烟台市果园采摘环节机械化发展对策探析

尚 忠 孙奎军 钱栋伟 王小凯 李春燕 于俊萍

我国是世界第一大水果生产国，果园种植面积大、分布广、品类多、产量大。果业的迅猛发展对于经济发展、农民脱贫致富以及可持续绿色发展的作用日益明显。果园采摘作业复杂、季节性强、劳动强度大、作业效率低，主要还是依靠人工采摘的方式，果园采摘作业环节所用劳动力占整个果园生产过程所用劳动力的三分之一左右。随着近年来人口老龄化和城市化发展的推进，农业从业人口不断减少，只有通过机械化作业减少对劳动力的需求，才能使林果业可持续发展。因此，提高果园采摘机械化程度任重道远，前景广阔。

一、果园采摘环节机械化现状分析

（一）国外研究现状分析

国外对于果园采摘收获机械的研究起步较早，进行了长期的、多方面的、富有成效的研究和开拓性的探索。美国在20世纪60年代中期研发出能够在果园作业的液压升降平台，提高了采摘效率。从60年代后期开始，欧美一些国家进行了果园生产和收获的机械化研究，70年代成功研发多种果园采摘收获机械。90年代初，日本开始研究适用于坡地的果园采摘机械设备，枢轴式摆动悬挂机构的自走式采摘车研制成功。目前，国外科研机构和公司研发出了多种集成度、作业效率、自动化水平都较高的采摘收获装备，如德国大型果园采摘机、荷兰可升降作业平台、美国气吸式果园采摘机等，虽然这些装备具有很大的技术优势和应用价值，但是由于其成本和可靠性方面的问题，在国外的应用范围也十分有限。20世纪70年代末期，随着计算机和自动控制技术的迅速发展，美国率先开始研究各种农业机器人，其中就包括1983年在美国诞生的第一台采摘机器人。然而由于工作环境的复杂性和不确定性，直到目前，采摘机器人的智能化水平也没有达到农业生产的要求。其主要问题在于其灵巧性不足、果实采摘周期较长、果实识别率偏低、损伤率较高、制造成本过高等，因而目前果园采摘机械装备应用最多最广泛的是半自动果园采摘平台。

（二）国内研究现状分析

我国研究果园采摘机械起步较晚，研究水平与国外同类型装备差距较大。前期主要是无动力的通用型机械，如与手扶拖拉机配套的机械振动式山楂收获机、气囊式采果器和手持电动式采摘臂等。20世纪80年代开始，我国开始研发切割式采摘器，果园采摘也从人工使用剪刀采摘发展到使用机械装置采摘。90年代，在果园种植业的快速发展带动下，各种简易采摘器、液压采摘升降平台相继研发成功，但是总体来看，国内采摘作业机械小型化、单一化、同质化情况较为严重，作业效率不高，应用规模也有限，难以有效解决果园机械化采摘存在的诸多难题。

二、存在的主要问题及制约因素

发达国家果园地块面积大、集中且平整度好，适合大型机械化作业模式，机械化发展程度高，管理先进。国外果园采摘作业平台应用水平虽然先进，但是其体积较为庞大，成本太高，与果园产业自身的特点不适配，实际推广难度很大，难以有效解决果园采摘收获环节的问题。目前烟台市果园采摘机械化的发展水平基本处于空白状态，其主要存在以下几方面的问题并受其制约。

（一）地理条件制约

烟台市果园种植多集中在丘陵山区，果园路面平整度及通过性差，道路狭窄，且存在坡地易倾翻等问题，合适的采摘机械很少，机械化作业基本处于空白，而且在费工以及作业危险性方面的问题比平地采摘机械更突出，更不利于大型机械作业，除了搭设人字梯进行果园采摘外，只能采用履带式小型底盘，通过加装机具的方式作业，极大地限制了整体工作效率，缺乏专门进行采收作业的专用装备。

（二）研发技术制约

烟台市现有研发和应用的果园采摘作业平台技术简单，功能单一，创新性不足，只能勉强实现平台升降和搬运功能，难以实现连续性采摘，对于提高果实收获效率的作用较为有限；另外，果园采摘机械成果转化以及市场化推进过程中的风险，也使得各农机厂家投入研发新型果园采摘机械的积极性不高，无法满足迅猛发展的果园产业需求。

（三）经营管理模式制约

烟台市果园经营和种植模式较为落后，农机与农艺脱节较大，分散栽培，分户管理，果园地块面积小而零散，真正集中成规模统一管理的大型现代化果园很少，盲目的密植，不科学的果树修剪方式以及老旧落后的果树栽植品种等因素又造成了果园树形高大，园林郁闭，作业空间狭小。这种小农经济式的种植管理模式，由于生产规模小和农民技术素质相对偏低等原因，使果园的生产管理停留在传统经验式的基础上，规范、科学的机械化生产管理方式难以实施。加之农机技术人员缺乏，农村人口老龄化的加剧，果业生产成本不断提高。

三、发展对策

（一）技术发展层面

首先要有较强的通行性和对丘陵山区的适应性。履带式行走机构车轮不直接与地面接触，利用履带可以缓和地面的凹凸不平，具有良好的稳定性、越障能力和较长的使用寿命，适合在崎岖的地面上行走，具有地面支撑面积大、接地比压小、滚动摩擦小、转弯半径小、爬坡和越沟性能强等优点，发展方向主要是实现履带机构的轻质化，使机具结构更加简便；进一步提高仿形行走能力，更好地适应果树种植地区复杂地形特征；优化离地间隙，行走过程中不仅要适应起伏路面的变化，还能够应付一般的障碍物和凸起，增强平台的通过性能。其次是尽可能地实现采摘平台的多功能化作业，兼具剪枝、疏叶、套袋、摘袋等功能，实现一机多用，减少农民购机投入。三是考虑到操作者是农民，采摘平台应当操作简便、可靠性高，这就要求采摘平台结构设计合理可靠，使用方法简单，维修维护方便。随着当今科学技术的进步与发展，可以尝试通过电视摄像机和无线电遥控组合等方式提高采摘平台自动化与智能化，甚至实现无人驾驶等操作。最后也要注重果园采摘机械科技研发的成果转化，及时推进新技术成果的推广与应用。

（二）政策引领方面

应加大对果园采摘机械化技术的投入，增加果园采摘机械科研、推广专项补贴，促进果园采摘机械化的发展，提高果园采摘机械化综合水平，促进果园采摘机械化技术进步，增强果园的综合生产能力。通过财税支持，积极推动农机制造龙头企业引领果园采摘机械产业规范有序发展；建立高校、科研院所、企业、专业合作社等为主的多层次、多渠道、多元化的联合研发、推广机制，形成产品、资本、应用的大产业链和“产学研推”完整的体系，科学地建立果园采摘机械化发展的长效机制。

（三）农机农艺融合方面

果园采摘收获环节的机械化加快了果园产业现代化进程。随着农业现代化与农机化不断发展,将农机农艺有机融合起来,协调发展，有利于发挥果园机械的内在潜力,有利于果园新技术普及推广；有利于果园产业稳定增产和果民持续增收。没有农机农艺相融合就没有真正意义上的农机化，两者的结合是相互协调发展，不是单方面的服从，是果园产业发展的必然趋势。因此，烟台市进行果园采摘机械、果园农艺的推广时，需要注重实际，推出能够保证果园产业长远发展的合理方案，大规模建设标准化果园，培育出适合果园机械化作业的果树新品种，研发高效、多用途的果园机械，同时通过办培训班、讲座的形式加大对果农培训的力度，通过走出去，请进来的办法加强对农机技术人员的培训。最终共同促进本市果园产业发展，助推果园的产业化和现代化，帮助农村实现劳动力转移，助力稳步实现果园产业增产、增收，并进一步推进新农村建设。