中國(guó)果園機(jī)械化發(fā)展概述

路超，聶佩顯，王來(lái)平，王金政，陶吉寒

(山東省果樹研究所，山東泰安 271000)

2018年2月，中國(guó)農(nóng)業(yè)部辦公廳、財(cái)政部辦公廳聯(lián)合發(fā)布的《2018-2020年農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼實(shí)施指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出，中央財(cái)政資金重點(diǎn)補(bǔ)貼糧棉油糖等主要農(nóng)作物生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)所需機(jī)具，兼顧畜牧業(yè)、漁業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、林果業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品初加工發(fā)展所需機(jī)具，力爭(zhēng)用3年左右時(shí)間著力提升糧棉油糖等主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化水平。果園機(jī)械化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重要組成部分，果園機(jī)械化將日益成為推廣果樹先進(jìn)生產(chǎn)管理技術(shù)的重要平臺(tái)，是果樹及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力量。

雖然近年來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化創(chuàng)造出令世界驚嘆的中國(guó)農(nóng)機(jī)速度，但總體來(lái)看果園機(jī)械化仍處于起步階段，果業(yè)生產(chǎn)仍屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，存在勞動(dòng)效率低、生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)力短缺等問(wèn)題。這與“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展需求還不同步，迫切需要提高果園機(jī)械化水平。

1 果園機(jī)械的類型

果園機(jī)械一般分為動(dòng)力機(jī)械和作業(yè)機(jī)械兩大類[1]。動(dòng)力機(jī)械如拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)等)、電動(dòng)機(jī)等。專用的果園拖拉機(jī)有兩種類型：一是體形較矮、重心低、轉(zhuǎn)彎半徑小，適用于果樹行間作業(yè)；二是具有1m以上的離地間隙，適用于跨越果樹行間作業(yè)。果園作業(yè)機(jī)械包括果樹苗圃機(jī)械、果樹栽植挖坑機(jī)、果園耕作機(jī)、果園割草機(jī)、果園施肥機(jī)、果園灌溉機(jī)、果樹修剪機(jī)、植物保護(hù)機(jī)、葡萄防寒埋藤機(jī)、果品采收機(jī)、果品分級(jí)清選機(jī)、農(nóng)用運(yùn)輸機(jī)等。

2 中國(guó)果園機(jī)械研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀

中國(guó)果園機(jī)械研發(fā)起步較晚、應(yīng)用時(shí)間較短。20世紀(jì)50年代開始推廣使用手動(dòng)噴霧器，60年代中期開始發(fā)展動(dòng)力噴霧機(jī)，70年代后，在引進(jìn)國(guó)外機(jī)械的同時(shí)，陸續(xù)研制成功果園中耕除草機(jī)、液壓剪枝升降平臺(tái)、果園風(fēng)送彌霧機(jī)(圖1)以及果品收獲機(jī)、果品分級(jí)清選機(jī)(圖2)等。2004年以來(lái)的10余年間，果園機(jī)械研發(fā)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，目前已經(jīng)研發(fā)出開溝機(jī)、挖坑機(jī)、埋藤防寒機(jī)、割草機(jī)、碎草機(jī)、偏置式深松振動(dòng)化肥施肥機(jī)、仿形剪梢機(jī)、懸掛式液壓仿形疏花疏果機(jī)、蘋果采摘機(jī)器人的末端執(zhí)行器、高效精細(xì)彌霧機(jī)、高架長(zhǎng)頁(yè)片防霜機(jī)、防寒土清除機(jī)、有機(jī)肥施肥系統(tǒng)、橡膠履帶拖拉機(jī)等機(jī)械設(shè)備的樣機(jī)[2-5]。

與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)果園機(jī)械化水平仍然落后。歐美以及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家果園生產(chǎn)的機(jī)械化程度非常高，大部分果園的土肥水管理、疏花疏果、整形修剪、病蟲害防治、災(zāi)害預(yù)防、果實(shí)采收和包裝運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。例如，疏花疏果機(jī)械有美國(guó)的長(zhǎng)齒耙盤裝置(Spiked Drum Shaker)和平行線玄疏花機(jī)(Stiring thinner)，法國(guó)的手持電動(dòng)疏花機(jī)(Electrolit)，德國(guó)的Darwin String Thinner等；果實(shí)采收機(jī)械有美國(guó)的Oxbo Harvester、DBR Harvest-assist System、self-propelled harvest system，加拿大的Munckh of Apple Harvester等多種機(jī)械；法國(guó)研發(fā)出利用生物散斑技術(shù)測(cè)量蘋果成熟度的機(jī)械；美國(guó)Hill & Daryl G研發(fā)出螺旋槳式驅(qū)鳥風(fēng)力機(jī)；新西蘭利用3D攝像技術(shù)結(jié)合夜視功能研發(fā)出葡萄樹剪枝機(jī)器人以及剪梢機(jī)。

3 中國(guó)果園機(jī)械研發(fā)與應(yīng)用存在的問(wèn)題

一是果園規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，果園機(jī)械化基礎(chǔ)差。目前大部分果園依然是一家一戶的傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)模式，存在地塊小且分散、地勢(shì)復(fù)雜、樹種多樣、機(jī)械作業(yè)空間小等問(wèn)題，不利于果園機(jī)械化的推廣和應(yīng)用。新模式、標(biāo)準(zhǔn)化的果園在推廣，但為數(shù)很少。

二是果園農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝學(xué)科相對(duì)獨(dú)立，缺乏綜合型人才。農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝分屬兩個(gè)不同學(xué)科，農(nóng)藝研究主要追求產(chǎn)量和品質(zhì)，為增加產(chǎn)量，農(nóng)藝部門研究出套作、間作、密植等多種多樣的種植模式，忽略了機(jī)械作業(yè)的適應(yīng)性，在一定程度上增加了機(jī)械化操作的難度。而農(nóng)機(jī)研制則針對(duì)不同的種植制度研究不同作業(yè)要求的機(jī)械，兩者結(jié)合研究的情況較少。只有將農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝有機(jī)結(jié)合，才能為農(nóng)作物生長(zhǎng)和生產(chǎn)研制出先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，創(chuàng)造出優(yōu)良的環(huán)境和條件。然而，既懂農(nóng)藝又懂農(nóng)機(jī)的綜合型人才少之又少。

三是產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后機(jī)械的發(fā)展不平衡，使農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)不連貫。目前，在果業(yè)生產(chǎn)中，除了耕作、灌溉、植保的作業(yè)機(jī)具較成熟，機(jī)械化程度相對(duì)較高外，其它如果樹施肥、授粉、修剪、套袋摘袋、果實(shí)采收等環(huán)節(jié)的機(jī)械，要么缺乏，要么機(jī)械化程度不高，嚴(yán)重制約著果園機(jī)械化的進(jìn)程。

四是農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的示范基地較少，輻射效果較差。

4 發(fā)展對(duì)策

第一，堅(jiān)持農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)相結(jié)合的基本原則。從中國(guó)果業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況出發(fā)，果業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械化作業(yè)相結(jié)合，發(fā)展果園機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)，系統(tǒng)全面地開展產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的機(jī)械應(yīng)用研究與示范推廣工作。

圖1 果園風(fēng)送彌霧機(jī)

圖2 櫻桃分級(jí)清選機(jī)

第二，進(jìn)一步加大科研投入，整合農(nóng)藝學(xué)科與農(nóng)機(jī)學(xué)科，培養(yǎng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝綜合型人才。

第三，加大政策扶持力度，實(shí)施多種優(yōu)惠政策，設(shè)立果園機(jī)械專項(xiàng)補(bǔ)貼，充分調(diào)動(dòng)果農(nóng)主動(dòng)購(gòu)買農(nóng)機(jī)的積極性，做大市場(chǎng)，刺激農(nóng)機(jī)企業(yè)的快速發(fā)展。

第四，大力開展果園農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的知識(shí)講座和技術(shù)培訓(xùn)，積極引導(dǎo)有實(shí)力的企業(yè)建設(shè)農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)相結(jié)合的高標(biāo)準(zhǔn)的示范園區(qū)，輻射帶動(dòng)周邊果業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化進(jìn)程。