北京市昌平區(qū)機械化番茄移栽試驗

王尚君，李彥君，劉 攀，張立寶，佟 鑫（昌平區(qū)農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站，北京 102200）

近年來，隨著勞動力成本的逐年增長，農(nóng)業(yè)種植成本也隨之增加，蔬菜種植效益明顯下降。發(fā)展蔬菜種植機械化技術(shù)在提高蔬菜產(chǎn)量、增加農(nóng)民收益的同時，能夠促進設(shè)施農(nóng)業(yè)綠色高效發(fā)展，提升設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化水平。目前北京市昌平區(qū)番茄種植在移栽環(huán)節(jié)均為人工移栽，成本高效率低，費時費力。為提升設(shè)施番茄移栽效率，降低生產(chǎn)成本與勞動強度，北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站與北京市農(nóng)機試驗鑒定推廣站聯(lián)合開展番茄機械化移栽試驗，針對昌平區(qū)番茄種植現(xiàn)狀，將國外先進的番茄移栽技術(shù)與番茄移栽機械應(yīng)用到昌平區(qū)設(shè)施番茄種植，推動昌平區(qū)蔬菜產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化、低成本、高產(chǎn)、高效邁進。

番茄移栽存在的問題

番茄移栽機械化水平低

目前昌平區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化率不足40%，種植機械化率為0，移栽環(huán)節(jié)全部為人工作業(yè)，具體設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化水平如表1。造成這種情況的原因主要有以下3 點：①傳統(tǒng)設(shè)施農(nóng)業(yè)多為一家一戶種植，面積小，購買移栽機械成本高，成本回收周期長；②設(shè)施溫室建造時間較早，均在2010 年前后，沒有給農(nóng)業(yè)機械留出足夠的進出高度、寬度及作業(yè)空間，農(nóng)機作業(yè)不到頭以及在溫室內(nèi)掉頭難等問題；③普通農(nóng)戶缺乏相關(guān)農(nóng)業(yè)機械知識，存在買了不會用、故障不會修、用完不會保養(yǎng)等問題。

表1 昌平區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化水平評價表

番茄移栽人工成本高

目前昌平區(qū)番茄移栽全部為人工作業(yè)（圖1），人工移栽需要長時間俯身工作，工作量與工作強度大，而且工作效率較低，需要大量人工。一名工人一天只能完成一棟400 m2的標準溫室番茄移栽工作。近年來人工成本不斷提高、勞動力短缺，番茄移栽成本也隨著不斷提高。番茄種植戶的收益降低，降低了農(nóng)戶種植番茄的積極性。為降低番茄移栽成本，增加番茄種植戶收益，當(dāng)務(wù)之急是解決番茄移栽的機械化問題。

圖1 番茄移栽人工作業(yè)

番茄移栽機技術(shù)參數(shù)、工作過程、工作原理

1.名稱：井關(guān)牌壟上栽植機(PVHR2-E18型)

2.機具特點：設(shè)備操作簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，作業(yè)時轉(zhuǎn)彎半徑小，對機耕道寬度要求較低，便于在設(shè)施內(nèi)掉頭。

3.主要技術(shù)參數(shù)：作業(yè)效率為667 m2/h，作業(yè)行數(shù)2 行，行距在30～50 cm 范圍可調(diào)，株距在30～60 cm 可調(diào)。

4.適用范圍：該移栽機適合塑料大棚及露地蔬菜移栽使用，可實現(xiàn)膜上移栽，能滿足壟上、平畦移栽要求。

北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站于2021 年3 月4～5 日在小湯山農(nóng)業(yè)園東區(qū)連棟溫室進行番茄機械化移栽試驗。本次番茄移栽試驗應(yīng)用日本井關(guān)蔬菜移栽機（圖2）。井關(guān)牌壟上栽植機(PVHR2-E18 型) 為自走式，主要由機架、行走輪、動力及傳動部件、工作部件及輔助部分組成。機具行走輪的輪距可根據(jù)作業(yè)壟面的寬度進行適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)不同壟寬要求的作業(yè)范圍。該機動力配備為FJ10G(川崎) 型2.6 馬力小型汽油發(fā)動機，由其為整機提供行走和工作部件運動動力支持。工作部件主要有鶴嘴栽植器、幼苗杯、幼苗杯組轉(zhuǎn)動平臺。

圖2 井關(guān)牌壟上栽植機

機械移栽試驗地塊條件：連棟溫室內(nèi)南北長60 m，東西寬50 m，由具有雙向行駛功能的BCS 拖拉機配套悅田起壟覆膜鋪管一體機完成東西向起壟覆膜鋪管作業(yè)，按農(nóng)藝種植要求壟面65 cm，壟高15 cm，壟距160 cm，壟長4800 cm，西側(cè)保留過道15 cm 左右，東側(cè)壟面離墻體40 cm。

主要工作過程及工作原理：移栽機在預(yù)先完成的壟面上方行走，整組幼苗杯在機具的平臺上方沿固定的軌道上作橢圓形循環(huán)運動，平臺軌道下方的鶴嘴栽植器為由兩片半圓錐狀金屬件組成，插植嘴按工作需要可以張開和閉合。當(dāng)某個幼苗杯移動至鶴嘴栽植器正上方時，杯底自然打開，杯中的幼苗靠自身重量下落到栽植器中。同時，在機具行進過程中，鶴嘴栽植器有規(guī)律的連續(xù)上下運動，當(dāng)栽植器尖嘴部分插入土壤到達運動最低點時，鶴嘴栽植器張開，并在壟面形成一個穴坑。此時，由于鶴嘴栽植器處于張開狀態(tài)，栽植器中的幼苗失去了下面的托力，幼苗靠自重下落被投放到這個穴坑中。當(dāng)栽植器開始上行時，鶴嘴栽植器慢慢閉合。被投放至土壤穴坑中的幼苗由其后的V 型覆土鎮(zhèn)壓輪進行覆土壓實，至此完成單株幼苗移栽作業(yè)。移栽機在行進過程中，上述過程不斷循環(huán)，從而完成整個幼苗移栽作業(yè)過程（圖3）。

番茄機械化移栽與人工移栽成本對比

本次試驗共計完成4.5 畝（3001.5 m2）溫室的番茄移栽作業(yè)，用時1.5 天。以往人工移栽需進行測量、打孔、搬運種苗、移栽、覆土，需5 人操作，4.5 畝（3001.5 m2）溫室需1.5 天完成，按每人費用160 元/ 天計算，1.5 天完成費用共計1200 元，約267 元/667 m2。機械化移栽只需一人操作，按機手費用300 元/ 天計算，人工費用共計450 元，折合100 元/667 m2，移栽機折舊費用7.7 萬元/10 年/200 天=38.5 元，折合12.6 元/667 m2，油料費用折合5.4 元/667 m2，機械化移栽費用共計約118 元/667 m2，可節(jié)省149 元/667 m2。

該機技術(shù)參數(shù)工作效率為667 m2/h，此次試驗實際工作效率約為333.5 m2/h。分析原因為一是由于本次試驗的連棟溫室只有一側(cè)可以供移栽機進行換壟作業(yè)，故移栽過程中需要空駛至溫室一端，然后進行下一壟移栽作業(yè)，機具無法掉頭。二是機手未從事過移栽工作，熟練程度低。綜上述情況：實際工作時間比有效工作時間高約30%左右，若溫室有足夠的農(nóng)機轉(zhuǎn)向空間，機手熟練程度高，可以將本次4.5 畝（3001.5 m2）溫室的移栽作業(yè)時間控制在一天以內(nèi)，可進一步降低成本150 元。此時機械化移栽的費用約為382 元，僅為人工移栽費用的32%（表2）。

表2 機械化移栽與人工移栽成本對比

試驗數(shù)據(jù)及分析

番茄人工移栽由多名工人完成，個體差異導(dǎo)致移栽的深淺不同，株距行距不均勻。由于番茄人工移栽工作量大，長時間工作會導(dǎo)致移栽質(zhì)量下降，時常會出現(xiàn)覆土沒有壓實的情況。機械化移栽番茄幼苗株距行距固定，移栽深度均勻穩(wěn)定，比人工移栽更深，覆土更加緊實。由下列圖片對比可以看出，機械化移栽的番茄苗移栽更深，更加穩(wěn)固，不易倒伏（圖4）。機械化移栽試驗過程中存在少量漏栽問題，經(jīng)過分析，原因是番茄幼苗苗株過高，部分秧苗超過了18 cm，容易卡在導(dǎo)苗管中，造成漏栽。具體移栽機試驗記錄如表3。

表3 井關(guān)移栽機試驗記錄

圖4 人工移栽與機械移栽效果對比

總結(jié)

井關(guān)PVHR2-E18 型蔬菜移栽機適用于幼苗高不超過18 cm，茄果類蔬菜，例如番茄苗、辣椒苗、茄子苗、黃瓜苗等；通過試驗對比移栽機效率是人工移栽效率的4 倍以上；機械化移栽費用相比人工移栽費用節(jié)省一半以上；機械化移栽作業(yè)相比人工移栽作業(yè)深淺一致，株距行距均勻，不易倒伏，緩苗效果好；機具操作簡單便捷，難度低。

移栽作業(yè)中應(yīng)注意的問題：①連棟溫室耕整地作業(yè)最大程度減少漏耕面積到頭、到邊。旋耕達到“平、碎、暄、透、全”，深度15 cm以上；②機械化起壟覆膜鋪管作業(yè)，保證壟形的完整，深淺一致，壟向筆直，如出現(xiàn)彎壟，不利于機械化移栽作業(yè)；③地插插入地下，滴灌管末端牢牢固定地插上，保證機械化起壟覆膜鋪管筆直且平行，防止鶴嘴栽植器張開插到滴灌管，導(dǎo)致滴灌管偏移，造成種苗倒伏，無法進行滴灌；④導(dǎo)苗管高度18 cm，幼苗高度應(yīng)小于導(dǎo)苗管高度，幼苗過高，易卡在導(dǎo)苗管中，造成漏栽。

井關(guān)蔬菜移栽機在番茄移栽試驗中達到了理想的效果。下一步北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站將進行更加全面的蔬菜移栽試驗，努力解決蔬菜機械化移栽問題。技術(shù)成熟后根據(jù)昌平區(qū)廣大農(nóng)戶的生產(chǎn)需求，進行廣泛的宣傳推廣，讓更多農(nóng)戶從新機具新技術(shù)中受益，最大程度減少種植成本，達到省時省力的目的，從而進一步提高昌平區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化水平。