小型農機在設施蔬菜生產中的應用前景

陳永生 高慶生 管春松 楊雅婷 崔志超

侯喜林 博士，二級教授，博士生導師。獲國務院特殊津貼、全國模范教師稱號。南京農業大學首批“鐘山教學名師”。國家大宗蔬菜產業技術體系崗位科學家，農業部華東地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室主任，蔬菜學國家重點學科帶頭人，江蘇省優勢學科“現代園藝科學”學科帶頭人，江蘇省現代農業蔬菜產業技術體系首席專家。育成不結球白菜新品種9個，授權國家發明專利17件。獲國家、省部級科技成果二等獎6項，教學成果二等獎4項。

我國是最大的蔬菜生產國和消費國，蔬菜發展增速高于世界平均水平。據國家統計局數據，2016年全國蔬菜種植面積約為2200 萬 hm2（3.3 億畝），其中設施蔬菜 500 萬 hm2（0.8 億畝），蔬菜產量約為8億t，種植面積和產量分別占世界總量的40%和50%以上[1]。蔬菜生產是傳統的勞動密集型產業，隨著我國城鎮化進程的加快和農村富余勞動力向非農產業的轉移，用工難和用工貴的問題在蔬菜生產中越發凸顯，急需加強蔬菜生產機械的推廣及應用。

我國蔬菜機械化目前處于初級階段，整體水平偏低，綜合機械化水平低于30%[2]。平原露地蔬菜在施肥、整地、播種、植保、灌溉等環節受益于前期大田機械的發展基礎，機械化程度較高。設施蔬菜因作業環境限制，大型農業機械普遍存在“路難走、門難進、邊難耕、頭難掉、效難高”的問題[3]，只有少數小型農業機械可以開展作業。設施蔬菜作為高效農業的主導產業，是現代農業的重要標志，種植面積占蔬菜總面積的1/4，且呈逐年增加趨勢，機械化需求迫切。因此，靈活實用的小型農業機械在設施蔬菜生產中具有廣闊的應用前景。

1 小型農業機械在蔬菜生產中的應用現狀

近年來，在農業高速發展的前提下，小型農業機械也得到了飛速發展，大量中小型企業相互競爭。目前國內具有一定規模的農業機械生產企業超過200家，農業機械上千種，其中小型作業機械覆蓋基肥撒施、耕整地、種植、灌溉、采收、植保和環境調控等蔬菜全程生產環節。但2013年農業部規劃設計院構建設施農業機械化水平評價指標體系數據顯示，我國的設施蔬菜綜合機械化水平為26.6%[4]。2016年南京農業大學又針對江蘇省開展了蔬菜機械化水平評價研究，結果表明，江蘇省蔬菜綜合機械化水平為23.7%[5]。綜合全國蔬菜機械化相關數據，情況大同小異，即在過去3 a間，我國蔬菜機械化發展沒有取得明顯成效。基于多次調研及開展蔬菜機械化推廣示范分析，我國小型農業機械在蔬菜生產中的應用存在以下幾個問題。

1.1 機具專業化程度低

蔬菜生產需精耕細作，且要滿足不同蔬菜品種的農藝要求，對機具作業質量要求較高，有些機具甚至要進行單獨研發定制。而我國的小型農機具生產廠家以企業效益為主，很難針對蔬菜種植要求開展單獨研發。

1.2 成套裝備推廣示范力度不足

農業生產者教育程度普遍較低，組織化程度和產業化經營水平不高，獲取農業相關信息渠道有限，面對基地規模及生產需求，難以對市場繁多的機具類型進行合理優化配置。

1.3 農機推廣體系不健全

農機補貼雖然逐年加大，但各省的扶持政策、補貼比例不一，導致一些適合設施蔬菜特點和農業發展急需的小型農機具沒有列入部、省補貼目錄。農業生產利潤空間低，在沒有資金補貼的情況下，農戶面對價格不菲的農業機械常常顯得有心無力。

2 小型農業機械在設施蔬菜生產中的應用特點

蔬菜生產主要包括施肥、耕整地、灌溉、植保、移栽、播種、采收和環境調控等環節，從設施蔬菜各生產環節機械化發展情況看，小型農業機械的應用具有不同的特點。

2.1 基肥撒施機械

基肥撒施機械主要有離心圓盤式和翻拋式2種。目前開展推廣應用的小型基肥撒施機械以手扶式為主，用于顆粒肥和粉肥撒施。因基肥撒施的粗放性，人工作業效率高，且勞動強度低，農業生產者很少購買基肥撒施機械，生產中應用較少。設施蔬菜基肥撒施機械化水平不足5%。

2.2 耕整地機械

小型耕整地機械包括微耕機、開溝機、起壟機、田園管理機等，其中經濟發達地區開始應用高端多功能田園管理機作業，可一次性完成旋耕、起壟、覆膜作業，并針對蔬菜種植農藝要求推廣應用專業化精細整地裝備。設施蔬菜耕整地機械化水平在70%以上。

2.3 灌溉、植保機械

設施蔬菜應用的節水灌溉包括噴灌、滴灌、微灌、水肥一體化等多種形式，對作業環境要求較低，目前規模化經營的設施蔬菜生產基地都配有不同水平的節水灌溉系統。小型植保機械方面，手動噴霧器、靜電噴霧器和機動噴霧器使用較多，太陽能殺蟲燈和性誘劑等設備已經普及，植保小飛機的推廣應用也漸有成效。灌溉、植保機械化水平達80%以上。

2.4 種植機械

小型種植機械主要包括育苗播種、直播和移栽機械。育苗播種機多采用氣吸式，根據吸種部件的不同又分為針吸式、滾筒式和蓋板式3類，通常配合上土裝置、基質填裝裝置、覆土裝置和澆水裝置流水線作業，一般育苗工廠和規模化農場已基本配套齊全。小型直播機主要為機械窩眼輪播種機，有手扶式和起壟機后懸掛式2種，播種最小行距6 cm，不適合密植作業。小型移栽機械有鴨嘴式、鉗夾式、導苗管式和撓性圓盤式多個機型，其中半自動鴨嘴式移栽機作業性能較為穩定，在山東、東北和貴州等地已有一定面積的生產應用，全自動移栽機僅有零星發展，還處在試驗階段。種植機械化水平約為15%。

2.5 采收機械

小型采收機械主要有往復割刀式和帶鋸式2種，可用于雞毛菜、茼蒿和菠菜等葉菜類及韭菜的收獲。機具以國外進口為主，且對整地質量要求較高，需配套引進整地作業機械，作業成本較高。目前蔬菜收獲機械以推廣示范為主，機械化水平約為5%。

2.6 環境調控

環境調控主要是針對設施內溫、光、氣、水、土壤五大環境因子，包括加溫、保溫、降溫、補光、通風、二氧化碳增加、臭氧消毒、基質處理、土壤消毒等方面的裝備。不同設施結構類型根據實際需要配有不同環境調控設備，其中加溫、降溫和通風設備應用較多，環境調控機械化水平約為25%。

3 提高小型農業機械在設施蔬菜生產中應用的有效途徑

提高小型農業機械在設施蔬菜生產中的應用，要依據設施蔬菜的特殊作業環境，從設施結構類型的實際出發，開展規模化、標準化生產。堅持以提高經濟效益為中心，以市場為導向,提高農業機械化作業和機械裝備水平，使農機在農業生產中的作用得到最大限度的發揮。

3.1 制定標準化作業模式

我國蔬菜品種繁多，周年生產的就有14大類150多種，作業模式多樣，農藝要求復雜。為提高小型農業機械在蔬菜生產中適應性，提升作業效率和質量，必須對蔬菜種植模式進行標準化和規范化，并制定相應的作業技術規范和生產規程，機械化必須以標準化為前提。

3.2 優化設施結構類型

我國設施結構類型日趨多樣，包括小拱棚、大中棚、節能日光溫室、普通日光溫室、加溫溫室和連棟溫室等，但卻沒有適宜機械化作業的結構類型。圍繞機械作業“路難走、門難進、邊難耕、頭難掉、效難高”等問題，必須針對現有設計結構類型進行再次優化，合理布局。

3.3 加強農機農藝融合

農機農藝的深度融合是提高作業效率、降低農業生產成本的關鍵前提。農藝部門要加強蔬菜栽培技術創新研究，開發利于機械化作業的新品種、新農藝，為機械化作業和集約化生產創造條件;農機部門要根據設施農業機械化的需求，統籌考慮蔬菜栽培技術要求的特殊性，加快蔬菜機械化技術的集成創新，提升蔬菜農機化裝備水平和科技含量[6]。