溫嶺大棚葡萄產業“機器換人”的實踐與發展方向思考

王新斌 徐小菊

1 溫嶺大棚葡萄產業概況

浙江溫嶺葡萄于上世紀80年代末開始在塑料大棚內種植，經過一系列綜合技術研究與創新，葡萄栽培方式從露地栽培、單膜栽培、抗風栽培、促早抗風栽培，一直發展到目前的三膜促早綜合栽培。一個個技術的突破，為全市大棚葡萄產業快速、健康的發展奠定了良好的基礎。從2009年開始栽培面積平均每年以213 hm2的增長速度迅速擴大，至2017年全市總面積達到3 733.3 hm2，年總產量5.9萬t，年總產值6.1億元，葡萄已發展成為溫嶺第一大水果產業，是溫嶺市目前經濟效益最高、發展勢頭最猛的農業龍頭產業。溫嶺也成為了我國栽培面積最大、規模上市期最早的大棚葡萄產區之一，被譽為“中國大棚葡萄之鄉”，2012年獲得“溫嶺葡萄”地理標志證明商標。

溫嶺大棚葡萄產業有三大優勢。一是投資少、上市早、效益高。溫嶺葡萄大棚以簡易的促成型塑料大棚為主，取材方便、造價便宜的混合型（水泥柱、三角鋼、鋼絲索、毛竹片）結構塑料大棚，一次性設施投資成本少。葡萄上市期從4月下旬初到7月初，5月中旬到6月中下旬是上市旺季，是全國除了云南之外葡萄最早上市的地方。由于上市早而且果面漂亮，可溶性固形物含量高，價格優勢明顯。近三年統計，平均單位面積年純收入12萬元/hm2以上。二是產業布局集中度高。全市60%的大棚葡萄集聚在東部現代農業綜合區內，土地集中連片，基礎設施配套齊全，產業呈現規模化、集聚化布局態勢。東南部2 000 hm2的大棚葡萄列入浙江省優質高效農業示范基地，區域布局特點明顯，產業特征突出，產品特色顯著，已成為全省特色農業的三大亮點之一。三是產品營銷組織化、市場化程度高。大棚葡萄主要產區集中在東部沿海的農業集聚區，在長期的實踐探索中，集聚區形成了 “農業龍頭企業+農民專業合作社+基地+農戶”組織化生產經營模式，產品銷售以全國各地的地級市批發市場批發銷售為主，除浙江本省市場外，還銷往全國各大中城市，價格逐年穩中有升。

溫嶺大棚葡萄產業還存在許多短板。一是自然災害隱患依然存在。雖然設施栽培基本避開了臺風的危害，但因大棚設施相對簡易，3月花期前后的低溫陰雨或高溫高濕則是影響葡萄結果的第一大自然災害隱患。二是生產管理精細化的要求與從業者個體素質的矛盾越來越大，果農急需掌握標準化栽培技術。三是關鍵生產環節機械化、自動化程度低。四是產品區域品牌、觀光休閑園建設發展滯后等。

2 溫嶺葡萄大棚設施及機械化現狀

2.1 簡易的促成型塑料大棚仍然是沿海涂地大棚葡萄生產的主要設施

取材方便、造價便宜的混合型（水泥柱、三角鋼、鋼絲索、毛竹片）結構塑料大棚，同鋼架混合結構大棚相比，具有投資少、不受地點和條件限制等優點，但也存在保溫性能差，因棚架支柱過多、種植密度過密、栽培架式無序而使機械作業和自動化技術難以應用，雙膜促早栽培技術無法推廣等問題。

雙軌運輸機噴藥作業

2.2 葡萄大棚內簡易管道化供肥水技術應用普及

管道化供肥水系統主要由供水裝置、輸水管道(干、支管)和滴水軟帶三部分組成。供水裝置采用水塔、壓力泵或貯水罐三者之一，輸水管道就是用支管把供水裝置的水引向葡萄園滴灌區的通道，滴水部分是用聚乙烯塑料薄膜滴管帶直接安裝在支管上，將滴管帶布置在葡萄行中間。該技術簡單易行投資省，能大大減輕勞動強度，但也存在著肥水供應不均勻的問題。

2.3 簡易連棟大棚頂膜開啟關閉裝置開始推廣應用

為了改善果園通風透光條件，使葡萄盡量接受陽光照射，促進花芽分化提高坐果率，提高植株抗逆性和果實品質，減輕開啟關閉大棚頂膜的勞動強度，溫嶺自行發明的“簡易連棟大棚頂膜開啟關閉裝置”技術已在全市約333.3 hm2葡萄大棚中推廣應用。

2.4 作業管理機械化水平低，勞動強度大

大棚葡萄管理作業包括棚內耕整地 （耕地、開溝）、挖孔植苗、施肥澆水、綁蔓修枝、植保噴藥、采摘運輸、棚膜開關、樹枝處理和棚內溫濕度管理等。所有這些作業環節除了施肥澆水已普及應用簡易管道化供肥水技術外，其他基本以人工作業為主。因棚架支柱過多和枝架布置混亂，耕整地、開溝和除草機械無法在棚內作業，葉幕修剪機和綁枝機也無法操作。從背包式噴霧器更新到擔架式動力噴霧器后，葡萄園植保機械一直停滯不前。人工搬運農產品、肥料，人工開溝，除草劑除草，成本高、勞動強度大。打孔機、電動修枝剪、電動搖膜機、樹枝粉碎機等機械設備和工具應用很少。環境控制設施、遠程監控系統、智能數控等物聯網技術在葡萄生產領域尚未得到廣泛地推廣應用。

3 大棚葡萄產業“機器換人”的探索與成效

3.1 設施棚架的改造提升

改水泥竹木混合架大棚為混合式鋼架連棟大棚是今后發展趨勢。實踐證明無障礙混合式鋼架連棟大棚肯定有利于果園機械化的應用，而且能應用雙膜促早栽培技術。混合式鋼架連棟大棚能使棚內日均溫度提高0.7℃，葡萄物候期比水泥竹木混合架大棚提早，萌芽期提早5 d，花期提早7 d，成熟期提早10 d；而且鋼架大棚的萌芽、坐果率也略高，果實糖度高、著色好、硬度高耐貯運，果實品質好，種植效益增加明顯。如應用雙膜促早栽培技術，雙膜棚內日極端低溫由單膜0.8℃提高到4.2℃,活動積溫提高189℃，日最高溫度降低3.4℃，能預防大棚內早期低溫凍害和極端高溫熱害。雙膜促早栽培的葡萄，70%的果實于5月底采摘完畢，價格高且穩定，6月底全部采摘完畢，種植效益提高更加顯著。

3.2 開啟大棚葡萄園“機器換人”示范建設

近年來，借助項目扶持政策實施，在個別試點果園內進行“機器換人”示范建設。安裝了軌道運輸機械，應用物聯網技術、智能水肥一體化裝備和大棚頂膜機械開關裝置，配置枝條粉碎機、送風式噴霧機、開溝機和割草機，實現了果實和肥料搬運的自動化，開溝、除草機械化，植保打藥自動化，水肥施用智能化，枝條粉碎機械化，大棚頂膜開關和棚內溫濕度管理自動化信息化等。通過這些機械裝備的應用，大大提高了管理效率，減輕勞動強度，提高植保效果、減少農藥用量，提高果品質量。

（1）雙軌運輸技術示范應用。針對目前大多數果園人工挑擔搬運果實和肥料、人工打藥等勞動強度大和效率低下的問題，溫嶺自行研發“果園雙軌道遙控運輸打藥設施”技術，該設施采用角鋼作為軌道，采用電瓶和直流電機作為動力，結構相對簡單，原材料便宜，容易被農民接受和推廣。已有兩個示范戶示范應用，設備運行穩定震動小，比較適合不耐震動水果比如葡萄等的運輸，最大載質量可達到1 000 kg。運輸車上安裝送風式噴霧機后能實現自動噴藥，效率高且效果好，能減少打藥次數和用藥量。整套設備維護成本低，能真正達到省工、省力、節本，且綠色、環保、安全。

（2）物聯網技術和智能肥水一體化技術示范應用。在新建的鋼結構連棟大棚內實施。硬件設施方面主要安裝大棚頂簾卷膜器和側簾卷膜器，種植區內鋪設視頻監控設備，安裝灌溉自動控制裝置智能控制總閥和自動電磁閥門等，設置無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤水分傳感器、無線CO2傳感器、無線照度傳感器等。軟件方面開發搭建基于云計算的種植管理系統。整個系統安裝調試完成后，能通過各無線傳感器節點無線組網、數據采集處理系統、系統監控平臺或手機APP等，實現對葡萄溫室大棚內環境溫濕度、土壤水分、CO2濃度和光線強度等參數的采集處理和自動控制的功能，實現對葡萄大棚種植的智能化管理，減少人力物力投入，提高管理效率，并且把傳統經驗種植推向精準種植。

4 大棚葡萄產業“機器換人”發展方向思考

大棚葡萄產業目前是溫嶺經濟效益最高、發展勢頭最猛的農業龍頭產業，今后如何可持續發展、產業如何升級涉及方方面面。下面僅僅從“機器換人”角度作些思考探討。

4.1 農機農藝深度融合

葡萄種植是勞動密集型產業，從萌芽到開花坐果直到采收不僅需要多次追肥灌水、防病治蟲，還需要進行涂芽、抹梢、摘心、綁蔓、疏果、整穗、覆地膜、開閉棚膜等栽培管理，需要花費大量人工和精力。據調查，單單疏果一項人工費就在3萬元/hm2以上。現在農村勞動力稀缺，每生產周期的人工成本已占到生產成本的一半以上，這直接影響著葡萄種植效益的提高，也制約著葡萄產業的升級發展。目前全市正在示范推廣的葡萄大樹冠配合根域限制栽培技術，一方面改變溫嶺市現有葡萄園種植密度大、架式雜亂、架面郁閉、通風透光差、病蟲害發生重和落葉過早等弊端；另一方面有利于大棚內機械化的推廣，比如推廣除草機減少果園化學除草，保護土壤環境，推廣耕整機實行果園中耕松土、開溝清理，這些都有利于減輕土壤酸化鹽漬化，改善土壤結構性狀，從而增強根系活力、提高植株抗病性、培育健康樹體，提高花芽分化質量進而提高果實品質。該項技術的推廣應用必須和傳統大棚的改造提升結合起來才能實現。因此，設施裝備只有和農藝技術相互適應甚至深度融合才能發揮最大效率，才能達到省工節本、提質增效的目的，才能推動全市大棚葡萄產業的健康可持續發展。

4.2 解決當前急需解決的關鍵生產環節勞動強度高的問題

葡萄園施肥、采摘搬運、病蟲防治等都要用到強勞力，用工成本高；另外，由于受棚架等限制，運輸車輛、傳統農業機械無法進入園內運輸、作業。面對這些現實問題，葡萄種植戶在市農林局特產、農機和科技等技術專家的指導下，通過政府項目資金支持，終于研發成功“果園雙軌道遙控運輸打藥設施”技術，在寬行單株的大樹冠葡萄園內實現果園機械運輸和自動噴藥，解決了葡萄生產過程中病蟲害防治和營養葉面追施、葡萄園肥料和果實運輸等機械化問題。該設備一次性投資成本低，維護方便，省工省力，今后將重點推廣。

4.3 推廣智能化管理大棚技術

傳統經驗種植向現代精準種植發展是必然趨勢。葡萄大棚膜的機械化、自動化開閉系統是葡萄設施栽培智能化管理的關鍵。人工開閉大棚膜存在著費工和不精準問題，對比測試證明：智能自動化開閉比人工開閉在時間和用工成本上大幅節省，而且人工開閉棚膜的時間節點控制不精準，易導致棚內溫度過高過低，發生冷害和熱害，導致葡萄生長不穩定而影響產量。通過各類智能化裝備如水分傳感器、土壤有機質傳感器、環境傳感器、葡萄態勢傳感器、水肥一體化裝置等，再經智能終端如手機APP就能對大棚內環境溫濕度等實行自動化和信息化采集分析管理，并能遠距離遙控大棚膜智能開閉，減少操作人員的工作量，提高工作效率。大棚采用智能控制系統管理是未來農業發展的趨勢和方向。

4.4 推廣粉碎機解決葡萄枝的生態處理問題

葡萄生產過程中修剪下來的廢葡萄枝如何處理也是一個困擾。經多年探索，葡萄枝先機械粉碎處理再生態應用將是最好的處理方向。用粉碎機機械粉碎葡萄枝技術已成功應用，可以推廣。粉碎后的葡萄枝一方面可借助本地魚蛋白有機肥廠與魚污泥混合制作有機肥，也可以作為食用菌培養基輔料，也可作為生物質燃料顆粒原料，能有效地實現廢物利用，保護環境，美化田園。