山西省設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)裝備現(xiàn)狀分析與對(duì)策建議

薛平（山西省農(nóng)機(jī)發(fā)展中心，山西太原 030002）

設(shè)施農(nóng)業(yè)是山西省重要的特色產(chǎn)業(yè)之一。近幾年，隨著山西省扶貧攻堅(jiān)、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施，各級(jí)政府把發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)作為農(nóng)民脫貧致富、增加收入的重要產(chǎn)業(yè)來(lái)抓。特別是2020 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)設(shè)施種植機(jī)械化發(fā)展的意見》（農(nóng)機(jī)發(fā)[2020]3 號(hào)）后，山西省政府出臺(tái)了《山西省設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展2021年行動(dòng)計(jì)劃》，在創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化示范園、提升裝備水平等多個(gè)方面加大了投入，有力推動(dòng)了山西省設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。本文從日光溫室和塑料大棚機(jī)械化生產(chǎn)視角出發(fā)，重點(diǎn)介紹了山西省設(shè)施蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀、技術(shù)與裝備應(yīng)用、存在問題及因素分析等方面情況，提出了相關(guān)對(duì)策建議。

山西省設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化水平現(xiàn)狀

2020 年底，山西省設(shè)施蔬菜面積為3.87萬(wàn)hm2。其中，日光溫室2.075 萬(wàn)hm2，塑料大棚1.775 萬(wàn)hm2，連棟溫室0.024 萬(wàn)hm2。在設(shè)施蔬菜類型中，日光溫室和塑料大棚兩種類型占比達(dá)99.38%，連棟溫室占比僅為0.62%（數(shù)據(jù)來(lái)源：山西省農(nóng)機(jī)部門統(tǒng)計(jì)）（圖1）。設(shè)施蔬菜栽培品種主要有辣椒、番茄、黃瓜、豆角、茄子、菠菜、油菜、芹菜等，年產(chǎn)量254.6 萬(wàn)t。設(shè)施蔬菜綜合機(jī)械化水平為37.2%，其中：耕整地和灌溉施肥機(jī)械化水平比較高，均超過(guò)了50%，分別為87.6% 和51.7%，種植、采運(yùn)和環(huán)境調(diào)控機(jī)械化比較低，分別為20.1%、0.95%和34.4%（圖2）。從全省5 市9 縣10 個(gè)設(shè)施蔬菜機(jī)械化裝備水平較高合作組織抽樣調(diào)查分析來(lái)看，85% 起壟方式為開溝機(jī)+人工；90%移栽方式為人工移栽；85% 灌溉施肥為輕簡(jiǎn)式施肥機(jī)+滴灌帶；70% 采運(yùn)作業(yè)為人工采摘+地軌運(yùn)輸；環(huán)境調(diào)控配套裝備主要有自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、補(bǔ)光燈，配套比約為15%；植保方式以背負(fù)電動(dòng)噴霧器為主，配套比約為90%。10 個(gè)生產(chǎn)單位最需配套前6 種裝備為自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、霧化打藥系統(tǒng)、起壟機(jī)、滴灌裝備、采運(yùn)車、手推式（可自動(dòng)收管）機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)。

圖1 2020 年山西省設(shè)施蔬菜類型占比

圖2 2020 年山西省設(shè)施蔬菜五大環(huán)節(jié)機(jī)械化水平

耕整地機(jī)械化技術(shù)裝備

山西省設(shè)施蔬菜耕地方式主要以大棚王、中小型拖拉機(jī)配套旋耕機(jī)以及微耕機(jī)作業(yè)為主，深耕為15～20 cm。運(yùn)城、大同等多地引進(jìn)了大棚專用自走式深翻機(jī)和懸掛式深耕機(jī)，特別是自走履帶式深翻機(jī)通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性好，棚內(nèi)調(diào)頭方便靈活，耕深達(dá)35～50 cm 以上，頗受當(dāng)?shù)卮笈锓N植戶的青睞（圖3）。部分農(nóng)機(jī)戶專門購(gòu)買此類裝備，開展社會(huì)化深耕、深翻作業(yè)服務(wù)，每畝作業(yè)收費(fèi)500～700 元，主要解決溫室大棚土壤鹽堿化、板結(jié)問題。起壟主要應(yīng)用開溝機(jī)、起壟機(jī)兩類裝備，其中開溝機(jī)作業(yè)方式是以培到兩側(cè)的土為基本壟形，人工做整形，壟形差異較大。以番茄為例，通常壟高12～20 cm，壟底寬60～80 cm，壟頂寬40～60 cm。機(jī)械化起壟技術(shù)在塑料大棚推廣應(yīng)用較多，但在日光溫室中受南北壟向種植影響，機(jī)械化作業(yè)受限。

圖3 “土哈哈”牌大棚深翻機(jī)在陽(yáng)高縣應(yīng)用

種植機(jī)械化技術(shù)裝備

山西設(shè)施蔬菜移栽主要以人工和輔助工具為主，移栽位置有壟側(cè)與壟頂兩種形式。近兩年，山西省農(nóng)機(jī)部門在陽(yáng)泉、運(yùn)城、太原等地設(shè)施蔬菜塑料大棚示范推廣了東風(fēng)井關(guān)、寶雞鼎鐸半自動(dòng)機(jī)械化移栽機(jī)（圖4），對(duì)當(dāng)?shù)仄饓艠?biāo)準(zhǔn)化起到了一定的推動(dòng)作用，但推廣進(jìn)度緩慢。蔬菜直播技術(shù)在山西設(shè)施蔬菜中推廣應(yīng)用不多，葉菜的播種主要采用人工撒播為主，部分用戶應(yīng)用手推式播種機(jī)和播繩機(jī)進(jìn)行作業(yè)。在育苗播種方面，多數(shù)規(guī)模小的育苗基地，以人工育苗為主。規(guī)模化育苗基地主要采用針式、翻蓋式、滾筒式不同類型穴盤播種機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。

圖4 井關(guān)半自動(dòng)機(jī)械化移栽技術(shù)示范

圖5 單體15 hm2 番茄小鎮(zhèn)應(yīng)用水肥一體化裝備

灌溉施肥機(jī)械化技術(shù)裝備

圖6 集群式水肥一體化裝備

水肥一體化技術(shù)在山西規(guī)?；a(chǎn)的設(shè)施蔬菜示范園區(qū)應(yīng)用廣泛，如晉中市太谷區(qū)田森番茄小鎮(zhèn)，單體面積15 hm2環(huán)境智能控制玻璃溫室全面應(yīng)用了水肥一體化技術(shù)（圖5～6）。便攜式施肥器、輕簡(jiǎn)式施肥機(jī)裝備在山西規(guī)模化、組織化程度高的蔬菜種植合作社中應(yīng)用廣泛，滴灌帶多為貼片式、迷宮式，1～2 年更換1 次，在節(jié)水、節(jié)肥、省工等方面發(fā)揮了重要作用。但廣大分散種植農(nóng)戶，灌溉施肥環(huán)節(jié)仍以漫灌沖施為主，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，水肥利用率不高，給病害防控增加了難度。原因主要為分散種植戶配套能力弱，獲得政府補(bǔ)貼或項(xiàng)目扶持的機(jī)會(huì)少。從應(yīng)用情況來(lái)看，灌溉施肥裝備對(duì)水肥有較高要求，水質(zhì)處理不過(guò)關(guān)，肥料使用不當(dāng)，鹽分累積堵滴灌帶，是困擾用戶的主要問題。

采運(yùn)機(jī)械化技術(shù)裝備

山西的設(shè)施蔬菜采摘環(huán)節(jié)以人工作業(yè)為主，晉中、太原地區(qū)配套機(jī)械化搬運(yùn)裝備的溫室大棚相對(duì)較多，主要為地（吊）軌運(yùn)輸、電動(dòng)輪式運(yùn)輸、鋼索運(yùn)輸3 種類型（圖7～9），多為項(xiàng)目補(bǔ)貼配套。吊軌主要應(yīng)用塑料大棚中，安裝位置在中部，配套數(shù)量少。地軌運(yùn)輸和電動(dòng)輪式車在日光溫室中應(yīng)用最多，安裝使用位置在后墻過(guò)道上。近兩年，山西省農(nóng)機(jī)部門利用電動(dòng)農(nóng)機(jī)獎(jiǎng)補(bǔ)、農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼、農(nóng)機(jī)推廣項(xiàng)目等資金，累計(jì)補(bǔ)貼推廣設(shè)施蔬菜搬運(yùn)裝備2500 多臺(tái)套，遍布全省各地。

圖7 地軌運(yùn)輸車

圖8 電動(dòng)輪式運(yùn)輸車

圖9 鋼索運(yùn)輸車

環(huán)境調(diào)控機(jī)械化技術(shù)裝備

在山西的連棟溫室中，機(jī)械化通風(fēng)、遮陽(yáng)、保溫、增溫、降溫、補(bǔ)光、智能監(jiān)測(cè)控制等技術(shù)應(yīng)用較多，自動(dòng)化程度高。而普通日光溫室和塑料大棚中則應(yīng)用環(huán)境調(diào)控技術(shù)相對(duì)較少。塑料大棚通風(fēng)主要以手搖式卷膜器為主，日光溫室應(yīng)用自動(dòng)放風(fēng)機(jī)的不多（圖10）。近幾年，山西省農(nóng)機(jī)部門在全省20 多個(gè)縣，在傳統(tǒng)日光溫室中示范推廣了自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、高壓鈉燈、環(huán)境監(jiān)測(cè)等單項(xiàng)環(huán)控技術(shù)，在省工、增產(chǎn)、增效方面發(fā)揮了示范引導(dǎo)作用。以天鎮(zhèn)縣天基蔬菜專業(yè)合作社在大棚豆角上應(yīng)用鄭州格維特600 W 高壓鈉燈為例，每天用鈉燈補(bǔ)光3 h（18:00～21:00），大棚菜豆提前20 天上市，可增產(chǎn)1500 kg/667 m2，品質(zhì)和賣相均有提升。特別是自動(dòng)放風(fēng)機(jī)，這兩年隨著電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)放風(fēng)機(jī)技術(shù)也漸趨成熟，使用壽命由原來(lái)的3～4 年提高到5～6 年。

圖10 內(nèi)掛式自動(dòng)放風(fēng)機(jī)

綠色病蟲害防控技術(shù)裝備

在綠色防控方面，山西省農(nóng)機(jī)部門主要試驗(yàn)示范了臭氧病害防控、土壤消毒滅蟲等技術(shù)。其中，臭氧技術(shù)重點(diǎn)試驗(yàn)示范了南京益隆高科HYO3-10W 型臭氧機(jī)和河南博衍臭氧水氣一體機(jī)兩類裝備（圖11～12），開展了臭氧病害防治效果試驗(yàn)及氣體濃度檢測(cè)工作。從陽(yáng)曲縣思西村在黃瓜上試驗(yàn)情況來(lái)看，臭氧對(duì)真菌、細(xì)菌性病害有較好的防治效果，能起到一定輔助防控作用，但不能從根本上解決病害防控問題，且存在一定的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。在試驗(yàn)期間，曾發(fā)生臭氧擴(kuò)散風(fēng)機(jī)故障，導(dǎo)致臭氧燒苗事件，給用戶造成損失。在土壤消毒滅蟲方面，開展了土壤電消毒滅蟲、棉隆旋耕施藥、火焰消毒殺蟲3 項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)示范工作。其中電消毒滅蟲技術(shù)操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，在預(yù)防植株死苗、延長(zhǎng)采收期方面有良好效果。以天鎮(zhèn)縣天基蔬菜專業(yè)合作社在大棚青椒上試驗(yàn)大連3DT-8 型土壤電消毒滅蟲機(jī)為例，與常規(guī)大棚相對(duì)比，常規(guī)大棚病害較多，且只能采4 茬青椒約4500 kg，電消毒殺菌滅蟲處理后可采7 茬達(dá)7500 kg，增產(chǎn)效果十分顯著。機(jī)械化棉隆旋耕施藥、火焰消毒殺蟲技術(shù)在新絳縣試驗(yàn)示范，試驗(yàn)效果較好，但購(gòu)機(jī)成本、作業(yè)成本較高，畝作業(yè)成本在2000 元左右，適合用于政府購(gòu)買服務(wù)作業(yè)補(bǔ)貼農(nóng)民使用（圖13～14）。

圖11 臭氧氣體病害防控機(jī)在黃瓜棚試驗(yàn)

圖12 臭氧水氣一體機(jī)試驗(yàn)示范

圖13 機(jī)械化火焰消毒殺蟲作業(yè)

圖14 機(jī)械化棉隆旋耕施藥作業(yè)

存在問題

近兩年，從山西各地新建設(shè)施類型來(lái)看，日光溫室跨度多為12 m 以上，新建塑料大棚跨度多為8～9 m，太原地區(qū)新建外保溫型塑料大棚跨度多為15 m 以上，肩高、頂高結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，靠近道路一側(cè)留有機(jī)械化作業(yè)專用出入口，宜機(jī)化條件明顯改善（圖15～17），結(jié)構(gòu)類型向大型化、節(jié)能性趨勢(shì)發(fā)展。同時(shí)，自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、LED補(bǔ)光燈、溫濕度監(jiān)測(cè)等環(huán)境調(diào)控裝備、水肥一體化等智能化、信息化技術(shù)裝備的推廣應(yīng)用步伐也明顯加快。但仍存在以下幾個(gè)方面的問題。

圖15 天橋式塑料大棚跨度15 m

圖16 新型日光溫室跨度12 m

圖17 全鋼架無(wú)立柱大棚跨度18 m

老舊溫室存量大 宜機(jī)化條件差

山西省近50% 日光溫室為“7315”型、“8345”型老舊大棚，肩低棚矮有立柱，裝備升級(jí)改造難、機(jī)械化作業(yè)配套難，這些因素均影響機(jī)械化作業(yè)效能的充分發(fā)揮，是制約山西設(shè)施蔬菜機(jī)械化發(fā)展瓶頸問題。

專用機(jī)械化裝備少 對(duì)比選擇性差

目前，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)上看，能用于山西溫室大棚生產(chǎn)各類裝備都有，但多數(shù)裝備更適合連棟溫室生產(chǎn)作業(yè)；同類產(chǎn)品相對(duì)較少，如撒肥機(jī)、起壟機(jī)、移栽機(jī)、自動(dòng)放風(fēng)機(jī)、采運(yùn)車等裝備，用戶可對(duì)比、可優(yōu)選的裝備少，通用性、適用性能差。

栽培方式差異大 機(jī)械化裝備配套難

山西的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)，栽培方式多種多樣，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的壟形參數(shù)。以番茄為例，既有壟頂與壟側(cè)移栽位置的差異，也有一壟雙行與一壟單行模式的不同，為機(jī)械化裝備的配套與栽培標(biāo)準(zhǔn)化的形成增加了不利因素。

機(jī)藝融合不緊密 標(biāo)準(zhǔn)化程度低

具體到某一個(gè)品種，從壟形標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，到移栽行距、株距、深度的進(jìn)一步規(guī)范，再到壟溝與裝備輪距配套、搬運(yùn)裝備安裝位置的一致性，以及水肥和環(huán)控的精細(xì)化管理情況來(lái)看，農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝融合不夠深入，尚未形成成熟的、可復(fù)制的技術(shù)模式與標(biāo)準(zhǔn)。

缺乏專業(yè)技術(shù)人才 組織化程度低

山西設(shè)施蔬菜生產(chǎn)仍以個(gè)體農(nóng)戶為主，規(guī)模小、經(jīng)營(yíng)分散。專門從事設(shè)施蔬菜機(jī)械化作業(yè)服務(wù)組織少，合作組織主要開展種苗、農(nóng)藥、肥料等生產(chǎn)資料和技術(shù)服務(wù)，從業(yè)人員多為50 歲以上農(nóng)村留守人員，且女工居多，缺乏專業(yè)操作人員，找工難、用工難是困擾合作組織日常生產(chǎn)的一大難題。

加快設(shè)施蔬菜機(jī)械化發(fā)展建議

改造升級(jí)老舊大棚 大力發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化、宜機(jī)化溫室大棚

建議對(duì)老舊溫室大棚升級(jí)改造進(jìn)行補(bǔ)貼，更換大棚骨架，在保證棚間距8 m 以上的情況下，盡可能拓寬大棚跨度，提高大棚肩高、頂高參數(shù)，保證棚面坡度，為卷簾機(jī)和外掛式放風(fēng)機(jī)等裝備升級(jí)配套提供條件。同時(shí)，大力發(fā)展12 m 以上大跨度、無(wú)立柱、高標(biāo)準(zhǔn)新型節(jié)能日光溫室和外保溫型塑料大棚，開展標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，為宜機(jī)化生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

加大設(shè)施蔬菜裝備研發(fā)和補(bǔ)貼力度

在耕整地環(huán)節(jié)，建議研發(fā)大棚專用復(fù)式精細(xì)耕整裝備，以及調(diào)頭靈活、壟形易調(diào)整、乘坐式的多功能起壟機(jī)。在移栽環(huán)節(jié)，研發(fā)能使用多種規(guī)格普通穴盤自動(dòng)移栽機(jī)和對(duì)壟形適應(yīng)性強(qiáng)的半自動(dòng)移栽機(jī)。在灌溉施肥環(huán)節(jié)，針對(duì)小規(guī)模和分散種植農(nóng)戶生產(chǎn)需求，研發(fā)操作簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、經(jīng)濟(jì)適用的輕簡(jiǎn)式施肥機(jī)。在環(huán)境調(diào)控環(huán)節(jié)，建議研發(fā)卷簾機(jī)智能限位系統(tǒng)，自動(dòng)放風(fēng)、補(bǔ)光、監(jiān)測(cè)控制等裝備在防潮濕、耐腐蝕、提高壽命上下功夫。在植保環(huán)節(jié)，建議研發(fā)霧化效果好、作業(yè)效率高的無(wú)人打藥系統(tǒng)。同時(shí)，建議開展設(shè)施蔬菜機(jī)械化作業(yè)補(bǔ)貼工作，尤其土壤連作障礙處理、土壤改良作業(yè)補(bǔ)貼，為設(shè)施蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)需求提供內(nèi)生動(dòng)力。

研究制定設(shè)施蔬菜機(jī)械化技術(shù)模式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

加強(qiáng)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝融合，做好栽培模式與農(nóng)機(jī)裝備的配套研究。針對(duì)每一個(gè)栽培品種，從每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，以起壟環(huán)節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)，搞好壟形與播種、移栽、灌溉施肥、采收環(huán)節(jié)的銜接配套與技術(shù)集成，研究適合不同類型溫室大棚的機(jī)具配套方案，制訂出不同栽培品種機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)模式和標(biāo)準(zhǔn)，做到成熟一項(xiàng)推廣一項(xiàng)。

加快設(shè)施蔬菜智能化、信息化技術(shù)推廣應(yīng)用

在連棟溫室中，要加快環(huán)控自主決策、苗床智能調(diào)度、育苗自動(dòng)碼盤、機(jī)器人采摘、自動(dòng)嫁接等技術(shù)的推廣應(yīng)用。在傳統(tǒng)溫室大棚中，重點(diǎn)在灌溉施肥、環(huán)境調(diào)控等環(huán)節(jié)，加快輕簡(jiǎn)式施肥機(jī)、水肥一體化、智能放風(fēng)機(jī)、變量補(bǔ)光、病蟲害識(shí)別預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)等智能化、信息化技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)精量施肥、精準(zhǔn)調(diào)控、實(shí)時(shí)預(yù)警、精細(xì)生產(chǎn)，在節(jié)省水肥藥、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低用工成本等方面發(fā)揮作用。

加強(qiáng)培育設(shè)施蔬菜專業(yè)化、社會(huì)化服務(wù)組織

在機(jī)具庫(kù)棚、冷庫(kù)建設(shè)等方面對(duì)合作組織給予政策扶持，幫助合作組織延伸產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈條，提升綜合農(nóng)事服務(wù)能力。同時(shí)，加強(qiáng)合作組織農(nóng)機(jī)操作手、生產(chǎn)管理和技術(shù)人員的培訓(xùn)，使其掌握應(yīng)有的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)和裝備操作技能，嘗試推行績(jī)效管理機(jī)制，不斷提高合作組織專業(yè)化、組織化程度。

展望

山西設(shè)施蔬菜機(jī)械化發(fā)展重點(diǎn)在日光溫室、塑料大棚，棚室宜機(jī)化和起壟標(biāo)準(zhǔn)化是難點(diǎn)。按照機(jī)藝融合、先易后難、分類推進(jìn)這一思路工作，隨著溫室大棚建造標(biāo)準(zhǔn)化、壟形標(biāo)準(zhǔn)化的逐步形成，以及智能化、信息化技術(shù)水平的不斷提高，設(shè)施蔬菜機(jī)械化有望在塑料大棚領(lǐng)域率先取得突破，建立起成熟的機(jī)械化技術(shù)模式，進(jìn)而推動(dòng)全省設(shè)施蔬菜機(jī)械化快速發(fā)展。