟面寬度110～120 cm，壟底寬度120～130 cm，壟距為135～145 cm，壟高10 cm（圖2）；作業效率高，容易被規模化種植大戶接受，但前期投入成本高。配套動力可選用魯中大棚王554、東方紅-MF604等大型拖拉機。整地機可選擇華龍1GZK-140深松整地聯合作業機，工作幅寬為110～130 cm；移栽機工作幅寬應在整地機尺寸的基礎上有所加大，可配套使用華龍2ZBX-3A三行移栽機；收獲作業時可選用收獲推車。

圖2 寬壟三行作業模式

5.3 花椰菜機械化生產作業效率及效益分析

農業生產需要高強度的勞動支撐，農業機械化的發展可降低生產者的勞動強度，減少人工費用，達到降低生產成本、提高作業效率的目的。以露地寬壟雙行種植模式為例，分析花椰菜生產機械化程度較高的耕整地、起壟和移栽環節的作業效率及效益（表2）。

表2 花椰菜機械化作業效率及效益分析（露地寬壟雙行種植模式）

機械化作業成本由可變成本和固定成本組成，其中可變成本主要包括人工工資和油費；固定成本包括保養費、維修費、折舊費、資金利息損失等。一般情況下，維修費和保養費等占總固定成本比例較小，可忽略不計，所以機器固定成本主要由年均折舊費和資金利息損失組成。其中年均折舊費=機具價格/機具壽命，資金利息損失=機器價格×機具壽命年限的銀行利率。機具年固定成本確定后，將機具年固定成本平均分攤為機具每公頃作業的固定成本，每公頃的固定成本與可變成本之和即是機具單位面積的作業成本。

根據表2中調研數據計算耕整地、起壟和移栽3個環節每公頃的作業成本，其中人工耕整地為2 000元，起壟為1 750元，移栽為1 400元，3個環節人工作業成本合計5 150元；機械化耕整地為343元，起壟為200元，移栽為260元，3個環節機械化作業可變成本合計803元。

根據機具價格和銀行利率可計算出機械化作業固定成本為1 600元，配套動力每公頃的作業成本為400元，即每公頃的機械化作業總成本為2 803元，與人工作業相比可節約成本2 347元。

再根據以上步驟對花椰菜另外兩種作業模式進行經濟效益分析，結果表明花椰菜機械化種植經濟效益與人工種植經濟效益相比具有明顯優勢。

6 建議

中國花椰菜生產機械研發滯后，機具系列化、標準化和專業化程度低。花椰菜種植機械仍處在起步階段，因此各地在選擇適宜的作業模式時，需先對當前的蔬菜種植規范、機具配置、經濟條件等因素進行調研分析后再做決策。

花椰菜機械化栽培是一項系統工程，建立適宜的花椰菜種植機械化技術體系將涉及園藝、農學、植保、機械設計與制造、自動控制等領域，需多學科聯合攻關。為形成花椰菜全程機械化種植模式，需將農機與農藝、移栽機械與育苗技術等相結合。

花椰菜機械化種植與傳統的人工栽植有所不同，為滿足花椰菜種植的農藝要求，在前期的品種選擇、育苗方式、整地質量等方面應進行不斷調整和嘗試，實現農機與農藝相融合。同時，機具設計還應充分考慮調整的方便性，如旋耕起壟機具的壟寬和緊實度調整，移栽機具的行距和株距調整等。

陳愛國，潘秀萍，陳寶寬，丁志寬．2008．秋花椰菜設施配套栽培技術．中國蔬菜，（8）：49-50．

李文萍，林俊城，黃科．2014．全球花椰菜生產與貿易現狀分析．中國蔬菜，（9）：5-10．

胡良龍，田立佳，計福來，王冰．2014．甘薯生產機械化作業模式研究．中國農機化學報，（5）：165-168．

高慶生，男，研究實習員，專業方向：農業機械化，E-mail：15855125783@163.com

2015-04-30；接受日期：2015-06-05

江蘇省科技支撐計劃項目（BE2014309），農業部公益性行業專項（201403032）