設施蔬菜基地機耕整地農機農藝融合技術

魏安民 何圣米

導讀：以嘉心菜有機農業園區設施、農機、農藝三者融合在設施蔬菜種植中的實踐運用為例，介紹了蔬菜設施宜機化規劃，設施蔬菜機耕整地環節農機選型，機耕整地農機農藝融合技術標準的建立等，為設施蔬菜生產基地的種植機械化應用提供參考。

起壟覆膜一體機

受農村人口老齡化和機械化整體水平低的影響，蔬菜生產的勞動力成本以每年17%的速度上漲，2015年，蔬菜生產的勞動力成本已經占到其生產總成本的一半以上[1]。隨著我國農業現代化的持續推進，設施蔬菜發展迅速，面積逐年增加，機械化是解決設施蔬菜“用工難、用工貴”的有效途徑。現階段，我國設施蔬菜種植機械化整體水平較低，主要是蔬菜設施、農機、農藝三者融合受設施結構、蔬菜品種和農藝等因素制約。農機農藝融合度不足成為蔬菜生產機械化發展的瓶頸已成為行業共識，我國設施園藝面積中設施蔬菜占比95%以上，設施園藝機械化水平約在35%[2，3]。2019年12月農業農村部農業機械化管理司于浙江湖州召開全國設施農業機械化推進會，會議提出，到2025年以塑料大棚、日光溫室和連棟溫室為主的設施總面積穩定在200萬hm2以上，設施栽培機械化水平總體達到50%以上，著力推進農機裝備與種養工藝、工程設施融合發展，推動設施農業高質高效發展。作者以嘉心菜有機農業園區在園區機耕整地環節蔬菜設施宜機化規劃、設施蔬菜農機選型，以及農機適應農藝，農藝適合農機的實踐為基礎，探討“設施建設標準化、種植農藝標準化、設施作業機械化”，緩解設施蔬菜生產“用工難、用工貴”難題。

1 蔬菜設施宜機化規劃

隨著現代農業設施的不斷改進，早期建設的中小型塑料拱棚逐步被淘汰，以8 m及以上跨度為主的單體塑料大棚、連棟大棚開始推廣。在實際蔬菜基地規劃建設中，蔬菜設施除了需要滿足一定的“抗風雪、降保溫、防暴雨、減病蟲”等功能外，還必須考慮設施的宜機化。

表2 8 m寬蔬菜設施大棚撒肥車主要機械參數

1.1 路、溝、渠、機庫的宜機化

為方便農機通行、作業、停放、維修維護，蔬菜基地應在路、溝、渠、機庫的設置方面充分考慮農機的特點和需求[2，3]。考慮蔬菜種植種類繁多、農藝復雜、更換機具頻繁，機庫一般選擇在基地的中心位置，場地地勢較高，不能積水，四周道路通暢，作業通行覆蓋整個基地半徑基本一致，以有效降低農機無效通行時間；機庫面積根據基地規模、機具數量、機具更換、維修保養、進出方便等原則而定，一般不少于2 000 m2。路、溝、渠的規劃建設原則主要是滿足機械化作業的安全性和蔬菜農藝要求的溝渠排水及時性；機耕路寬度要求2 m以上，水泥或瀝青澆筑，承重3.5 t以上，路面兩邊各有至少50 cm的緩沖，每隔一定距離設置農機會車緩沖區，路口轉彎考慮農機轉彎半徑；機耕路面比設施田塊低10～15 cm，形成緩坡，避免路面積水進入設施內和保障農機進出設施時的安全，溝渠面比設施田塊低15～20 cm，以利于及時排水，連接機耕路與設施田塊的下田坡橫跨溝渠，寬度與設施門一致，承重3.5 t以上，坡面澆筑紋路，避免打滑。

1.2 大棚設施的宜機化

“門難進、頭難掉、彎難轉、邊難耕”是目前很多設施大棚機械作業所面臨的尷尬問題。門太小、高度矮、跨度小、立柱多的溫室（大棚）限制了大中型機械的運行[2]。以普遍采用的GP832型或GP825型鋼管單體大棚為例，原大棚寬8 m、高3.5 m，首端中間設置作業移門，門寬1.8～2.0 m，尾端作業移門門寬0.9～1.0 m，棚肩高1.4～1.5 m，長度不一，不便于機械進出作業。因此，建造大棚設施時，保持棚寬8.0 m、高3.5 m，在不降低原有抗風雪災強度的同時，為便于機械化作業，于大棚首尾兩端面中間設置作業移門，門寬2.0～2.2 m，農機由棚頭進、棚尾出，解決中型機械“門難進、頭難調、彎難轉”的問題；棚肩高改為1.5～1.6 m，解決“邊難耕”的問題；大棚長度60 m以上，考慮棚內蔬菜通風、降保溫、除濕等農藝需要，以60～80 m為宜；也可在大棚頂部設置天窗，實現對塑料大棚中上層溫度的有效調節[4]，增加大棚長度，提高設施內農機作業效率。

2 引進設施蔬菜機耕整地機械

機耕整地的規范化、標準化、精細化是蔬菜全程機械化的基礎[5]。蔬菜設施經宜機化規劃建設后，仍會受棚室空間環境的限制，決定了宜選擇操作勞動強度小、適合設施內作業的中小型機械。以嘉心菜有機農業園區8 m寬單體大棚宜機化設施農機農藝融合實踐為例，采用雷沃M604L大棚王拖拉機+后置三點懸掛為牽引動力，該拖拉機長3 136 mm、寬1 350 mm、高1 420 mm，整機質量1 350 kg，標定功率44.2 kW，額定牽引動力6 kN（1 N=1 kg·m/s2），可配套滅茬、清園、翻耕、起壟、覆膜和旋耕起壟覆膜一體機等多種農機（表1、2），換機裝配簡單、機手坐臥駕駛、動力足、機手勞動強度小。

表1 8 m寬蔬菜設施大棚機耕整地主要機械參數

3 機耕整地農機農藝融合技術標準

3.1 機耕整地機械作業質量標準

機耕整地質量關系到后續蔬菜生產環節機械化的推進。制訂機械作業質量標準時，要綜合考慮各機械參數、土質條件、棚內土地利用率、蔬菜栽培中各環節農藝要求、清潔生產要求、機手操作難易程度等因素，實踐中要多次試驗、跟蹤、驗證（表3）。

表3 8 m棚設施蔬菜機耕整地機械作業質量標準

3.2 機耕整地農藝標準

從提高作業效率和質量的角度，制訂簡化規范、完整統一的種植農藝要求，形成適應機械化作業的種植技術體系[2]。機耕整地農機農藝融合的關鍵是在機械作業質量標準的基礎上針對不同蔬菜品種調整農藝標準，以適合農機作業。應以壟面寬度為核心，便于后期田間管理為原則，最大化地利用棚內土地，確定各品種蔬菜種植壟行數、株距、行距，并盡量將農藝相近的品種歸類、簡化，形成農機農藝標準化種植體系，以具有推廣應用的廣泛性。以嘉心菜有機農業園區種植的部分蔬菜品種為例，綜合考慮氣候、病蟲害綠色防控、棚內通風換氣等農藝需要，制訂了8 m棚設施農機農藝融合標準（表4）。

表4 8 m棚設施蔬菜農機農藝標準

4 結束語

提升蔬菜機械化水平是一個系統工程，需多學科知識和多部門聯合協同創新，以經濟適用的裝備技術為支撐，建設完備先進的園區、方便作業的設施、規范的栽培模式、適宜的機具配置、統一的作業質量要求[6]。近幾年我國蔬菜機械化發展緩慢，推進過程中農機農藝融合少，適用裝備配套難，“無機可用、無好機用、有機難用”現象還普遍存在[7]。從國內蔬菜種植耕、種、管、收及采后處理機械化水平來看，機械化程度最高的是機耕整地、灌溉和運輸，通用性強、適用機械多、機械化水平80%以上[6]，工廠化穴盤育苗與機械移栽的農藝融合、育苗移栽與機械采收的農機農藝融合基本處于研發、試驗階段，也是我國蔬菜機械化發展最大的2個短板，這需要政府主管部門頂層設計發展規劃、行業研究機構加強農機農藝標準制訂指導、裝備制造廠商協同創新科研攻關、培育農機社會化服務組織加大推廣力度，更需要農技管理人員經常關注國內蔬菜種植育苗與移栽、栽培與收獲等機械化示范、推廣情況，引進合適的機械，系統建立種前、種后、收獲各環節融合的農機農藝標準體系。

激光平地機露地作業