機械化生產(chǎn)推進蔬菜規(guī)模化經(jīng)營的實踐與探索—以山東安丘大蔥全程機械化為例

柴立平喬立娟申書興連恒博

（1 中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2 河北農業(yè)大學，河北保定 071001）

采用成本收益分析方法，對山東安丘大蔥全程機械化生產(chǎn)與傳統(tǒng)人工作業(yè)模式的成本收益進行測算。結果表明，大蔥機械化種植每公頃可節(jié)省人工成本20 790 元左右，節(jié)約育苗用地0.113 hm2，生產(chǎn)效率明顯提高，對安丘大蔥規(guī)模化經(jīng)營發(fā)揮了重要作用。

我國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國與消費國，2016 年我國蔬菜總產(chǎn)量超過8 億t，人均年蔬菜擁有量達到580 kg，是國際營養(yǎng)學會推薦人均年蔬菜攝入量的2.1 倍，國內蔬菜市場趨于飽和，蔬菜產(chǎn)業(yè)進入標準化、集約化、規(guī)模化的高質量發(fā)展時期。近年來我國蔬菜種植成本持續(xù)上升（李崇光和包玉澤，2010），2014 年人工成本已占到蔬菜生產(chǎn)總成本的63%（崔思遠 等，2016a），是典型的勞動密集型產(chǎn)業(yè)。且蔬菜可一年多茬種植，產(chǎn)品種類多、差異大，育苗、移栽、田間管理、采摘等作業(yè)環(huán)節(jié)勞動強度大。蔬菜作業(yè)環(huán)節(jié)技術復雜、配套機械設施不完善以及勞動力成本持續(xù)上升等因素制約著蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)營與效益提升（郝春燕 等，2015）。機械化通過替代人工作業(yè)，提高種植效率、降低種植成本，是實現(xiàn)蔬菜規(guī)模化經(jīng)營的有效途徑（陳永生 等，2014）。

近年來，我國蔬菜種植各環(huán)節(jié)的機械化水平逐步提升，2017 年我國蔬菜綜合機械化水平約為23.0%，其中設施蔬菜機械化水平約為33.1%（陳永生，2019），遠低于日本、荷蘭等發(fā)達國家，“機器換人”成為促進蔬菜機械化、規(guī)模化發(fā)展的必經(jīng)之路（吳傳云，2018）。蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展亟待機械水平提高，降低作業(yè)成本；與此同時，機械化亦將進一步推動規(guī)模化發(fā)展，兩者相互促進（肖體瓊 等，2017）。當前研究多集中于規(guī)模化發(fā)展對機械化的促進作用，關于機械化發(fā)展如何推動規(guī)模化經(jīng)營的研究較少。

本文以大蔥產(chǎn)業(yè)為研究對象，采用2017～2018年國家特色蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系對我國西南、中南、黃淮海、華東、東北、西北等大蔥主產(chǎn)區(qū)的實地調研數(shù)據(jù)與生產(chǎn)經(jīng)營主體的重點訪談，對大蔥傳統(tǒng)人工作業(yè)和全程機械化作業(yè)下工作效率、土地利用率與產(chǎn)品標準化水平進行比較，分析機械化作業(yè)影響蔬菜規(guī)模化經(jīng)營的途徑，并針對大蔥機械化推行過程中存在的問題提出解決策略。

1 我國大蔥產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢分析

1.1 我國大蔥產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模

2016 年我國大蔥種植面積為57.18 萬hm2，占我國蔬菜總種植面積的2.56%；采收大蔥2 172.4萬t，占我國蔬菜總產(chǎn)量的2.72%。

2003～2006 年，我國大蔥種植面積小幅上升，年均漲幅1.59%；2007～2008 年持續(xù)下降，自2009 年開始呈現(xiàn)波動上升態(tài)勢，2012 年后基本穩(wěn)定在56 萬hm2左右；2014 年種植面積為57.32 萬hm2，為近年來最高值（圖1）。

我國大蔥總產(chǎn)量從2003 年的1 762.8 萬t 增至2016 年的2 172.4 萬t，年均增長1.79%；自2012年以來，我國大蔥年產(chǎn)量基本穩(wěn)定在2 100 萬t 左右，其中2013 年達到2 210.6 萬t，為近年來最高值（圖2）。

圖1 2003～2016 年我國大蔥種植面積的變化趨勢

圖2 2003～2016 年我國大蔥總產(chǎn)量的變化趨勢

2003～2016 年間我國大蔥單產(chǎn)總體呈先升后降的變化趨勢，從2003 年的33.58 t · hm-2增長至2013 年的39.21 t · hm-2，2014～2015 年連續(xù)下降至37.81 t · hm-2，2016 年小幅回升至38.00 t · hm-2（圖3）。大蔥單產(chǎn)的下降影響了農戶收益水平與種植意愿，大蔥產(chǎn)業(yè)亟待科技創(chuàng)新或產(chǎn)業(yè)組織創(chuàng)新來突破瓶頸，提高種植效益。

1.2 我國大蔥生產(chǎn)成本收益分析

根據(jù)2016～2018 年國家特色蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系對全國大蔥生產(chǎn)成本收益統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)（表1），2018 年大蔥每667 m2平均單產(chǎn)為4 179.58 kg，同比下降11.69%；每667 m2主產(chǎn)品產(chǎn)值6 668.40 元，同比上升18.00%；每667 m2總成本2 909.95 元，同比增長7.06%，人工成本從2016 年每667 m2平均543.63 元增至2018 年的722.47 元，累計增長32.90%，其中河北省唐山市玉田縣規(guī)模化大蔥種植基地雇工成本每667 m2超過2 000 元，人工成本的持續(xù)上漲成為大蔥規(guī)模化種植的主要瓶頸。隨著人工成本與土地成本的持續(xù)上升，為降低總成本，大蔥種植主體不得不降低對肥料、種苗等物質與機械化服務成本投入。

1.3 我國大蔥產(chǎn)業(yè)機械化水平現(xiàn)狀

圖3 2003～2016 年我國大蔥單產(chǎn)的變化趨勢

表1 2016 ～2018 年我國大蔥生產(chǎn)成本收益情況 （以667 m2 計）

大蔥種植需要經(jīng)過整地、開溝、播種、育苗、移栽、緩苗、培土、施肥、采收等環(huán)節(jié)，人工費用是大蔥傳統(tǒng)作業(yè)中最重要的成本。人工作業(yè)下，移栽667 m2蔥苗需要3 人工作1 天；大蔥集中采收時期，由熟練農民組建的10 余人采收隊1 天僅能采收0.2 hm2左右。受農村勞動力缺乏且年齡偏大等因素制約，大蔥種植成本持續(xù)上升，但產(chǎn)量提升難度大。我國大蔥施肥環(huán)節(jié)機械化水平為40%左右，移栽環(huán)節(jié)機械化作業(yè)水平不足10%，大蔥機械化收獲水平不足20%（肖體瓊 等，2017）。目前僅河南新野與山東安丘鐵桿大蔥種植可實現(xiàn)全程機械化操作，面積約0.54 萬hm2，僅為全國大蔥總種植面積的0.95%。

2 大蔥全程機械化作業(yè)成本收益分析

山東省是我國大蔥種植第一大省，2016 年播種面積6.45 萬hm2，產(chǎn)量390.27 萬t，分別占全國總播種面積和總產(chǎn)量的11.28%和17.96%。山東安丘是我國最大的鐵桿大蔥產(chǎn)區(qū)，2015 年山東沃華農業(yè)科技股份有限公司（以下簡稱山東沃華公司）開始提供大蔥播種、育苗、移栽、采收的全程機械化服務。

2.1 大蔥種植全程機械化作業(yè)流程

山東安丘大蔥全程機械化種植的核心技術環(huán)節(jié)包括：種子丸粒化包衣、精量化播種、工廠化育苗、自動化移栽、集約化采收。通過全程機械化種植替代傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，實現(xiàn)大蔥種植的集約化、標準化、規(guī)模化。

大蔥種子較為細小，通過丸粒化處理后體積會增大20 倍左右，易于播種的同時還可通過藥劑的加入防止種子萌發(fā)過程中被土壤害蟲咬食，提高發(fā)芽率。山東沃華公司丸粒化包衣分為7 層，分別為殺菌層、包被層、營養(yǎng)層、包被層、殺蟲層、包被層與顏色層，大蔥種子的出芽率可以提高到85%以上。精量化播種則是通過智能精量化播種機，對播種量進行數(shù)字化預設，從而實現(xiàn)播種量的精確控制，實現(xiàn)人工作業(yè)難以做到的每667 m2均勻播種3萬株蔥苗。工廠化育苗則是采用工廠化形式進行大蔥集約化穴盤育苗，通過對溫度、濕度、水分、光照的統(tǒng)一管理，確保大蔥生產(chǎn)苗全、苗齊、苗勻、苗壯。大蔥自動化移栽作業(yè)通過自動移栽機進行，每個移栽機可放置7 個以上穴盤，每個穴盤可定植660 株，完成每667 m2播種3 萬株蔥苗自動移栽機僅需工作60～90 分鐘，有效降低了大蔥生產(chǎn)過程中的勞動強度，且株距、行距、深度均實現(xiàn)標準化，無緩苗期，可實現(xiàn)大蔥生長期的縮短與質量的提高。1 臺機械化采收設備日均收獲0.533 hm2大蔥，是人工作業(yè)的6 倍。

2.2 機械化作業(yè)與人工作業(yè)成本比較

機械化種植推廣過程中，機械作業(yè)費用是農戶首要的考慮因素。通過傳統(tǒng)人工作業(yè)與大蔥全程機械化種植主要作業(yè)環(huán)節(jié)成本投入對比發(fā)現(xiàn)（表2），機械化作業(yè)各環(huán)節(jié)物質投入與操作費用（含人工）合計36 285 元 · hm-2，人工作業(yè)成本合計36 690元 · hm-2，機械化作業(yè)比人工作業(yè)成本減少405 元 · hm-2。全程機械化作業(yè)每公頃可節(jié)省人工成本20 790 元左右，且機械化采收大蔥次品少、不傷蔥，每公頃增產(chǎn)7 500 kg 以上。

2.3 機械化作業(yè)與人工作業(yè)效率比較

農業(yè)機械化是現(xiàn)代農業(yè)的重要標志，是農業(yè)提質增效的物質基礎（何秀榮，2016）。大蔥機械化作業(yè)效率大幅度提高，大蔥種子經(jīng)過丸粒化包衣后進行精量化播種比人工播種效率提高6 倍；在大蔥定植與采收階段，機械化作業(yè)優(yōu)勢更為顯著，作業(yè)效率較人工作業(yè)效率提高25.5 倍以上（表3）。工廠化集約育苗每667 m2苗床可生產(chǎn)3.33 hm2的大蔥苗，而傳統(tǒng)育苗方式每667 m2苗床僅可生產(chǎn) 0.467 hm2的大蔥苗，每公頃大蔥種植若采用工廠化育苗可節(jié)約育苗用地0.113 hm2，節(jié)省土地租金270 元；在出苗率與質量方面可節(jié)省種子款930 元；在苗床管理及出苗（移栽前拔苗等）人工方面，可節(jié)省人工費1 290 元。

表2 大蔥種植全程機械化作業(yè)與人工作業(yè)成本比較 元 · hm-2

表3 大蔥種植全程機械化作業(yè)與人工作業(yè)效率比較

2.4 機械化作業(yè)的其他有利因素

機械作業(yè)雖然節(jié)約人工成本，但受機械作業(yè)費用較高影響，成本優(yōu)勢并不明顯。但全程機械化種植優(yōu)勢還體現(xiàn)在：一是節(jié)約土地，工廠化集約育苗可節(jié)約育苗用地6～7 倍；二是降低風險，育苗風險完全由育苗工廠承擔，另外通過工廠化育苗將育苗期縮短至45 天，僅為原育苗時間的70%，定植后無需緩苗；三是實現(xiàn)及時定植與采收，大蔥采收與移栽時間要求緊迫，機械作業(yè)過程中1 臺機組每天可移栽0.53～0.67 hm2，采收0.53 hm2，有效解決了勞動力不足問題。

3 大蔥全程機械化對規(guī)模化種植的推動作用

2015 年山東安丘大蔥全程機械化種植輻射帶動266.67 hm2，2016 年 達 到533.33 hm2，2017 年1 066.67 hm2，2018 年2 333.33 hm2，移栽蔥苗10億株，僅移栽環(huán)節(jié)就節(jié)約勞動力96 000 人次，為實現(xiàn)大蔥規(guī)模化發(fā)展起到重要的推動作用。

3.1 全程機械化提高了經(jīng)營主體種植意愿

大蔥全程機械化推廣過程中，受到種植面積0.67 hm2以上的規(guī)模經(jīng)營主體的普遍認可。工廠化育苗提高了種苗質量，也減少了大蔥病蟲害的發(fā)生，為大蔥綠色、有機生產(chǎn)提供可能，并通過及時播種與采收緊跟市場行情，從而提高蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)模主體的種植意愿，使得安丘大蔥規(guī)模經(jīng)營主體迅速增加，也為大蔥出口與農超對接等高端市場打下基礎。安丘萬通蔬菜合作社成立于2011 年，2015 年開始大蔥機械化種植，基地規(guī)模迅速從33.3 hm2擴大到133.3 hm2，并有繼續(xù)擴大規(guī)模意愿，由于種植規(guī)模化、產(chǎn)品標準化的實現(xiàn)，所生產(chǎn)的大蔥與青蔥全部出口日本。

3.2 全程機械化促進了農村土地流轉

大蔥移栽、收獲環(huán)節(jié)需要大量的青壯年勞動力，但近年來農村青年勞動力不斷轉移，勞動力成本持續(xù)上升，使得傳統(tǒng)人工作業(yè)模式下規(guī)模化經(jīng)營主體受勞動力資源約束難以擴大經(jīng)營規(guī)模。大蔥全程機械化有效解決了“未來誰來種菜”的問題，并將農村留守勞動力轉移到二、三產(chǎn)業(yè)中，一方面促進了大蔥加工與流通產(chǎn)業(yè)發(fā)展；另一方面也促進了土地轉包與轉租，為規(guī)模化經(jīng)營提供土地資源支持。

3.3 全程機械化提高了產(chǎn)品標準化水平

大蔥工廠化育苗實現(xiàn)了生產(chǎn)條件統(tǒng)一管理，出芽率高，苗期病蟲危害少，育苗效率高；自動化蔥苗移栽不僅效率高，且實現(xiàn)了大蔥種植標準化；機械化采收可以降低產(chǎn)品損傷，確保大蔥品質。通過全程工廠化、機械化育苗、栽培、施肥、田間管理與采收，實現(xiàn)大蔥標準化生產(chǎn)，為規(guī)模化經(jīng)營主體實現(xiàn)農超對接、農企對接等流通渠道創(chuàng)新提供了產(chǎn)品支持。

4 大蔥種植全程機械化主要制約因素

4.1 大蔥種子丸粒化包衣等關鍵技術尚未破解

山東沃華公司大蔥全程機械化設備與技術最初均從日本引進，并經(jīng)過不斷改良與試驗實現(xiàn)穴盤、自動移栽機的自主知識產(chǎn)權，其中自主研發(fā)育苗穴盤的質量與性能均符合國際標準，使用壽命長達10 年，且成本僅為國際同類穴盤的20%。但大蔥種子丸粒化包衣技術仍然采用進口設備，增加了工廠化育苗成本。雖然近年來國內也研發(fā)出不同類型的種子丸粒化包衣機，但加工效果難以滿足實際生產(chǎn)需要。移栽機與收獲機仍然需要人工操作，自動化程度有待進一步提高。

4.2 機械化作業(yè)收費較高影響農戶需求

受前期研發(fā)費用較高以及種子丸粒化包衣等環(huán)節(jié)高成本等因素制約，機械化作業(yè)的服務費用相對較高。山東沃華公司大蔥自動化移栽機按照1.4 元 · m-2收取作業(yè)費用（大蔥自動化移栽費用包括種子丸粒化包衣、精量化播種與育苗費用等；但農戶用自有土地育苗、自己移栽的話，往往不計入成本），每667 m2需要800 m2移栽作業(yè)，自動化移栽作業(yè)費用約為1 120 元。對于在自有土地上進行大蔥種植的小型農戶而言，作業(yè)費用較高。大蔥收獲階段，人工作業(yè)按照0.2 元 · kg-1收取費用，機械作業(yè)收取0.16 元 · kg-1作業(yè)費用，雖然費用相對較低，但對于未進行自動化移栽的收獲期大蔥，由于非標準化種植，無法進行機械收獲。

4.3 大蔥種植農藝復雜限制農機使用

山東沃華公司的大蔥全程機械化作業(yè)以安丘鐵桿大蔥為服務對象，山東章丘雞腿蔥、東北長白蔥等不同大蔥品種的播種時間、栽培方式、收獲方法差異明顯，沒有固定統(tǒng)一的生產(chǎn)模式，致使大蔥全程機械化推廣的難度遠高于糧食作物。當前大蔥自動化移栽設備無法滿足不同品種蔥苗移栽定植的株距、行距、深度的不同要求。大蔥收獲機要求能夠對大蔥根部位置與大蔥長勢進行智能識別，也對株距與行距有統(tǒng)一要求，大蔥種植過程中的非標準化嚴重制約了收獲環(huán)節(jié)機械化的應用。

5 對策建議

5.1 加強政府對蔬菜機械化引導作用

蔬菜作業(yè)環(huán)節(jié)復雜多樣，蔬菜機械前期引進與研發(fā)難度大、投入成本高，使得蔬菜機械裝備市場用戶可選產(chǎn)品類型較少，且小規(guī)模分散種植不利于蔬菜機械作業(yè)。為了提高蔬菜產(chǎn)業(yè)機械化水平，日本農林水產(chǎn)省1993 年開始對蔬菜機械化研發(fā)與推廣進行扶持，2012 年已實現(xiàn)了大蔥、甘藍、洋蔥等蔬菜的全程機械化，證明政府引導與推動的重要作用（崔思遠 等，2016b）。首先，應建立由政府主管部門負責的農機貸款擔保制度，承擔農機貸款擔保業(yè)務；其次，加大對農業(yè)機械的財政補貼力度，尤其應加大對自主農業(yè)機械研發(fā)的補貼力度，提高蔬菜機械的供給能力；第三，加大對產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)扶持力度，通過“公司+基地+農戶”實現(xiàn)區(qū)域化布局、機械化生產(chǎn)與規(guī)模化經(jīng)營。

5.2 實現(xiàn)蔬菜機械化與現(xiàn)代農藝相結合

農業(yè)機械化的推廣應適應現(xiàn)代農藝的需求，由于蔬菜品種的多樣性以及種植環(huán)節(jié)的復雜性，即使同一品種蔬菜受地域、氣候與種植模式影響而在農藝操作方面差異顯著，使得蔬菜種植機械難以適應復雜多樣的農藝技術。蔬菜機械化推廣應實現(xiàn)蔬菜機械與現(xiàn)代農藝相結合，首先，實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)的標準化，通過種子前處理技術與育苗環(huán)節(jié)的標準化普及蔬菜機械化移栽，對行距、種植深度與密度等種植環(huán)節(jié)標準化普及蔬菜采收機械；其次，制定蔬菜產(chǎn)品分類定級標準，推廣蔬菜分類定級機械化；第三，建設標準化、規(guī)模化種植基地，降低機械化作業(yè)成本。

5.3 確保機械推廣與規(guī)模經(jīng)營相協(xié)調

受蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)模種植比例低、蔬菜種植與收獲機械少、國外機械產(chǎn)品價格過高等問題制約，一方面?zhèn)€體農戶小規(guī)模經(jīng)營對機械化需求不足；另一方面，蔬菜育苗、田間管理、采收機械作業(yè)質量差、價格高等問題影響主體規(guī)模經(jīng)營意愿（蘇玉東，2016）。為實現(xiàn)蔬菜機械化與規(guī)模化的協(xié)調發(fā)展，蔬菜產(chǎn)業(yè)機械化發(fā)展中重點發(fā)展的機械應該包括施肥、深耕、開溝、覆膜等高效土地整理機械，種子丸粒化與精量化直播機械、全自動移栽機械與根菜類、葉菜類、果菜類蔬菜收獲機械等，其中蔬菜采收機械的推廣將對規(guī)模化發(fā)展起到重要推動作用。

5.4 加大優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)機械化推廣示范

先進蔬菜生產(chǎn)技術的示范引領是機械化成功推廣的有效途徑，應有重點、分步驟地選擇蔬菜規(guī)模產(chǎn)區(qū)的種植基地，通過“產(chǎn)+研+銷”協(xié)調推進，通過地方優(yōu)勢特色蔬菜產(chǎn)品機械化生產(chǎn)技術的研發(fā)、試驗、示范，輻射影響全國其他產(chǎn)區(qū)。如選擇重慶涪陵青菜頭、湖北蔡甸蓮藕、貴州遵義朝天 椒、山東金鄉(xiāng)大蒜和章丘大蔥等農產(chǎn)品特色優(yōu)勢區(qū)作為重點推廣地區(qū)，對蔬菜種植基地進行機械化作業(yè)的試驗與示范，培養(yǎng)農機作業(yè)隊伍及農業(yè)機械與社會服務主體，逐步提高機械化作業(yè)面積；另一方面，加強區(qū)域間蔬菜機械制造與科研合作，加快蔬菜機械推廣力度，提高規(guī)模化經(jīng)營生產(chǎn)效率。