臨淄區設施蔬菜機械生產裝備應用現狀與趨勢展望

蔬菜是人類賴以生存的基本資料，現已成為我國種植業第二大農作物。改革開放以來，在臨淄區政府的支持下，農戶開始自主建造大棚，發展設施農業，距今已有40多年歷史，設施蔬菜已成為臨淄區農戶發家致富的支柱產業，現有“臨淄西葫蘆”“臨淄西紅柿”等國家地理標志產品。

一、設施蔬菜機械生產裝備應用現狀

自20世紀70年代至今，臨淄區大力發展設施蔬菜產業，在皇城鎮、齊都鎮、齊陵街道等已形成較為完善的產業體系。截至2023年全區約建有2.6萬個設施蔬菜大棚，種植面積達到1.12×104hm2，年產量約1.1×106t，年產值約22.7億元，蔬菜產業產值約占該區農業總產值的25.1%。為加快設施蔬菜產業高標準化建設，區委、區政府開展了設施蔬菜三年攻堅等一系列行動，實現了設施蔬菜生產環節的部分機械化，但由于設施蔬菜的宜機性低，導致移植、收獲等方面機械裝備應用水平相對較低。

（一）大棚基本設施

大棚基本設施有大棚骨架、遮陽系統、通風系統、灌溉系統。受臨淄地理形勢及氣候條件影響，臨淄大棚多為土墻半拱形溫棚。95%以上農戶使用卷簾機覆蓋外遮陽網；通風系統基本全面實現機械化；臨淄大棚的灌溉系統基本采用溫室微噴灌。

1.大棚骨架

受臨淄地形、氣候等因素影響，該區域大棚結構多為高后墻短后坡日光溫室棚（如圖1所示），采用壓土結構墻體，有立柱結構。其優點采光面積大，溫室空間大，土壤利用率高；缺點中午前后溫室溫度高，保溫性能有所降低。

2.遮陽系統

遮陽系統有內外之分。外遮陽系統不僅可遮蔽過多陽光，還有防雹保護作用，外遮陽網材料主要為聚烯烴樹脂，一般為黑色，通過棚頂處的卷簾機（圖1所示）進行收放，該區域大棚種植戶基本普及該設備；內遮陽系統的遮陽網材料為塑料條和鋁箔條，顏色多為銀灰色，通過齒輪、齒條或拉索實現遮陽系統的開啟與閉合。

遮陽系統可以有效地阻止紅外線外逸，減少熱量流失，縮小加溫空間，減少熱能消耗，從而降低溫室的運行成本。

3.通風系統

通風系統可分為側部開窗、頂部電通風。側部開窗即在大棚側部設置百葉扇，實現大棚內CO2濃度、溫濕度等的調節；頂部電通風是在棚內頂部安裝放風機，加大棚內空氣流量和流速，起到輔助作用。

該區域大棚基本滿足該系統的條件，但相比國內外高水平設施大棚，缺少檢測傳感裝置和自動放風機啟停設備，智能化程度較低。

4.灌溉系統

灌溉系統可分為輸水、滴灌、噴灌三個部分。該區域農戶大部分在棚周圍自打井，將地下水輸入棚內；因水源充足，很少農戶采用滴灌，多數采用漫灌，部分農戶采用滴灌系統設置獨立輸水管道，與其他管道區分；該區域噴灌系統采用溫室微噴灌，吊掛微噴，一個噴頭作用半徑可達3m，也可用作噴藥，對噴頭有一定要求。

（二）耕整地與土壤處理

耕整地機具作為農業生產中機械化程度最高的機械設備，淄博市農作物耕種收綜合機械化率達到91.41%。棚內土壤3年需要更換一次，耕作土壤大約在20cm左右，目前，臨淄區設施蔬菜生產中耕整地機械主要為微耕機、田園管理機。當地普遍使用的機具具有翻耕、起壟、培土、覆膜等功能，具有輕巧、適用的特點，使大棚生產更便利。

臨淄大棚種植多采用西葫蘆—番茄輪作的模式，需進行高溫悶棚處理，以此降低茬口特性對作物生長的影響，目前，臨淄區50%以上的農戶通過安裝土壤傳感器，實現對棚內土壤理化性質的檢測，能夠進一步提高蔬菜的產量與品質。

（三）育苗與移栽

番茄、西葫蘆作為臨淄區設施農業的主要作物，臨淄當地建有規模性的育苗基地，育苗技術已廣泛應用，同時，當地農戶積極學習壽光模式的育苗生產體系，建設了具有臨淄特色的數字化、工廠化、集成化育苗工廠，實現了育苗產業的機械化與自動化。目前，臨淄設施蔬菜機械化移栽基本空白，雖然在科研院所設試驗基地內存在該方面的研究與應用，但受不同蔬菜移栽差異性大、機具適應性差、機具成本高等影響，農戶在移栽菜苗方面仍然通過人工完成，成本較高。

（四）病蟲害防治

合理的病蟲害防治有利于營造適宜蔬菜生長的大棚環境。臨淄區常見的病蟲害疾病主要有蚜蟲、紅蜘蛛、牡丹銹病、根枯病等，當地農戶以人眼觀察為主要病蟲害識別方式，以化學防治、物理防治、生物防治進行治理病蟲害。目前，臨淄區僅約有10%的大棚種植戶采用現代化技術進行綜合防控，棚內裝有病蟲害識別儀，并搭配水肥一體機進行農藥噴施，而大多數農戶依然使用比較落后的防治手段，如背負式電動噴霧器、背負式手動噴霧器，基本未實現數字化病蟲害識別和精準變量施藥，在病蟲害防治方面智能化程度較低。

（五）收獲與運輸

隨著種植技術的發展，臨淄區的蔬菜大棚基本已實現番茄、西葫蘆等作物的全年種植，待作物成熟后進行人工采收；棚內設有電動、手動的軌道運輸系統，可將采摘后的蔬果運出棚外，極大地解放了勞動力，在對外訂單銷售方面，當地已參與到魯擔冷鏈物流項目建設，推進臨淄區蔬菜形成產、銷、運一體化完整的蔬菜產業鏈進程，該項目現已完成98.93%進度，為打造臨淄蔬菜的品牌名片，提高其知名度保駕護航。

二、臨淄區設施蔬菜機械生產裝備推進存在的主要問題

臨淄設施蔬菜產業通過40多年的發展，取得了較好的成績，但是其機械化水平相對較低，與現代化農業發展要求和該地區農業機械化水平相比尚存在四個方面的差距。

（一）設施蔬菜機械化的重要性尚未被充分認識

目前我國農機研發與推廣已取得一定成果，但是由于我國農機研發起步較晚，農機具產品普遍存在技術落后的問題；另一方面臨淄區設施蔬菜農戶多為中老年人，對設施大棚投入較多資金的意愿較低，造成當地農戶對農機與農藝的結合缺乏信心，形成了一種“重農藝輕農機”的思想，這會影響該地區設施蔬菜機械化農機的推廣，在一定程度上制約了設施蔬菜的發展。臨淄區財政局對農機購置實行定額補貼，但存在補貼差異性，如在大田作物的相關農機上，大型聯合收割機、高性能青飼料收獲機補貼限額不超過15萬元，大型棉花收獲機單機補貼限額不超過60萬元，與之相比，對于設施農業中一般補貼機具限額僅不超過5萬元，這會影響當地種植農戶的購買積極性，進而會對臨淄區設施農業的高效發展產生阻礙作用。

（二）農機具配套性較差

臨淄區設施蔬菜發展雖有一套適用的生產管理模式，但在生產環節的配套農機方面存在一定的缺陷。在耕整地環節應用較多，大多數大棚仍采用適用于丘陵地區的微耕機，并未應用溫室大棚電動微耕機，這類機具的配套并不合理，而在蔬菜移栽、收獲及運輸等環節適用的農機具較少。生產過程中，還有部分農戶違背標準化種植原理，使得農機無法與農藝相融合。目前，臨淄設施蔬菜生產在基礎設施、耕整地、育苗、植保、水肥一體、棚內運輸方面已基本具備機具，但部分機械并不適用于大棚作業，在移栽、病蟲害識別等田間管理以及蔬果收獲方面缺少相關農機。

（三）設施智能化程度較低

臨淄區的農戶大多是個體戶生產，雖然建造的大棚會迭代更新，但一直缺乏智能化設備，這就意味著大棚內部調控能力有待提高，作物的生長深受不可控因素影響，例如天氣因素、自然災害等等，基本上沒有智能干預手段。臺風經常對設施農業產生明顯影響，其中的原因就包括大棚內數字化設備較少，未能對大棚內氣體濃度進行控制，使大棚內作物的生長大打折扣。若將智能化程度提升到一定檔次，臨淄區設施農業就會具備更好的準確度與實時性，更好地提供番茄、西葫蘆等作物的生長環境，進而提高標志作物的知名度與大棚農戶的經濟收入。

（四）農機裝備及技術推廣效應較差

多年來，臨淄區積極規范指引建設設施農業農機專業化服務組織，涌現出以山東思遠農業為領軍的服務組織。思遠農業開發了標準化服務管理系統——農保姆APP，包括農學院、微農、標準化種植、價格指數、供求板塊和個人中心六大板塊。但各種生產環節的服務方式較為傳統，而設施農業具有多樣性、特殊性、病蟲害發生的偶然性及自然災害發生的突然性，這些服務手段越來越不能適應設施農業的發展要求。輻射的服務范圍有限，無法遍及全體大棚農戶，對應的專業化服務也是寥寥，較多農戶的大棚種植問題很難及時得到社會組織的幫助，從而局限了設施農業的良性發展。

三、未來展望

（一）設施蔬菜機械化的認知程度得到提高

提高設施蔬菜機械化的認知程度，地方政府大力支持。解決對設施農業的政策補貼相對較低的問題；種植戶購買技術先進的機具的意愿提高，減少重農藝而輕農機的思想。以思遠農業為媒介，大力開展標準化種植、管理、收獲等一系列培訓，達成農戶高意向提高設施大棚機械化、智能化的局面。

（二）農機具配套性得到提高

由于設施蔬菜在發展過程中對農業機械的需求量不一，耕整地環節應用多，而在蔬菜移栽、收獲等方面仍以人力為主。針對蔬菜移栽、收獲等部分配套機械不足問題，當地政府與農業研究院和高校加強合作，提高農機具配套性，引進相關配套設施，彌補設施蔬菜在部分環節機械化程度低的不足。

（三）提高設施農業智能化程度

引進智能設施，如病蟲害識別設備、智能藥物噴施技術等，提高設施蔬菜智能化程度有效減輕農戶田間管理壓力，使設施蔬菜的管理更加精準化、精細化，進而提高蔬菜質量。

（四）農機裝備及技術的推廣得到保障

建設農業機械化服務站，引進機械維修設備，為種植戶提供機械化設備維修、調整等服務。擴大機械化保險范圍，降低種植戶機械化投入風險，推動設施蔬菜機械化服務體系建設。

四、結束語

目前，臨淄區設施蔬菜機械化發展任務十分艱巨。臨淄區設施蔬菜發展正面臨重視程度低、相關配套設施及服務體系不完善等問題，影響臨淄區設施蔬菜的機械化發展。因此當地政府要有計劃、分階段發展設施蔬菜的機械化，提高臨淄區的設施蔬菜機械化程度，降低蔬菜生產成本，為當地蔬菜產業的發展提供有力支撐。

（作者單位：楊浩然 劉天旭 韓鑫 李榮昊 翟世榮 山東理工大學農業工程與食品科學學院；韓鑫 山東省農業航空智能裝備工程技術研究中心；梁通 山東理工大學電氣與電子工程學院）