山西省设施蔬菜生产机械化技术装备现状分析与对策建议

薛平（山西省农机发展中心，山西太原 030002）

设施农业是山西省重要的特色产业之一。近几年，随着山西省扶贫攻坚、乡村振兴战略的实施，各级政府把发展设施农业作为农民脱贫致富、增加收入的重要产业来抓。特别是2020 年农业农村部出台《关于加快推进设施种植机械化发展的意见》（农机发[2020]3 号）后，山西省政府出台了《山西省设施农业发展2021年行动计划》，在创建标准化示范园、提升装备水平等多个方面加大了投入，有力推动了山西省设施农业快速发展。本文从日光温室和塑料大棚机械化生产视角出发，重点介绍了山西省设施蔬菜机械化生产现状、技术与装备应用、存在问题及因素分析等方面情况，提出了相关对策建议。

山西省设施蔬菜生产机械化水平现状

2020 年底，山西省设施蔬菜面积为3.87万hm2。其中，日光温室2.075 万hm2，塑料大棚1.775 万hm2，连栋温室0.024 万hm2。在设施蔬菜类型中，日光温室和塑料大棚两种类型占比达99.38%，连栋温室占比仅为0.62%（数据来源：山西省农机部门统计）（图1）。设施蔬菜栽培品种主要有辣椒、番茄、黄瓜、豆角、茄子、菠菜、油菜、芹菜等，年产量254.6 万t。设施蔬菜综合机械化水平为37.2%，其中：耕整地和灌溉施肥机械化水平比较高，均超过了50%，分别为87.6% 和51.7%，种植、采运和环境调控机械化比较低，分别为20.1%、0.95%和34.4%（图2）。从全省5 市9 县10 个设施蔬菜机械化装备水平较高合作组织抽样调查分析来看，85% 起垄方式为开沟机+人工；90%移栽方式为人工移栽；85% 灌溉施肥为轻简式施肥机+滴灌带；70% 采运作业为人工采摘+地轨运输；环境调控配套装备主要有自动放风机、补光灯，配套比约为15%；植保方式以背负电动喷雾器为主，配套比约为90%。10 个生产单位最需配套前6 种装备为自动放风机、雾化打药系统、起垄机、滴灌装备、采运车、手推式（可自动收管）机动喷雾机。

图1 2020 年山西省设施蔬菜类型占比

图2 2020 年山西省设施蔬菜五大环节机械化水平

耕整地机械化技术装备

山西省设施蔬菜耕地方式主要以大棚王、中小型拖拉机配套旋耕机以及微耕机作业为主，深耕为15～20 cm。运城、大同等多地引进了大棚专用自走式深翻机和悬挂式深耕机，特别是自走履带式深翻机通过性、机动性好，棚内调头方便灵活，耕深达35～50 cm 以上，颇受当地大棚种植户的青睐（图3）。部分农机户专门购买此类装备，开展社会化深耕、深翻作业服务，每亩作业收费500～700 元，主要解决温室大棚土壤盐碱化、板结问题。起垄主要应用开沟机、起垄机两类装备，其中开沟机作业方式是以培到两侧的土为基本垄形，人工做整形，垄形差异较大。以番茄为例，通常垄高12～20 cm，垄底宽60～80 cm，垄顶宽40～60 cm。机械化起垄技术在塑料大棚推广应用较多，但在日光温室中受南北垄向种植影响，机械化作业受限。

图3 “土哈哈”牌大棚深翻机在阳高县应用

种植机械化技术装备

山西设施蔬菜移栽主要以人工和辅助工具为主，移栽位置有垄侧与垄顶两种形式。近两年，山西省农机部门在阳泉、运城、太原等地设施蔬菜塑料大棚示范推广了东风井关、宝鸡鼎铎半自动机械化移栽机（图4），对当地起垄标准化起到了一定的推动作用，但推广进度缓慢。蔬菜直播技术在山西设施蔬菜中推广应用不多，叶菜的播种主要采用人工撒播为主，部分用户应用手推式播种机和播绳机进行作业。在育苗播种方面，多数规模小的育苗基地，以人工育苗为主。规模化育苗基地主要采用针式、翻盖式、滚筒式不同类型穴盘播种机进行生产作业。

图4 井关半自动机械化移栽技术示范

图5 单体15 hm2 番茄小镇应用水肥一体化装备

灌溉施肥机械化技术装备

图6 集群式水肥一体化装备

水肥一体化技术在山西规模化生产的设施蔬菜示范园区应用广泛，如晋中市太谷区田森番茄小镇，单体面积15 hm2环境智能控制玻璃温室全面应用了水肥一体化技术（图5～6）。便携式施肥器、轻简式施肥机装备在山西规模化、组织化程度高的蔬菜种植合作社中应用广泛，滴灌带多为贴片式、迷宫式，1～2 年更换1 次，在节水、节肥、省工等方面发挥了重要作用。但广大分散种植农户，灌溉施肥环节仍以漫灌冲施为主，水资源浪费严重，水肥利用率不高，给病害防控增加了难度。原因主要为分散种植户配套能力弱，获得政府补贴或项目扶持的机会少。从应用情况来看，灌溉施肥装备对水肥有较高要求，水质处理不过关，肥料使用不当，盐分累积堵滴灌带，是困扰用户的主要问题。

采运机械化技术装备

山西的设施蔬菜采摘环节以人工作业为主，晋中、太原地区配套机械化搬运装备的温室大棚相对较多，主要为地（吊）轨运输、电动轮式运输、钢索运输3 种类型（图7～9），多为项目补贴配套。吊轨主要应用塑料大棚中，安装位置在中部，配套数量少。地轨运输和电动轮式车在日光温室中应用最多，安装使用位置在后墙过道上。近两年，山西省农机部门利用电动农机奖补、农机购置补贴、农机推广项目等资金，累计补贴推广设施蔬菜搬运装备2500 多台套，遍布全省各地。

图7 地轨运输车

图8 电动轮式运输车

图9 钢索运输车

环境调控机械化技术装备

在山西的连栋温室中，机械化通风、遮阳、保温、增温、降温、补光、智能监测控制等技术应用较多，自动化程度高。而普通日光温室和塑料大棚中则应用环境调控技术相对较少。塑料大棚通风主要以手摇式卷膜器为主，日光温室应用自动放风机的不多（图10）。近几年，山西省农机部门在全省20 多个县，在传统日光温室中示范推广了自动放风机、高压钠灯、环境监测等单项环控技术，在省工、增产、增效方面发挥了示范引导作用。以天镇县天基蔬菜专业合作社在大棚豆角上应用郑州格维特600 W 高压钠灯为例，每天用钠灯补光3 h（18:00～21:00），大棚菜豆提前20 天上市，可增产1500 kg/667 m2，品质和卖相均有提升。特别是自动放风机，这两年随着电机技术的进步，自动放风机技术也渐趋成熟，使用寿命由原来的3～4 年提高到5～6 年。

图10 内挂式自动放风机

绿色病虫害防控技术装备

在绿色防控方面，山西省农机部门主要试验示范了臭氧病害防控、土壤消毒灭虫等技术。其中，臭氧技术重点试验示范了南京益隆高科HYO3-10W 型臭氧机和河南博衍臭氧水气一体机两类装备（图11～12），开展了臭氧病害防治效果试验及气体浓度检测工作。从阳曲县思西村在黄瓜上试验情况来看，臭氧对真菌、细菌性病害有较好的防治效果，能起到一定辅助防控作用，但不能从根本上解决病害防控问题，且存在一定的作业风险。在试验期间，曾发生臭氧扩散风机故障，导致臭氧烧苗事件，给用户造成损失。在土壤消毒灭虫方面，开展了土壤电消毒灭虫、棉隆旋耕施药、火焰消毒杀虫3 项技术的试验示范工作。其中电消毒灭虫技术操作简单，移动方便，在预防植株死苗、延长采收期方面有良好效果。以天镇县天基蔬菜专业合作社在大棚青椒上试验大连3DT-8 型土壤电消毒灭虫机为例，与常规大棚相对比，常规大棚病害较多，且只能采4 茬青椒约4500 kg，电消毒杀菌灭虫处理后可采7 茬达7500 kg，增产效果十分显著。机械化棉隆旋耕施药、火焰消毒杀虫技术在新绛县试验示范，试验效果较好，但购机成本、作业成本较高，亩作业成本在2000 元左右，适合用于政府购买服务作业补贴农民使用（图13～14）。

图11 臭氧气体病害防控机在黄瓜棚试验

图12 臭氧水气一体机试验示范

图13 机械化火焰消毒杀虫作业

图14 机械化棉隆旋耕施药作业

存在问题

近两年，从山西各地新建设施类型来看，日光温室跨度多为12 m 以上，新建塑料大棚跨度多为8～9 m，太原地区新建外保温型塑料大棚跨度多为15 m 以上，肩高、顶高结构进一步优化，靠近道路一侧留有机械化作业专用出入口，宜机化条件明显改善（图15～17），结构类型向大型化、节能性趋势发展。同时，自动放风机、LED补光灯、温湿度监测等环境调控装备、水肥一体化等智能化、信息化技术装备的推广应用步伐也明显加快。但仍存在以下几个方面的问题。

图15 天桥式塑料大棚跨度15 m

图16 新型日光温室跨度12 m

图17 全钢架无立柱大棚跨度18 m

老旧温室存量大 宜机化条件差

山西省近50% 日光温室为“7315”型、“8345”型老旧大棚，肩低棚矮有立柱，装备升级改造难、机械化作业配套难，这些因素均影响机械化作业效能的充分发挥，是制约山西设施蔬菜机械化发展瓶颈问题。

专用机械化装备少 对比选择性差

目前，从生产环节上看，能用于山西温室大棚生产各类装备都有，但多数装备更适合连栋温室生产作业；同类产品相对较少，如撒肥机、起垄机、移栽机、自动放风机、采运车等装备，用户可对比、可优选的装备少，通用性、适用性能差。

栽培方式差异大 机械化装备配套难

山西的设施蔬菜生产，栽培方式多种多样，没有统一标准的垄形参数。以番茄为例，既有垄顶与垄侧移栽位置的差异，也有一垄双行与一垄单行模式的不同，为机械化装备的配套与栽培标准化的形成增加了不利因素。

机艺融合不紧密 标准化程度低

具体到某一个品种，从垄形标准的统一，到移栽行距、株距、深度的进一步规范，再到垄沟与装备轮距配套、搬运装备安装位置的一致性，以及水肥和环控的精细化管理情况来看，农机、农艺融合不够深入，尚未形成成熟的、可复制的技术模式与标准。

缺乏专业技术人才 组织化程度低

山西设施蔬菜生产仍以个体农户为主，规模小、经营分散。专门从事设施蔬菜机械化作业服务组织少，合作组织主要开展种苗、农药、肥料等生产资料和技术服务，从业人员多为50 岁以上农村留守人员，且女工居多，缺乏专业操作人员，找工难、用工难是困扰合作组织日常生产的一大难题。

加快设施蔬菜机械化发展建议

改造升级老旧大棚 大力发展标准化、宜机化温室大棚

建议对老旧温室大棚升级改造进行补贴，更换大棚骨架，在保证棚间距8 m 以上的情况下，尽可能拓宽大棚跨度，提高大棚肩高、顶高参数，保证棚面坡度，为卷帘机和外挂式放风机等装备升级配套提供条件。同时，大力发展12 m 以上大跨度、无立柱、高标准新型节能日光温室和外保温型塑料大棚，开展标准化建设，为宜机化生产创造条件。

加大设施蔬菜装备研发和补贴力度

在耕整地环节，建议研发大棚专用复式精细耕整装备，以及调头灵活、垄形易调整、乘坐式的多功能起垄机。在移栽环节，研发能使用多种规格普通穴盘自动移栽机和对垄形适应性强的半自动移栽机。在灌溉施肥环节，针对小规模和分散种植农户生产需求，研发操作简单、移动方便、经济适用的轻简式施肥机。在环境调控环节，建议研发卷帘机智能限位系统，自动放风、补光、监测控制等装备在防潮湿、耐腐蚀、提高寿命上下功夫。在植保环节，建议研发雾化效果好、作业效率高的无人打药系统。同时，建议开展设施蔬菜机械化作业补贴工作，尤其土壤连作障碍处理、土壤改良作业补贴，为设施蔬菜机械化生产需求提供内生动力。

研究制定设施蔬菜机械化技术模式和技术标准

加强农机、农艺融合，做好栽培模式与农机装备的配套研究。针对每一个栽培品种，从每个生产环节入手，以起垄环节为标准化基础，搞好垄形与播种、移栽、灌溉施肥、采收环节的衔接配套与技术集成，研究适合不同类型温室大棚的机具配套方案，制订出不同栽培品种机械化、标准化生产技术模式和标准，做到成熟一项推广一项。

加快设施蔬菜智能化、信息化技术推广应用

在连栋温室中，要加快环控自主决策、苗床智能调度、育苗自动码盘、机器人采摘、自动嫁接等技术的推广应用。在传统温室大棚中，重点在灌溉施肥、环境调控等环节，加快轻简式施肥机、水肥一体化、智能放风机、变量补光、病虫害识别预警、环境监测等智能化、信息化技术应用，实现精量施肥、精准调控、实时预警、精细生产，在节省水肥药、提高生产效率、减轻劳动强度、降低用工成本等方面发挥作用。

加强培育设施蔬菜专业化、社会化服务组织

在机具库棚、冷库建设等方面对合作组织给予政策扶持，帮助合作组织延伸产业服务链条，提升综合农事服务能力。同时，加强合作组织农机操作手、生产管理和技术人员的培训，使其掌握应有的生产管理经验和装备操作技能，尝试推行绩效管理机制，不断提高合作组织专业化、组织化程度。

展望

山西设施蔬菜机械化发展重点在日光温室、塑料大棚，棚室宜机化和起垄标准化是难点。按照机艺融合、先易后难、分类推进这一思路工作，随着温室大棚建造标准化、垄形标准化的逐步形成，以及智能化、信息化技术水平的不断提高，设施蔬菜机械化有望在塑料大棚领域率先取得突破，建立起成熟的机械化技术模式，进而推动全省设施蔬菜机械化快速发展。