上海地区桃、梨果园施肥机械使用情况调研分析

2023-06-04朱春燕范良俊顾小小

现代农业装备 2023年5期

朱春燕，范良俊，范涛，顾小小

（上海市农业机械研究所，上海 201106）

0 引言

根据《上海市推进农业高质量发展行动方案（2021-2025 年）》和《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的实施意见》（国发〔2018〕42 号）相关目标任务，到2025 年上海要建成5～8个林果机械化生产示范基地，机械化率达到60%。作为果园生产中持续时间长、耗费人力大的生产环节，施肥对果树生长的重要性是不言而喻的，施肥质量的好坏决定了果品的质量和产量。为提升果园生产效果，提高果品品质，推进产业升级发展，上海积极改造老果园，进行果园省力化种植模式应用推广，优化园地布局和树体结构[1]，同时引进国外、国内其他省市先进果园机械，大力推进果树机械化发展。

1 上海地区果园现状

1.1 栽种规模

上海地产瓜果产业经过近40 年的发展，产业面积趋于稳定，布局结构不断优化，区域特色渐具规模。截止到2021 年底，上海果园种植面积18.61 万亩（1 亩=0.0667 hm2）。桃、梨是上海主栽果树，主要分布于奉贤、浦东、金山、松江等区，其栽种面积合计达8.53 万亩，占比45.8%。

近年来，随着栽培技术的不断改进，上海地区果品品质不断提升,衍生出多个深受百姓喜爱的地产品牌产品，如梨家族“早生新水”“翠冠”，桃家族“皇母”“锦绣”“蜜露”等，品牌效应逐步显现，效益稳步提高。

1.2 种植模式

当前，上海果园正经历从传统开心形种植模式向宽行密植省力化栽培种植模式转型的阶段。传统的种植模式采用开心形树形，树形特点是有3 个主枝，主枝间夹角120°，主枝与主干间夹角60°，长成后树冠张开较大。宽行密植省力化栽培种植模式采用正Y 形（桃）或主干形树形（梨），正Y 形树形特点是有2 个主枝、反向延伸，主枝与主干形成Y字形状，主枝与主干之间的夹角在45°～60°之间；而主干形树体上只有1 个主干作为中心主枝，留有5～7 个主枝向四周生长。

不同树形适宜不同的园地布局。开心形树形由于其树冠较大，栽种时株行距定为4.0 m×5.0 m，当对主干形进行整形时，一般株行距可调整为2.5 m×4.0 m。正Y 形或主干形树形更具有扁平型，一般株行距定为2.5 m×5.0 m、2.0 m×4.0 m 或1.5 m×5.0 m。果园在实际生产过程中，会通过调整株行距、缩小行距或株距尺寸、增加栽种株树等，提高早期产量。

2 上海地区果园施肥技术要求

2.1 施肥方式

果园施肥方式主要有土壤施肥、水肥一体化、叶面喷施、注射施肥4 种类型。根据施肥原理的不同，可以分为叶面喷施、注射施肥、土壤施肥、水肥一体化、草肥覆盖5 种类型，其中，土壤施肥是将肥料施入土壤中由果树的根系从土壤中吸收，有撒施、沟施、穴施3 种方法。

上海地区果园施肥主要分为基肥与追肥2 个部分，多以土壤施肥形式实现。基肥施用时间跨度大，开始于初秋9 月，持续到次年1 月，因此也称为秋施基肥。秋施基肥是果树施肥种类中重要的基础环节，主要指有机肥的撒施，通过深施入土，为树体提供养分，给土壤培肥地力，同时完成栽培地面的疏松、保水保肥以及果树新根促发。通常每亩果园基肥施肥量为1～2 t。基肥施用最大的特点是深施、量大，通过土壤深翻进行施入，是典型的土壤施肥。上海地区果园一般采用开沟施肥的方式，即在果树树冠投影处开一定宽度、深度的条沟，施入肥料，一般用于较大行距和株距的成年树果园。此种方式可以使肥料与土壤充分接触，改良土壤的耕作层，切断果树深处根系，促使果树新根系发生；肥料深施还可以引根下扎，稳固树势。秋施基肥通常是先挖沟，再将肥料撒施于沟中，最后土壤回填沟平。

与基肥不同，追肥的特点是灵活，根据果树在不同时期表现出来的生长特点，有针对性地进行专用肥料的补给。追肥的主要目的是补充基肥的不足，满足果树不同生长阶段多样的营养需求。追肥方式多样，有土壤施肥、水肥一体化、叶面喷施等，土壤施肥可通过撒肥或埋肥完成。撒肥是将肥料撒于地表，配合浅翻和灌溉，一般用于根系布满整个地表的密植果园[2-3]。埋肥则是在果树附近挖坑，将肥料埋入即可。埋肥方式多由机具完成挖坑，人工撒施完成肥料埋施。

2.2 肥料种类

果园施用的肥料分为有机肥料、化学肥料和其他肥料，以有机肥料为主，其施肥量可以占到总施肥量80%以上。

有机肥料主要由饼肥、经腐熟的畜禽粪肥、土杂肥、作物秸杆等组成，化学肥料主要指氮、磷、钾三要素肥料以及微量元素肥料和复混肥等，其它肥料是指微生物肥料及叶面肥料。

3 上海地区果园施肥机械种类及使用情况

在秋施基肥时间段，实地调研上海奉贤地区桃、梨果园种植基地，发现不同形式的果园采用不同的施肥方式。未改造的老果园通常是开心形种植模式，果园机械作业空间小，所以秋季施肥采用环状沟方式，围绕果树四周人工挖环装沟进行施肥；而改造好的新果园多为宽行密植省力化栽培种植模式，果树行距大、株距小，机械作业空间充分，一般采用开沟机械或是专用开沟施肥进行条状开沟作业完成施肥。

3.1 施肥机械种类

当下，国外的果园施肥机械主要有液态施肥机、链式施肥机、圆盘撒肥机和犁式施肥机[4]。施肥机械的发展很大程度上依赖于开沟机的发展，形成了以链式开沟机、圆盘铣刀式开沟机和螺旋式开沟机为主，其他类型为辅的发展模式[5]。美国VERMEER公司生产的RT450 链式开沟机，采用静液压驱动系统，作业深度150 cm，作业宽度15～30 cm，能够适应多种田地且对大面积的果树种植有良好的开沟施肥效果[6]。意大利DMR-65 单圆盘旋转开沟机，拖拉机提供动力输出，开沟深度105 cm，圆盘铣刀式开沟机开沟阻力小、作业效率高，被大量使用在果树开沟施肥工作中。日本的农业机械化水平相对较高，针对小规模地块种植的特点，研制的机具以小型化为主，LT-800 链式开沟机，配套动力3.8 kW，整机结构紧凑，能够在丘陵山区果园低矮狭窄环境中作业，最大开沟深度80 cm、宽度27 cm[7]。

目前，国内果园施肥机械主要有螺旋施肥机、链式开沟施肥机、圆盘开沟施肥机、立式破土施肥机和振动施肥机等。国内施肥机械发展起步较晚，早期应用主要以引进为主，在国外研究的基础上改进以适合我国果园生产作业。近年来，我国水果产业的快速发展带动了企业高校、科研院所等对果园施肥机械的研究，研制出了多种机型，取得了一定的效果。山东农业大学和高密市益丰机械公司[8]联合研制的开沟施肥搅拌回填机，具有土肥混合功能，采用圆盘刀开沟形式，利用绞龙将搅拌过的土壤和肥料填入沟中，提高了肥料利用率。石河子大学毕新胜[9]研发的集开沟、施肥、覆土多功能于一体的开沟施肥机，由拖拉机提供输出动力，作业前调整好开沟参数，作业过程中通过调整施肥马达转速实现肥量调控[9]。浙江机电职业技术学院祝勇仁[10]设计的果园开沟深施肥机，由大中型柴油机提供动力，可以完成开沟、施肥、覆土等多项作业。该机具有沟型规范、抛土均匀、回土平整、开沟等优点，可以降低劳动强度，提升作业效率。山东农业大学张平平[11]研制的果树土肥搅拌精量控制施肥机，拖拉机提供输出动力，采用链式开沟刀，通过步进电机的转速控制排肥量，实现精量施肥，可一次性完成开沟、施肥和覆土。

虽然市场上的施肥机械种类丰富，但是仍然缺乏稳定、可靠且适用于宽行密植栽培模式的施肥机械。

3.2 作业效果

果园开沟施肥的作业工艺流程为：开沟→沟内排肥→覆土→镇压。根据不同的开沟形式，开沟施肥又分为环状沟施、条状沟施和放射状沟施3种[12-17]。

开沟施肥的特点是施肥深度大（≥30 cm），近根排肥易于果树吸收且施肥相对集中，有少施高效的优点，除此之外，开沟施肥还具有松土和修剪根系的作用，能促进树体生长和改良果园土壤水分状况，提高叶片的净光合速率和增加光合产物积累、提高果树的花量、产量和果实品质。下文以益丰2F-30B 型自走式多功能施肥机为例进行说明。

益丰2F-30B 型自走式多功能施肥机配套动力23.8 kW，全齿轮传动；采用橡胶履带底盘，行走时直线性和通过性较好，可原地转弯；整机（肥箱空载）质量750 kg，肥箱内配蛟龙机构，施肥深度20～35 cm，作业速度550～820 m/h（沙壤土550～2 000 m/h），具有开沟、施肥、覆土功能。作业时，手动将肥料加入肥箱，调整出肥口；启动机器，圆盘式开沟器入土进行开沟，蛟龙机构作业完成搅肥和排肥，刮板完成覆土作业；作业后，所开沟内有肥料、沟上有土，基本满足果园施肥基本要求，1 次作业完成3 道作业工序。