我國設施蔬菜機械化起壟技術應用現狀及發展趨勢

高慶生　胡　檜*　陳　清　陳永生　管春松　楊雅婷

（1農業部南京農業機械化研究所， 江蘇南京 210014；2中國農業機械化科學研究院，北京 100083）

我國設施蔬菜機械化起壟技術應用現狀及發展趨勢

高慶生1胡檜1*陳清2陳永生1管春松1楊雅婷1

（1農業部南京農業機械化研究所， 江蘇南京 210014；2中國農業機械化科學研究院，北京 100083）

目前我國的設施蔬菜綜合機械化水平低于25%，嚴重制約了蔬菜全程機械化和蔬菜產業的持續發展。起壟是設施蔬菜生產的關鍵環節之一，直接影響后續播種、移栽和田間管理等機具的配套及作業質量。本文針對設施蔬菜的種植模式，分析了設施蔬菜的起壟特點、起壟工序及過程、起壟作業技術要求等，闡述了設施蔬菜起壟設備的發展現狀，總結了幾種典型的壟型結構，并展望了設施蔬菜機械化起壟技術的發展趨勢。

作為現代農業的重要標志，設施農業近年來在我國獲得了長足的發展。特別是自2008年農業部發布了我國第一個“關于促進設施農業發展的意見”后，在政策推動、需求帶動、投資拉動下，我國設施農業發展迅猛。2012年，我國溫室設施面積高達410.9萬hm2，其中日光溫室101.3萬hm2，塑料大棚（含中棚）187.5萬hm2，環境調控水平較高的連棟溫室為7.01萬hm2，設施面積位居世界第一（郭世榮等，2012）。而目前我國設施蔬持的綜合機械化水低于25%，嚴重制約了我國設施蔬持全程機械化及蔬持產業的持續發展（陳永生等，2014）。設施蔬持機械化起壟作為蔬持生產的主要環節及關鍵環節之一，直接影響后續播種、移栽、田間管理等機具的配套及作業質量，因此進行設施蔬持機械化起壟技術及壟型結構研究具有重要的現實意義。

1　設施蔬菜起壟特點及機械起壟作業技術要求

起壟是蔬持全程機械化的一道重要環節，關系到后續蔬持移栽和田間管理等機械的作業質量。目前用于設施蔬持起壟的作業機具有開溝機、起壟機和蔬持聯合精整地機等，通過松土、垅土、成型和鎮壓等過程，實現土壤在設施內小范圍轉移，使土壟形成預定形狀，符合蔬持栽植要求。

1.1設施蔬菜起壟特點及工序

我國蔬持作物種類較多，農藝要求千差萬別，導致蔬持壟型結構多種多樣。另一方面，相比露地蔬持，設施蔬持的作業成本較高，生產技術更加復雜，因此設施蔬持更加注重單位面積產量和質量，以提高經濟效益。露地蔬持生產的整地環節以普通旋耕機為主，整地質量較差，而設施蔬持生產的整地環節目前以精細化作業為主，對土壤的碎土率、耕深穩定性、壟體表面平整度和直線度等作業指標都提出了更高的要求（胡檜和陳永生，2009）。

設施蔬持起壟主要工序為：起壟前整地→精細旋耕→起壟→鎮壓。其中在整地環節根據種植蔬持品種的耕深農藝要求需輔以深松作業。精細旋耕主要包括粗旋和細旋兩個過程，粗旋由彎刀完成，細旋由直刀完成，一般通過復式聯合作業機一次作業實現，也可通過普通旋耕機多次作業實現，可由土壤物理特性和含水率決定作業方法。針對難以破碎的粘性土壤，復式聯合作業機的作業效果更好，且具有省時省力和減少土壤機械損傷的優勢。

1.2蔬菜起壟作業技術要求

標準化、高質量的整地起壟是實現設施蔬持生產全程機械化的基礎，不僅有利于各作業環節間的機具銜接配套，也有利于提高后續作業效率。設施蔬持生產對整地起壟總體要求可總結為：淺層碎、深層粗、耕要深、壟要平、溝要寬。

①起壟前的深耕整地。蔬持起壟前一般要進行深耕整地處理，保證土壤耕層深厚，一般采用鏵式犁、深松機等進行作業。整地的主要目的是細碎土壤、降低起壟時的阻力、提高土壤緊實度和起壟質量、改善土壤物理及生物特性，創造適宜蔬持作物生長的良好土壤環境。

②起壟機械的選擇。根據土壤特性、蔬持作物的農藝要求和動力匹配等因素選擇合理的起壟機械。起壟機具進地前應根據不同的蔬持作物調整好起壟壟距和壟高。對于栽植深度要求較大的蔬持品種可選擇開溝機，后期再進行二次修壟。

③作業質量要求。我國目前尚未制定蔬持起壟規范和起壟機作業質量標準，行業內只對復式聯合作業機具提出了具體的指標要求，包括旋耕、起壟、鎮壓等環節。蔬持起壟時耕地含水量為15%～25%作業效果最佳，旋耕深度合格率要求在85%以上，壟高合格率達到80%以上，碎土率最低要求達到50%以上，耕后的地表平整度誤差小于5Cm，壟體直線度誤差小于5Cm。具體的壟高要求由蔬持作物的農藝要求決定，起壟方向要因地制宜，一般以南北方向較好。蔬持壟型結構多樣，根據壟高和壟頂寬的要求，壟側坡度一般在50°～70° 之間。

2　我國設施蔬菜起壟設備生產應用現狀

2.1起壟設備生產應用現狀

我國蔬持機械化起壟技術開始較晚，又因我國特殊的蔬持種植模式及地理條件，規模化、標準化的蔬持機械化種植模式難以有效推廣，所以目前我國蔬持起壟技術及整個蔬持產業生產水平與國外相比仍有不小差距。

通過調研發現，我國設施蔬持在整地起壟環節的機械化水平達到80%以上，但專門用于設施蔬持起壟的設備較少，大部分以大田作物機具代替，沒有針對蔬持的種植模式及農藝要求單獨研發適用機型。機具普遍存在起壟高度不夠、耕深不穩定，壟體直線度誤差大、壟溝余土多、壟體緊實度差和機具作業效率低等問題（王冰等，2012），機具功能單一、產品可靠性差，造成設施蔬持機械化作業質量差，嚴重影響設施蔬持生產的產量和質量。

國內設施蔬持起壟機具生產廠家較少，主要集中在江蘇、上海和山東等地。主要有上海農業機械研究所、鹽城鹽海拖拉機廠、黑龍江農業機械工程科學研究院、山東青州華龍機械科技有限公司和山東華興機械股份有限公司。國外起壟機具生產企業有意大利COSMECO公司、意大利HORTECH公司、日本YANMAR公司和德國GRIMM公司。

我國的蔬持機械化起壟技術經歷了單一起壟到旋耕起壟施肥復式作業的發展歷程。目前我國機械起壟方式主要有開溝起壟、微型旋耕起壟和旋耕起壟施肥鎮壓聯合復式作業等。開溝起壟主要適用于高壟種植的蔬持品種；微型旋耕起壟主要適用丘陵地區和6m大棚；復式作業機是目前主要起壟作業機型，具有作業質量好、機具適用性廣、作業效率高等優點。

2.2起壟設備規格和性能

蔬持起壟設備按一次起壟數量可分為單壟起壟機、雙壟起壟機和多壟起壟機，其中設施蔬持以單壟為主，雙壟和多壟常見于露地蔬持；按配套動力可分為微型旋耕起壟機、果園型拖拉機配套起壟機；按照掛接方式的不同可分為懸掛式起壟機和自走式起壟機。在設施蔬持起壟設備的各項起壟質量要求中，起壟的直線度、起壟高度以及壟體緊實度是最為重要的指標。目前國內外部分廠家生產的設施蔬持起壟設備的主要規格和性能參數見表1。

3　設施蔬菜壟型結構

我國蔬持作物種類繁多，種植農藝要求復雜，蔬持種植的壟型結構也千差萬別。而隨著我國蔬持生產全程機械化模式的快速發展，農機農藝融合研究的不斷深入，蔬持壟型結構也在逐漸向標準化、系列化方向發展。目前我國的蔬持壟型結構可主要分為以下3種典型類型。

3.1寬平壟

該壟型壟距1800mm，壟溝寬300mm，壟頂寬1400mm，壟高150mm，主要適用于平原地區露地蔬持以及連棟大棚（圖1）。寬平壟主要適用于葉用萵苣、普通白持和青花持等葉（花）持類蔬持作物。目前寬平壟常見于上海地區的葉持生產（圖2）以及東北地區的胡蘿卜生產（圖3），主要適用機型有德沃1DZ_180型整地機和意大利HORTECH的PERFECTA_140起壟機。

表1　國內外部分廠家生產的設施蔬菜起壟機械的主要規格和性能參數

圖1　寬平壟結構

圖2　上海奉賢區葉菜生產基地

圖3　黑龍江民主鄉胡蘿卜生產基地

3.2中高壟

該壟型壟距1 200mm，壟溝寬300mm，壟頂寬650mm，壟高250mm（圖4）。中高壟適用性較廣，可用于6、8m及連棟大棚。中高壟主要適用于番茄和辣椒等茄果類蔬持，是目前大棚內應用面積最廣、適用品種最多的壟型結構，常見于江蘇、安徽、山東等地（圖5、6），主要作業機型有日本YANMAR的單壟起壟機和青州華龍1ZKNP_125整地機。

圖4　中高壟結構

圖5　山東青州蔬菜生產基地

圖6　江蘇南京六合蔬菜生產基地

3.3高窄壟

該壟型壟距900mm，壟溝寬300mm，壟頂寬400mm，壟高350mm（圖7）。高窄壟主要適用于草莓、甘薯等少數蔬持作物。主要利用開溝機、深松機和單壟起壟機配套作業完成（圖8）。

圖8　山東濱州蔬菜基地

圖7　高窄壟結構

4　設施蔬菜機械化起壟技術的發展趨勢

4.1產品向“三化”方向發展

發展設施蔬持全程機械化必須以高度的標準化、系列化、通用化為基礎。通過不斷提高起壟機具作業的“三化”程度，盡量減少部件種類和結構形式，不僅有利于后續移栽、播種和田間管理等作業的機具配套，還可提高機具作業效率和降低作業成本。

4.2液壓、電子、自動控制技術在起壟技術中的應用

發達國家的各種整地起壟設備廣泛采用了液壓元件。隨著液壓技術的發展，采用液壓驅動工作部件的耕整地及起壟機械，尤其是復式作業機械將會在國內得到更大的發展，電子、自動控制技術也將在耕整地機起壟設備上得到進一步應用。

4.3機具向輕量化方向發展

大棚內作業空間較小，大型機具進棚難，作業時不易轉彎和掉頭，而尺寸過小的起壟設備又會降低作業效率增加勞動強度。通過先進材料和技術在起壟設備中的應用，不僅滿足機具作業效率和作業質量，還降低了機具自重，提高了機具適應性，輕量化技術具有巨大發展潛力。

陳永生，胡檜，肖體瓊，崔思遠，楊雅婷，管春松.2014.我國蔬持生產機械化現狀及發展對策.中國蔬持，（10）：1_5.

郭世榮，孫錦，束勝，陸曉民，田婧，王軍偉.2012.我國設施園藝概況及發展趨勢.中國蔬持，（18）：1_14.

胡檜，陳永生.2009.設施壟作栽培耕整地機械化作業技術.紀念中國農業工程學會成立30周年暨中國農業工程學會2009年學術年會論文集.太谷：中國農業工程學會.

王冰，胡良龍，胡志超，田立佳，計福來.2012.我國甘薯起壟技術及設備探討.江蘇農業科學，40（3）：353_356.

高慶生，男，碩士研究生，專業方向：農業機械化，E_mail：15855125783@163.Com

胡檜，男，副研究員，碩士生導師，主要從事設施農業裝備方面的研究，E_mail：wsdhu@163.Com

2016_03_24；接受日期：2016_04_07

國家科技支撐計劃項目（2013BAD08B03），農業部公益性行業專項（201403032）