小型农机在设施蔬菜生产中的应用前景

陈永生 高庆生 管春松 杨雅婷 崔志超

侯喜林 博士，二级教授，博士生导师。获国务院特殊津贴、全国模范教师称号。南京农业大学首批“钟山教学名师”。国家大宗蔬菜产业技术体系岗位科学家，农业部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室主任，蔬菜学国家重点学科带头人，江苏省优势学科“现代园艺科学”学科带头人，江苏省现代农业蔬菜产业技术体系首席专家。育成不结球白菜新品种9个，授权国家发明专利17件。获国家、省部级科技成果二等奖6项，教学成果二等奖4项。

我国是最大的蔬菜生产国和消费国，蔬菜发展增速高于世界平均水平。据国家统计局数据，2016年全国蔬菜种植面积约为2200 万 hm2（3.3 亿亩），其中设施蔬菜 500 万 hm2（0.8 亿亩），蔬菜产量约为8亿t，种植面积和产量分别占世界总量的40%和50%以上[1]。蔬菜生产是传统的劳动密集型产业，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，用工难和用工贵的问题在蔬菜生产中越发凸显，急需加强蔬菜生产机械的推广及应用。

我国蔬菜机械化目前处于初级阶段，整体水平偏低，综合机械化水平低于30%[2]。平原露地蔬菜在施肥、整地、播种、植保、灌溉等环节受益于前期大田机械的发展基础，机械化程度较高。设施蔬菜因作业环境限制，大型农业机械普遍存在“路难走、门难进、边难耕、头难掉、效难高”的问题[3]，只有少数小型农业机械可以开展作业。设施蔬菜作为高效农业的主导产业，是现代农业的重要标志，种植面积占蔬菜总面积的1/4，且呈逐年增加趋势，机械化需求迫切。因此，灵活实用的小型农业机械在设施蔬菜生产中具有广阔的应用前景。

1 小型农业机械在蔬菜生产中的应用现状

近年来，在农业高速发展的前提下，小型农业机械也得到了飞速发展，大量中小型企业相互竞争。目前国内具有一定规模的农业机械生产企业超过200家，农业机械上千种，其中小型作业机械覆盖基肥撒施、耕整地、种植、灌溉、采收、植保和环境调控等蔬菜全程生产环节。但2013年农业部规划设计院构建设施农业机械化水平评价指标体系数据显示，我国的设施蔬菜综合机械化水平为26.6%[4]。2016年南京农业大学又针对江苏省开展了蔬菜机械化水平评价研究，结果表明，江苏省蔬菜综合机械化水平为23.7%[5]。综合全国蔬菜机械化相关数据，情况大同小异，即在过去3 a间，我国蔬菜机械化发展没有取得明显成效。基于多次调研及开展蔬菜机械化推广示范分析，我国小型农业机械在蔬菜生产中的应用存在以下几个问题。

1.1 机具专业化程度低

蔬菜生产需精耕细作，且要满足不同蔬菜品种的农艺要求，对机具作业质量要求较高，有些机具甚至要进行单独研发定制。而我国的小型农机具生产厂家以企业效益为主，很难针对蔬菜种植要求开展单独研发。

1.2 成套装备推广示范力度不足

农业生产者教育程度普遍较低，组织化程度和产业化经营水平不高，获取农业相关信息渠道有限，面对基地规模及生产需求，难以对市场繁多的机具类型进行合理优化配置。

1.3 农机推广体系不健全

农机补贴虽然逐年加大，但各省的扶持政策、补贴比例不一，导致一些适合设施蔬菜特点和农业发展急需的小型农机具没有列入部、省补贴目录。农业生产利润空间低，在没有资金补贴的情况下，农户面对价格不菲的农业机械常常显得有心无力。

2 小型农业机械在设施蔬菜生产中的应用特点

蔬菜生产主要包括施肥、耕整地、灌溉、植保、移栽、播种、采收和环境调控等环节，从设施蔬菜各生产环节机械化发展情况看，小型农业机械的应用具有不同的特点。

2.1 基肥撒施机械

基肥撒施机械主要有离心圆盘式和翻抛式2种。目前开展推广应用的小型基肥撒施机械以手扶式为主，用于颗粒肥和粉肥撒施。因基肥撒施的粗放性，人工作业效率高，且劳动强度低，农业生产者很少购买基肥撒施机械，生产中应用较少。设施蔬菜基肥撒施机械化水平不足5%。

2.2 耕整地机械

小型耕整地机械包括微耕机、开沟机、起垄机、田园管理机等，其中经济发达地区开始应用高端多功能田园管理机作业，可一次性完成旋耕、起垄、覆膜作业，并针对蔬菜种植农艺要求推广应用专业化精细整地装备。设施蔬菜耕整地机械化水平在70%以上。

2.3 灌溉、植保机械

设施蔬菜应用的节水灌溉包括喷灌、滴灌、微灌、水肥一体化等多种形式，对作业环境要求较低，目前规模化经营的设施蔬菜生产基地都配有不同水平的节水灌溉系统。小型植保机械方面，手动喷雾器、静电喷雾器和机动喷雾器使用较多，太阳能杀虫灯和性诱剂等设备已经普及，植保小飞机的推广应用也渐有成效。灌溉、植保机械化水平达80%以上。

2.4 种植机械

小型种植机械主要包括育苗播种、直播和移栽机械。育苗播种机多采用气吸式，根据吸种部件的不同又分为针吸式、滚筒式和盖板式3类，通常配合上土装置、基质填装装置、覆土装置和浇水装置流水线作业，一般育苗工厂和规模化农场已基本配套齐全。小型直播机主要为机械窝眼轮播种机，有手扶式和起垄机后悬挂式2种，播种最小行距6 cm，不适合密植作业。小型移栽机械有鸭嘴式、钳夹式、导苗管式和挠性圆盘式多个机型，其中半自动鸭嘴式移栽机作业性能较为稳定，在山东、东北和贵州等地已有一定面积的生产应用，全自动移栽机仅有零星发展，还处在试验阶段。种植机械化水平约为15%。

2.5 采收机械

小型采收机械主要有往复割刀式和带锯式2种，可用于鸡毛菜、茼蒿和菠菜等叶菜类及韭菜的收获。机具以国外进口为主，且对整地质量要求较高，需配套引进整地作业机械，作业成本较高。目前蔬菜收获机械以推广示范为主，机械化水平约为5%。

2.6 环境调控

环境调控主要是针对设施内温、光、气、水、土壤五大环境因子，包括加温、保温、降温、补光、通风、二氧化碳增加、臭氧消毒、基质处理、土壤消毒等方面的装备。不同设施结构类型根据实际需要配有不同环境调控设备，其中加温、降温和通风设备应用较多，环境调控机械化水平约为25%。

3 提高小型农业机械在设施蔬菜生产中应用的有效途径

提高小型农业机械在设施蔬菜生产中的应用，要依据设施蔬菜的特殊作业环境，从设施结构类型的实际出发，开展规模化、标准化生产。坚持以提高经济效益为中心，以市场为导向,提高农业机械化作业和机械装备水平，使农机在农业生产中的作用得到最大限度的发挥。

3.1 制定标准化作业模式

我国蔬菜品种繁多，周年生产的就有14大类150多种，作业模式多样，农艺要求复杂。为提高小型农业机械在蔬菜生产中适应性，提升作业效率和质量，必须对蔬菜种植模式进行标准化和规范化，并制定相应的作业技术规范和生产规程，机械化必须以标准化为前提。

3.2 优化设施结构类型

我国设施结构类型日趋多样，包括小拱棚、大中棚、节能日光温室、普通日光温室、加温温室和连栋温室等，但却没有适宜机械化作业的结构类型。围绕机械作业“路难走、门难进、边难耕、头难掉、效难高”等问题，必须针对现有设计结构类型进行再次优化，合理布局。

3.3 加强农机农艺融合

农机农艺的深度融合是提高作业效率、降低农业生产成本的关键前提。农艺部门要加强蔬菜栽培技术创新研究，开发利于机械化作业的新品种、新农艺，为机械化作业和集约化生产创造条件;农机部门要根据设施农业机械化的需求，统筹考虑蔬菜栽培技术要求的特殊性，加快蔬菜机械化技术的集成创新，提升蔬菜农机化装备水平和科技含量[6]。