我国蔬菜生产机械化现状及发展对策

（农业部南京农业机械化研究所，江苏南京 210014）

我国是世界上最大的蔬菜生产国和消费国。近年来随着蔬菜标准园和“菜篮子”基地建设的深入推进，我国蔬菜产业呈现规模化种植的态势。2013年全国蔬菜播种面积2亿hm2，在种植业中仅次于粮食作物居第二位；总产量7亿t，比粮食产量增加了逾1亿t，居农产品之首。蔬菜产业已经发展成为带动千百万农民劳动就业和致富的大产业。

当前我国蔬菜供求总量虽然基本平衡，但是在刚性需求增长、城郊基地减少、高素质劳动力流失的三重压力之下，保障蔬菜生产产量增加、质量安全、价格稳定的难度越来越大，用工贵、用工难的问题在蔬菜生产中也更加突显（李崇光和包玉泽，2010）。由图1可见，近十年来我国蔬菜生产成本年均涨幅在10%以上，尤其是人工费用，上涨最快，年均涨幅达18%，至2012年人工成本已占到蔬菜生产总成本的59%（全国成本调查网，2014）。随着我国城镇化进程的加快和农村富余劳动力向非农产业的转移，劳动力成本还将不断提高，蔬菜产业亟须发展机械化生产以提高劳动生产率。

图1 1998～2012年我国大中城市蔬菜生产成本变化情况

1 我国蔬菜生产机械化面临的挑战

对于如何评价我国蔬菜生产整体的综合机械化水平，尚无完整的评价体系，目前还无法得出权威的定量化结论。据2012年底农业部农机化司在全国试行的“设施农业机械化水平评价指标体系”中的统计数据，目前包括我国设施蔬菜在内的设施种植业综合机械化水平为26.62%，如果仅考虑设施蔬菜，其机械化水平应该低于25%；再考虑到占种植总面积70%的露地蔬菜生产机械化水平略低于设施蔬菜的情况，全国蔬菜生产综合机械化水平约为20%（图2）。而同期我国小麦、水稻、玉米的综合机械化水平分别为93.21%、68.82%、74.95%（中国人民共和国农业部，2013）。

图2 2012年我国不同作物生产综合机械化水平

基于上述分析和判断，与其他主要粮食作物相比，我国蔬菜生产机械化还处于起步阶段，机械化水平非常低，与产业地位不相符，与产业需求不对应，有较大的提升空间和迫切的提升需求。但是，我们也应该正确认识并理性分析我国蔬菜生产机械化水平的发展还面临诸多制约因素。

1.1 蔬菜种类多、差异大，种植制度不规范

我国蔬菜种类多，常年生产的有14 大类150多种；茬口多，通常北方地区年生产蔬菜2～3 茬，南方地区年生产蔬菜3～4 茬。蔬菜种类如此繁多，地区间种植习惯的差异也较大，导致蔬菜种植从整地到播种、移栽都缺少统一的种植规范。与大宗粮食作物相比，蔬菜生产机械的研发和推广更加复杂。

1.2 田块散、空间小，园区建设不标准

据统计，我国从事商品蔬菜生产的农户逾5 000万户，但75%的菜农生产规模小于334 m2（0.5亩），22.6%的菜农生产规模为334～3 335 m2（0.5～5.0亩），仅1.4%的菜农生产规模超过3 335 m2（5亩）。传统的分散经营型农户的小田块固然不利于机械作业，但是近年来在我国迅速发展起来的众多蔬菜标准化园区，在设计之初亦较少考虑机械化作业的需求，导致园区的布局不利于机械化作业的展开。相当多的蔬菜设施空间小、不标准，作业机械“路难走、门难进、边难耕、头难掉”的现象普遍存在。

1.3 关注少、投入小，装备技术储备少

长期以来，受“重粮食，轻蔬菜；重农艺，轻装备；重设施，轻机具”等种植思想的影响，蔬菜生产机械化还只是配角，并未引起足够的重视；相关研发投入少，也不系统。在蔬菜生产专用动力平台、高速移栽、机械收获等关键技术方面还未取得突破，在育苗、整地、田间管理等环节机械不配套、效率低、作业质量差的问题也非常突出。从生产供应和购机应用的角度来看，由于蔬菜生产环节多、机具品种多、使用时间短等，造成蔬菜机械生产和使用成本较高，装备企业生产机械和蔬菜企业购置机械的积极性都受到影响，形成了目前产业有迫切需求但市场无装备可选的尴尬局面。

1.4 融合少、配套差，机械推广进程慢

蔬菜种植的环节多，机械化生产要求各环节间应当有机衔接。但是，对蔬菜种植农艺与机械化生产方式研究的集成度、系统性不够，因此造成了农艺与农机、种植环节、机具研发单位之间都明显脱节，农艺与农机之间、机具与机具之间无法配套，蔬菜生产全程机械化就无从谈起。

2 国内外蔬菜生产装备技术现状与发展趋势

蔬菜生产方式是典型的精耕细作，其过程包括耕整地、直播、育苗、移栽、田间管理和收获等。目前，我国蔬菜生产机械化水平还很低，很多作业环节的研究还处于起步阶段。相比发达国家已实现机械化、自动化甚至智能化的现状，我国蔬菜生产机械的研发和推广亟需加强和发展。

2.1 蔬菜耕整地机械

蔬菜耕整地阶段包括施肥、深耕、碎土、开沟、起垄、整形、覆膜等作业环节，其作业质量远比一般粮食作物要求高。尤其作为后续机械播种、移栽作业的准备基础，耕整地环节要求土壤细碎、垄面平整。在我国蔬菜生产中，耕整地环节机械化水平最高，已基本实现机械化耕地，但几乎都采用常规的大田耕作机具，作业效率和作业质量（如平整度、细碎度）还有待提高，这是制约蔬菜精量直播和机械移栽技术应用的重要因素。另外，为保障蔬菜高产的合理耕层土壤结构，也对蔬菜耕整地机械提出特殊的要求。国外的先进经验告诉我们，标准化、高质量的整地是蔬菜生产全程机械化的基础。在我国机械化程度已很高的蔬菜耕整地环节距离国外的先进水平仍存在相当大的差距，今后我国蔬菜耕整地作业应向专用化、标准化、系列化方向 发展。

2.2 蔬菜精量直播机械

蔬菜田间播种机械化技术研究始于20世纪中期。目前，欧美等发达国家广泛使用气力式精密播种机械，并开始向精密和联合作业的方向发展，播种机械上采用监视装置及自动控制技术以提高播种精度。莴苣、洋葱、甘蓝、芹菜、大白菜、萝卜等蔬菜均已实现精量播种机械化。我国的蔬菜精量直播机械化还处于起步阶段，因受种子丸粒化、排种精度等关键技术制约，蔬菜直播机械性能还需进一步提升。

2.3 蔬菜育苗装备

蔬菜育苗过程包括基质成型、播种、催芽、苗期管理、嫁接等环节。按照基质成型方法的不同可以把育苗方式分为穴盘育苗和基质块育苗。目前在国外这两类育苗方式都得到较快发展，相应的机械移栽设备也有较广泛的应用。

穴盘精量播种机是蔬菜育苗环节的关键装备，可分为针式播种机、板式播种机和滚筒式播种机3种类型。欧美发达国家的农机生产企业可开发成熟机型，如英国HAMILTON 公司、美国BLACKMORE 公司等。国内能够生产符合蔬菜精量播种的育秧播种流水线的企业尚不多，相对成熟的有台州赛得林机械、台州一鸣机械、江苏云马机械等公司生产的蔬菜、花卉育苗气吸式精量播种流水线，但产品质量不够稳定，在可靠性方面仍需进一步提高。

在蔬菜育苗装备领域，今后应重视包括种子播前处理、精量播种、出苗育苗等环节在内的装备成套性技术、适应机械化移栽的育苗技术的研究和 推广。

2.4 蔬菜移栽机械

欧美等发达国家注重蔬菜育苗、整地、移栽各环节的技术配套，已基本实现了蔬菜机械化移栽，正在向高速化、自动化方向发展。意大利FERRARI 公司的Futura 系列全自动移栽机的移栽速度可以达到每分钟每行130株。移栽机械的研究开发在我国虽然已有很长的历史，也开发了不少型号的移栽机，但仍以半自动移栽机为主，需人工取苗放置于输送装置或栽植器，因此存在人工辅助劳动量大、移栽效率低的问题，移栽速度仅每分钟每行30～45株。另外，由于育苗方式不配套、种植农艺不规范、整地质量差等原因，机械移栽的质量也有待提高。从提高效率的角度来看，今后我国应注重以下两种提高投苗速度技术的研究：一是针对穴盘（包括塑料和泡沫两种材质）育苗的自动取苗、投苗技术；二是针对基质块育苗的人工整排取 苗、自动分苗技术。

2.5 蔬菜收获机械

在蔬菜生产作业中，收获是费力最大、耗时最多的一个环节。据统计，收获作业量约占整个生产作业量的40%以上；同时，为了保证蔬菜质量，必须做到适时收获，亦是整个蔬菜生产作业中最辛苦的工作。根据蔬菜收获部位的不同，可以分为根菜类收获机、果菜类收获机和叶菜类收获机等。根菜类收获机主要收获胡萝卜、萝卜等，有挖掘式和联合作业式两种类型；果菜类收获机目前仅应用于我国新疆地区加工番茄、辣椒的收获上，但国内外针对鲜食果菜类收获机械均停留在研究阶段；叶菜类主要有甘蓝、菠菜、芹菜、大白菜、韭菜等，此类蔬菜相对较易实现机械化收获。美国、意大利等国家针对不同类型的叶菜类蔬菜都开发了相应的收获机。我国上海和江苏等地近年来也开始研究鸡毛菜、黄花苜蓿（俗称草头、金花菜）等绿叶蔬菜的机械收获技术，但受蔬菜品种、整地质量、栽培技术等的影响，绿叶蔬菜收获的机械化进程比较缓慢（黄丹枫，2012）。

总体来看，美国、日本等世界先进地区的蔬菜生产机械化的特点主要表现为：区域种植专业化、农艺制度标准化、棚室设施大型化、动力平台专用化、作业机具多样化、生产全程机械化（徐丽明，2002；陈海涛 等，2005；康国光 等，2013）。当前，我国蔬菜产业正着力推进优化区域布局，推进蔬菜规模化种植、标准化生产。例如，江苏省计划至2017年全省将建立137个、总面积达10万hm2（150万亩）的永久性蔬菜基地，这些都为我国蔬菜生产机械化的发展奠定了良好基础。

3 发展蔬菜生产机械化的对策及建议

3.1 深化认识，全面理解发展蔬菜生产机械化的重要性

加快推进我国蔬菜生产机械化已是形势所迫。但是，全社会还需要从保障蔬菜供应、促进农民增收、发展现代农业等方面进一步增强对蔬菜生产机械化紧迫性和重要性的认识。

首先，构建现代化蔬菜产业体系需要发展蔬菜生产机械化。通过机械化生产促进蔬菜生产向标准化、集约化、规模化发展，从而达到提高蔬菜生产者效益、优化蔬菜生产成本构成、稳定蔬菜供给及产品质量的目的，进而逐渐形成现代化的蔬菜产业体系。

其次，发展蔬菜生产机械化一方面可以解放农村劳动力，促进剩余农村劳动力进城务工增收；另一方面可以提高农业劳动生产率，促进农民省工、节本、增收，两方面意义同样重大。

第三，我国蔬菜播种面积占农作物播种面积的11.9%，为了促进我国农业机械化的全面发展，加快蔬菜生产机械化的发展进程已刻不容缓。

3.2 加强调研，科学规划蔬菜生产机械化区域发展战略

当前，我国很多地方蔬菜生产机械化发展的特点可以总结为“情况不明、目标不定、思路不清”，这种状况必须得到根本扭转。

3.2.1 加强调研，摸清现状 建议各地针对当地包括露地和保护地在内的蔬菜生产种类、面积、生产经营主体和形式、机械化现状和需求等情况进行认真调研，点面结合，摸清底数。目前我国对保护地蔬菜生产机械化水平的评价标准是2012年底全国统一试行的“设施农业机械化水平评价指标体系”，但是对于占种植总面积70%以上的露地蔬菜来讲，还没有统一的机械化水平评价指标体系，亟需尽快制定并颁布实施。

3.2.2 认真分析，找准问题 我国蔬菜生产区域分布广泛，区域间差异明显，要针对蔬菜生产各环节机械化水平、存在问题进行认真分析，尤其要系统研究当地蔬菜生产农艺和机械化融合中的突出问题，找到解决蔬菜生产机械化问题的突破口。

3.2.3 理清思路，科学规划 应当在国家宏观蔬菜生产六大优势区域布局规划指导下，进一步提升蔬菜标准园建设水平，推进蔬菜生产向更高层次的标准化、专业化、规模化发展，为机械化生产创造更好的条件。与此同时，应当迅速启动蔬菜生产机械化区划工作，制定发展目标，明确不同生产区域、主要蔬菜种类生产机械化技术路线、发展模式与主推机型，实现因地制宜、分类指导。

3.3 加大投入，切实提高蔬菜生产装备技术供给能力

我国蔬菜生产机械化水平低，与蔬菜生产装备技术的供给能力不足密切相关，需要全社会和政府予以更多关注，加大投入。

从研发重点来看，露地蔬菜与设施蔬菜要一起抓，作业装备与设施结构要一起抓，钢架大棚与日光温室要一起抓。根据2010年对全国设施构型面积的分类统计，塑料大棚占40.1%、日光温室占22.5%、小拱棚占36.3%、连栋温室占1.1%。其中，塑料大棚和日光温室比较适合机械化作业，也是我国设施蔬菜生产的主体构型，因此这两类设施中的蔬菜生产装备应是今后研发的重点。

从支持投入渠道来看，加大科研投入与倾斜购机补贴要一起抓。近年来，相关科研立项的领域主要集中在日光温室的构型、节能和育苗装备等方面，建议今后在适应蔬菜生产需要的专用化底盘、精细化整地、精量化播种、高速化移栽、轻简化收获等装备技术研发方面加大支持力度。蔬菜生产机械品种多、销量少，企业生产的积极性不高。今后应更好地发挥农机购机补贴政策的杠杆作用，适当向蔬菜生产机械倾斜。

从技术应用重点来看，蔬菜生产的机械化技术要与省力化、信息化技术一起抓。在今后一个较长的时期内，日光温室和塑料大棚（包括塑料连栋温室）仍然是我国设施蔬菜生产的主体构型。从事蔬菜生产的主体也是文化素质偏低、趋于老龄化的农民，再考虑到蔬菜生产的特殊性，因此，在大力推进蔬菜生产机械化技术的同时，也要适当注重轻简化、省力化作业技术的研究，并积极跟踪信息化、智能化技术的发展，加以研究和应用。

3.4 创新机制，合力推进蔬菜生产机械化推广应用

通过借鉴水稻、玉米等主要粮食作物生产机械化的发展历程，可以看出我国蔬菜生产机械化的发展过程亦是任重道远。需要创新机制，各方面形成合力，有序推进。

3.4.1 协同创新与集成创新相结合 提升蔬菜机械化水平是一项系统工程。在加大作业装备技术研发优化力度、提高机械装备保障能力的同时，还应当以如何适应机械作业、发挥机械作业效率为核心，研究优化蔬菜园区规划技术、设施结构优化技术、栽培农艺优化技术、机具选型优化配置技术、机具作业规范优化技术等蔬菜机械化生产技术，需要多单位、多部门、多学科间的协同合作，进行集成创新，使蔬菜生产机械化技术体系组装成套。建议有重点、有步骤地选择一些规模较大、基础较好的蔬菜生产基地，由农机、农艺两方面的队伍进行产、学、研、推协同发展，针对几种主要蔬菜品种进行机械化生产技术和模式的集成创新、试验、示范，取得突破后继而在面上推广应用。

3.4.2 蔬菜生产农艺与装备技术相结合 2014年中央一号文件强调要坚持“传统精耕细作与现代物质技术装备相辅相成”。由于蔬菜的多样性及其生产的特殊性，与其他作物相比，蔬菜生产机械化技术与农艺技术的结合显得更为重要，任务也更加艰巨。要以提高劳动生产率、提高蔬菜生产效益为根本出发点，统筹考虑解决蔬菜生产农艺与农机融合的问题。当前需要农艺和农机共同研究解决的问题主要有：适应机械作业的园区建设标准化技术、适应机械耕作的蔬菜栽培模式规范化技术、适应机械播种的蔬菜种子前处理技术、适应机械移栽的蔬菜育苗标准化技术、适应机械采收的蔬菜育种和栽培技术等。

3.4.3 引进消化吸收与自主创新相结合 蔬菜生产机械化水平的提升也将是艰巨而漫长的过程。在自主研发蔬菜生产机械的同时，要积极借鉴国外的先进经验，从几种主要叶菜类、果菜类、根茎类蔬菜生产关键环节机械化技术引进入手，一方面结合我国国情引进设备，加快装备的国产化进程，不断提高机具的适用性和可靠性，降低生产成本；另一方面应通过试验示范，学习和借鉴国外先进的生产模式，研究完善与蔬菜生产全程机械化技术配套的其他技术，从而加快我国蔬菜生产机械化发展的步伐。

3.4.4 自主购机与社会化服务相结合 我国蔬菜生产模式多样化，区域经济发展水平也不一致。既有露地栽培也有设施栽培，既有土壤栽培也有基质栽培，既有农户小规模经营也有农场规模化生产。另一方面，蔬菜生产中涉及的机械种类多，操作要求高。在支持一些农户和园区购机自用的同时，还应鼓励创新多种形式的蔬菜机械化生产社会化服务模式，培育蔬菜生产专业性农机服务主体，在政策、资金、技术、信息等方面大力倾斜。

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