重庆市果园采摘机械化发展现状及展望

许成杰，孔 斌，夏 飞，牛 坡

（1.重庆三峡学院机械工程学院，重庆 404100；2.中国科学院合肥智能机械研究所，安徽 合肥 230000；3.重庆市开州区农业发展服务中心，重庆 405400）

0 引言

我国是水果生产和消费的第一大国，近年来，随着国内居民生活和消费水平的提高，人们对水果的质量及数量需求与日俱增。同时，发展水果种植及其相关产业也是实现乡村振兴战略目标的重要途径之一，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》（“十四五”规划和“二〇三五年远景目标”）中明确提出各地要因地制宜发展水果产业[1]。但目前传统的水果种植模式下，水果采摘多以人工采摘为主，近年来，由于城乡一体化进程的加快，大量农村青壮年劳动力进城务工，造成水果采摘季节性劳动力短缺，制约着水果产业的进一步发展壮大，亟需果园采摘机械取代人工，以提高水果采摘作业效率和整体经济效益[2]。但当前我国农业机械的研发重心多集中在大田主要粮食作物的耕种收及田间植保机械，对于果园机械特别是水果采摘机械的研发还有所欠缺。在“十四五”规划和“二〇三五年远景目标”中，明确提出要加强农业机械研发及应用，农作物耕种收综合机械化率提高到75%。这也为果园采摘机械的发展提供了新的市场机遇。

分析当前果园采摘机械研发和应用现状，探讨制约果园采摘机械发展的因素，探索一条适宜于果园采摘机械化发展的道路，不仅有利于果园采摘机械产业的发展，而且对于水果产业的发展和壮大以及乡村振兴战略目标的实现也具有十分重要的意义。因此，本文以重庆市果园采摘机械应用现状为例，研究探讨制约重庆市果园采摘机械化发展的制约因素，针对性地提出建议和对策，促进重庆市果园采摘机械化的发展，也为其他地区果园采摘机械化的发展提供借鉴和参考。

1 重庆市果园采摘机械现状

1.1 地理条件差，果园采摘机械难以适用

重庆市位于我国西南部，地形地貌以丘陵山地为主，其中丘陵地形分布规模为14 985.76 km2，约占总地域面积的18.2%，山地地形分布规模为62 413.24 km2，约占地域面积的75.8%[3]。2019 年重庆市农作物种植面积为33 547.43 km2，其中果园面积为3 211.87 km2，果园面积约占总种植面积的9.6%，重庆市合计水果产出量为4 763 907吨，约占全国水果产出量总和的1.7%[4-5]。独特的亚热带湿润季风气候为重庆市的柑橘、柚子、李子、猕猴桃等特色水果提供了适宜的生长条件，但重庆市果园种植区域自然条件相对较差，普遍存在种植土壤层薄、营养物质匮乏及黏性强等问题，并且果园形状不规则、坡度较大，北方地区大型标准化果园采摘机械难以使用，缺乏适宜的采摘机械，导致重庆市水果单产量相对较低、水果产业发展缓慢。

1.2 生产管理模式相对落后，综合机械化水平低

节令性强、工作强度大的特征在水果采摘环节中体现得异常明显，采摘所需劳动力占整个生产过程的35%～45%，是水果生产中体力劳动最繁重的环节[6-7]。重庆市果园大多是一户一园的经营模式，单独管理自家果园，种植规模较小。部分水果种植户的思想观念相对保守，为了最大程度地发挥水果的经济效益、保证果实的完整性，重庆市大部分果园的采摘工作还是依赖人工作业，效率低下，综合机械化水平低。伴随着人口老龄化和农业从业人员的减少，果园生产的人工成本与日俱增[8-9]，而雇佣工人所需支出的增长速率高于水果售卖收入的增长速率，压低了水果种植户的利润空间，制约着果园的长期可持续发展。

1.3 果园采摘机械起步晚，研发和应用脱节

20 世纪40 年代初，西方国家已经开始进行果园采摘机械的研究，随着计算机和控制技术的快速发展，美国早在1983 年就研制出了世界上第一台采摘机器人。而重庆市对果园采摘机械的研究开展的时间较晚，自2006 年出台“十一五”国家高新技术研究发展计划中提出《果树采摘机器人关键技术研究》[2]后逐渐开展，近年依赖于重庆各高校和企业，在采摘机器人研发领域也取得了初步成功，但大多只适用于实验条件下的水果采摘，面对现实中果园复杂多变的实际生产条件表现不佳，离落地使用于丘陵山区果园采摘环节作业还有一段距离。

2 重庆市果园采摘机械发展制约因素

2.1 自然条件限制了果园采摘机械的发展

重庆属于丘陵山区地带，果园种植地块狭小、形状不规则、地形条件复杂、且大多数为坡耕地，在果园种植前未考虑采摘机械化作业的因素，也未进行标准化果园的规划设计。导致大中型移动采摘平台不能在果园中实现常规的行走和升降操作，只能依赖人工或小型轻便的果园采摘机械进行采摘，效率低下。同时，重庆丘陵山区果园对于采摘机器人的行驶性能、安全性能、通用性能等方面相较于平原地区也都有更高的要求，研发难度较大。

2.2 果园生产管理模式落后，农机与农艺融合程度较差

重庆市大多数果园单户种植规模小，水果种植业主负责日常的经营管理工作。但受制于水果种植业主的受教育程度和文化知识水平，果园的生产管理过度依赖于水果种植业主的传统经验，种植模式多以传统人工作业方式为主，果树种植密度分布不合理、树冠之间纵横交错、茎叶之间相互遮挡，提升了果园采摘机械的普及适用难度。同时，水果种植业主在果树种植过程中往往未采用现代先进的经营、种植及管理模式，忽略了农机与农艺的融合，导致果园采摘机械无法得到大范围的使用和推广，从而使果园的经营往往达不到理想收益，制约着果园产业的健康持续发展。

2.3 科研成果转化率低

相较于主要粮食作物耕种收环节的农业机械，政府及相关部门对丘陵山地果园采摘机械的发展重视程度有所欠缺，资金投入相对较少，从事果园采摘机械生产研发的企业及科研人员数量不足[10]。受制于研发成本和关键技术研发瓶颈，先进的果园采摘机械大多数仅能用于示范性果园，利用机器人进行自主移动和采摘作业的研究大部分都还停留在实验阶段，难以满足丘陵山地果园的实际作业需求。

2.4 水果种植户对先进果园采摘机械的接受程度较低

由于先进果园采摘机械仅用于示范性果园或标准化果园，目前对于果园采摘机械的示范推广普及力度还有所欠缺，水果种植户对先进果园采摘机械的采摘效率和可靠性还不够了解，往往持怀疑态度。因此，大多数业主更倾向于采用传统的人工采摘作业模式，以保证果园的最大经济效益。同时，对于先进的果园采摘机械，水果种植户在采购时一次性投入较大，单户种植模式收回采购成本的周期较长，经济压力较大，导致水果种植户对其接受程度较低。

2.5 果园采摘机械的售后服务保障不到位

重庆市果园的位置分布相对分散，生产果园采摘机械的农机企业售后服务很难面面俱到，使得果园采摘机械的售后服务得不到保障。很多企业在布置售后点时，往往仅能布置到乡镇一级甚至是临近几个乡镇才有一个，服务网点数量难以满足实际维修的需求。加上维修周期较长，容易耽误水果的采摘，引起水果种植户经济受损。同时，虽然采用远程在线指导的方式能够较为方便地解决水果种植户在实际生产中遇到的简单机械故障问题，但受制于农村地区较差的网络状态和水果种植户文化知识水平，全面推广难度较大，并且远程在线指导的方式难以解决复杂的机械故障问题。

3 重庆市果园采摘机械建议及展望

3.1 果园宜机化改造

针对重庆市自然条件相对较差的问题，重庆市于2014年开始探索农田宜机化改造并取得成功。针对重庆市丘陵山区果园的地貌短板，也可以针对性进行果园宜机化改造，扩大单个果园的种植规模，实现果园种植的集群化和果园之间互联互通，使果园能够适用大中型采摘机械，有效提高果园采摘机械的适用性和土地效益，促进果园采摘机械产业升级，补齐短板。政府及相关部门可针对果园宜机化改造组建相关专家小组，根据整个重庆市果园种植现状，制定重庆市水果产业中长期发展规划，并制定规范引导政策，加大财政资金投入，引导社会资本进入果园宜机化改造及果园种植产业，按照发展规划合理有序地对果园进行宜机化改造，确保重庆市水果产业的健康有序发展。

3.2 改进果园种植模式，促进农机与农艺融合

政府及相关部门应加大对果园的水利、电路、网络等基础设施的投入，完善生产基础，为水果产业的发展奠定基础。学习国内外先进的生产管理模式，组织开展相关培训，提高水果种植户业主的文化知识水平。发展种植、旅游、采摘、售卖为一体的果园经营模式，最大程度利用好人力物力，在资源有限的情况下，发挥果园的最大经济效益。选育与机械化作业生产相适应、经济价值较高、结构化生产比较规范的品种，使农机与农艺相互融合、相互促进。

3.3 推进适宜设备的研究和制造

政府及相关部门加大对科研院所和企业研发丘陵山区果园采摘机械的资金投入和政策扶持，发挥政府财政资金投入的引导带头作用，以政府财政资金带动市场资本投入果园采摘机械的研发及相关产业。支持企业在结构设计、算法编程等关键环节的技术创新和相关产品的研发和制造，实现果园采摘机械的现代化、智能化。重视果园采摘机械的实际应用，衔接好果园采摘机械的研发和推广应用工作。

3.4 重视果园采摘机械的示范推广

政府及相关部门应加大对先进果园采摘机械的推广和宣传力度，组织企业、种植业主及相关人员学习果园采摘机械的使用和维护，加大果园采摘机械的宣传和推广，成立示范性果园，引进先进的果园采摘机械，形成示范推广效应。并在此基础上举办面向水果种植户的推广会和技能培训班，提升水果种植户对高新技术、高新产品的了解程度和接受能力。结合不同区域及不同果园实际情况，引导有条件的水果种植户购置合适的果园采摘机械。以单个果园辐射周边区域果园，带动整个地区协调健康快速发展。

3.5 健全果园采摘机械的管理和售后服务保障体系

政府及相关部门应完善相应法律法规，制定完备的果园采摘机械标准，出台有关的果园采摘机械生产规范和质检流程，为果园采摘机械的生产和使用营造一个良好的社会环境。深化改革创新果园采摘机械的补贴政策，并在最大程度上精简购机补贴的申请流程，真正做到方便水果种植户。政府及相关部门应加大对农机企业售后服务的政策和资金保障，使得农机企业能够有能力增加各个地区售后维修网点数量，优化网点布局，缩短维修周期，为水果种植户处理好采摘机械相关售后维修问题。

3.6 强化人才体系建设

人才是推动水果产业发展的重要因素，也是推动重庆市果园采摘机械发展的主力军。政府及相关部门要加大对果园采摘机械相关人才的培养和引进力度，完善人才激励机制，建立健全的人才服务保障体系及职称评审体系，鼓励新型职业农民从事水果产业。企业及科研院所应积极响应创新驱动发展战略，提高研发人员创新能力。高校应充分发挥其社会服务职能，加强其科研社会服务能力和力度，同时在培养农机人才时需着重于学生的实用技能，理论与实践相结合，保障果园采摘机械产业发展的人才需求。

4 结论

现阶段重庆市果园采摘机械的发展存在自然条件差、生产管理模式落后、研发和应用不协调等问题，果园采摘机械发展水平与北方平原地区还有较大差距。实现果园采摘机械化是提升重庆市水果经济效益和整体机械化水平的任务之一，也是推动重庆市乡村振兴战略目标全面实现的重要途径。推动重庆市果园采摘机械的研发及推广使用、提高重庆市果园采摘机械化水平，就必须结合重庆市果园种植的实际情况，分析现有及潜在问题，找到其制约因素，针对性提出相应的解决方案，探索出一条适合重庆市的果园采摘机械发展道路，并在此基础上力争实现果园生产的全程机械化。这不仅有利于重庆市水果产业的快速健康发展，而且也能够为其它区域水果产业的发展提供一定的借鉴和参考。