以“農(nóng)藝-農(nóng)機(jī)-設(shè)施”深度融合推動(dòng)設(shè)施園藝高效發(fā)展

吳一聞

摘? ? 要：近年來，在科學(xué)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新優(yōu)化的背景下，農(nóng)村建設(shè)水平也顯著上升，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度逐漸增強(qiáng)，在一定程度上為農(nóng)業(yè)的發(fā)展注入了活力。將農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)和設(shè)施深度融合，以設(shè)施園藝為對(duì)象，通過構(gòu)建有效措施，致力于實(shí)現(xiàn)我國設(shè)施園藝的高效發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藝;農(nóng)機(jī);設(shè)施;融合;設(shè)施園藝;高效發(fā)展

文章編號(hào)： 1005-2690（2021）06-0047-02? ? ? ?中國圖書分類號(hào)： S62? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

設(shè)施園藝，指的就是在帶有可控性特點(diǎn)的環(huán)境條件下，高效利用塑料大棚和溫室相關(guān)設(shè)施，科學(xué)結(jié)合相應(yīng)的工程技術(shù)手段，以花卉、水果和蔬菜等作為目標(biāo)，構(gòu)建栽培農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的活動(dòng)。自1980年以來，無論是設(shè)施園藝的規(guī)模還是面積，都呈現(xiàn)出了令人矚目的增長態(tài)勢(shì)。設(shè)施園藝的發(fā)展，在一定程度上解決了我國冬春季節(jié)蔬菜、水果供應(yīng)不足的難題，同時(shí)為供給品種的豐富度作出了一定的貢獻(xiàn)。

嚴(yán)格來說，設(shè)施園藝屬于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量的資金和技術(shù)支持，但在設(shè)施園藝的發(fā)展階段，受城市化進(jìn)程的影響，農(nóng)村人口開始向城市流動(dòng)，留在農(nóng)村的人口數(shù)量持續(xù)減少，且多為老齡人群。另外，相比于國外發(fā)達(dá)國家，我國設(shè)施園藝機(jī)械化整體水平不盡如人意，大部分的設(shè)施園藝作業(yè)工序仍然依靠人力，整體生產(chǎn)效率不高。但需要明確的是，目前我國蔬菜和水果等生產(chǎn)階段的相關(guān)勞動(dòng)力成本卻在顯著增長，截至2015年，蔬菜和水果生產(chǎn)階段總計(jì)的勞動(dòng)力成本已經(jīng)高達(dá)總成本的1/2以上，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)開始衍生出用工貴、雇工難問題，制約著新時(shí)期我國設(shè)施園藝事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步[1]。

近年來，我國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)裝備呈現(xiàn)出一定的先進(jìn)性，但截至目前，大多數(shù)機(jī)械仍然存在功能單一、適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，故設(shè)施園藝的生產(chǎn)者為高效完成相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)，不得不采購多種類型的生產(chǎn)機(jī)器，不僅加大了經(jīng)濟(jì)壓力，且由于大多數(shù)的生產(chǎn)機(jī)器具有較長的閑置時(shí)間，也為機(jī)器設(shè)備的運(yùn)維工作提出了挑戰(zhàn)。另外，大多數(shù)設(shè)施園藝機(jī)器設(shè)備和相關(guān)工具等普遍是在簡單的改造后才運(yùn)用到設(shè)施內(nèi)部，故適應(yīng)性不盡如人意，同時(shí)在機(jī)具作業(yè)安全性、耐久性和可靠性方面，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際先進(jìn)水平。

此外，在設(shè)施園藝發(fā)展階段，還面臨著最為關(guān)鍵的問題，就是現(xiàn)階段我國農(nóng)藝設(shè)施結(jié)構(gòu)和相關(guān)措施無法滿足農(nóng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行。以日光溫室為例，在溫室具體運(yùn)行階段，為滿足蔬菜、作物日光需求，普遍應(yīng)用南北向種植方式，因此在運(yùn)用起壟、移栽等機(jī)具時(shí)，為滿足作業(yè)要求，需要通過多次掉頭轉(zhuǎn)壟，進(jìn)而影響作業(yè)質(zhì)量和效率。同時(shí)，由于大部分日光溫室的面積有限，壟間間距窄小，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)作業(yè)帶有一定的困難，故在日光溫室內(nèi)作業(yè)階段，作業(yè)機(jī)械“門難進(jìn)、邊難耕、頭難掉”現(xiàn)象普遍存在。

1? ?農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)與設(shè)施深度融合的園藝生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)施蔬菜、水果生產(chǎn)系統(tǒng)帶有完整性色彩，其構(gòu)成要素之間存在既依存又影響、既促進(jìn)又制約的關(guān)系，由此可見，機(jī)械化、栽培模式和設(shè)施結(jié)構(gòu)三者緊密相連，存在農(nóng)機(jī)與設(shè)施為農(nóng)藝服務(wù)、農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)和設(shè)施相適應(yīng)的關(guān)系。為此，本文在農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)與設(shè)施深度融合的背景下，構(gòu)建了園藝生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和思路，從系統(tǒng)角度出發(fā)，致力于消除農(nóng)機(jī)設(shè)備運(yùn)用階段的制約因素，進(jìn)而最大限度地強(qiáng)化設(shè)施園藝的機(jī)械化程度，最終達(dá)到緩解勞動(dòng)力緊張的目標(biāo)，推動(dòng)設(shè)施園藝高效穩(wěn)定地發(fā)展。

總體來說，思路體現(xiàn)于3方面：一是構(gòu)建與機(jī)械化相契合的標(biāo)準(zhǔn)化栽培模式，二是選擇合適的農(nóng)機(jī)設(shè)備，三是進(jìn)行方便機(jī)械操作的園藝設(shè)施設(shè)計(jì)工作[2]。

2? ?日光溫室蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化水平提升措施

在日光溫室蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行階段，存在兩大方面的問題，即農(nóng)機(jī)與設(shè)施間、農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝間的矛盾關(guān)系，影響著日光溫室內(nèi)部機(jī)械化生產(chǎn)水平的提升。從表面上看，日光溫室的不足是受設(shè)施結(jié)構(gòu)和農(nóng)機(jī)設(shè)備矛盾的影響，但在深入研究和分析后可以發(fā)現(xiàn)，日光溫室的不足本質(zhì)上還是在于農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)之間存在的矛盾問題。簡而言之，就是農(nóng)業(yè)機(jī)具尺寸過大，無法滿足日光溫室南北向種植的要求。因此，相關(guān)部門和技術(shù)人員要側(cè)重于該項(xiàng)矛盾的解決，從根本上改變“門難進(jìn)、邊難耕、頭難調(diào)”問題，最終達(dá)成日光溫室機(jī)械化水平提升的目標(biāo)[3]。

但需要注意的是，機(jī)具尺寸過大問題，在現(xiàn)階段并沒有有效措施能夠解決，故相關(guān)技術(shù)人員要從南北向種植問題的解決著手，將南北向種植改為東西向種植，可構(gòu)建詳細(xì)方案為“東西向栽培技術(shù)+改進(jìn)的日光溫室+適宜的農(nóng)機(jī)裝備”。

首先，在農(nóng)藝層面上，將日光溫室的種植壟向科學(xué)地進(jìn)行變更;其次，在設(shè)施層面上，利用先進(jìn)的技術(shù)構(gòu)建出新型的農(nóng)機(jī)進(jìn)出通道，進(jìn)而使農(nóng)機(jī)設(shè)備能夠高效率、高質(zhì)量地完成相關(guān)作業(yè)活動(dòng)[4]。截至目前，我國研發(fā)的廣泛應(yīng)用于塑料大棚種植活動(dòng)的農(nóng)機(jī)，已經(jīng)能夠完美地應(yīng)用于東西壟向的日光溫室種植活動(dòng)中，例如旋耕機(jī)、移栽機(jī)等。在應(yīng)用該項(xiàng)方案后，日光溫室內(nèi)部作物的單位面積產(chǎn)量雖然沒有發(fā)生改變，但機(jī)械化生產(chǎn)效率大為提升，機(jī)械化生產(chǎn)覆蓋面也顯著拓寬，同時(shí)在該項(xiàng)方案實(shí)施的基礎(chǔ)上，日光溫室內(nèi)的土地利用率也有所增加、人工成本有所減少，在一定程度上也提高了經(jīng)濟(jì)效益[5]。

3? ?宜機(jī)化塑料大棚的構(gòu)建措施

為提升我國南方區(qū)域塑料大棚的機(jī)械化程度，本研究研發(fā)了一種宜機(jī)化的塑料大棚，其不僅能夠?qū)C(jī)械化水平提升到88%，還能夠顯著減少人工成本投入，減輕生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，具體的宜機(jī)化塑料大棚設(shè)計(jì)方案如下。

3.1? ?契合機(jī)械化要求標(biāo)準(zhǔn)栽培模式的打造

相關(guān)研究活動(dòng)已經(jīng)證實(shí)，若單純地追求農(nóng)機(jī)裝備的優(yōu)化創(chuàng)新而契合農(nóng)藝的實(shí)際需求，需要較高的成本投入，且效果不盡如人意。因此，本項(xiàng)研究結(jié)合權(quán)威專家的意見后，首先以番茄作業(yè)的栽培為研究對(duì)象，對(duì)其栽培工藝進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，進(jìn)而使栽培工藝能夠和農(nóng)機(jī)設(shè)備作業(yè)需求完美契合。在具體的番茄栽培階段設(shè)置壟向時(shí)，要將塑料大棚的長度和方向納入考慮范圍，以免農(nóng)機(jī)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)階段頻繁調(diào)頭。其次，開展科學(xué)的調(diào)研活動(dòng)，全面收集塑料大棚作業(yè)階段所應(yīng)用農(nóng)機(jī)裝備的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而初步確定壟型尺寸，以保證各項(xiàng)農(nóng)機(jī)裝備能夠高效化運(yùn)行。最后，基于壟型實(shí)際情況，應(yīng)用單行定植和雙向吊蔓方式開展栽培活動(dòng)，并科學(xué)設(shè)定株距、種植密度等[6]。

3.2? ?篩選合適的農(nóng)業(yè)機(jī)具

一般來說，番茄栽培可分為4個(gè)階段的流程，即耕地整地、起壟、移栽和管理。

首先，在耕地整地階段，番茄栽培人員要適當(dāng)深翻土壤，進(jìn)而改變土壤結(jié)構(gòu)，使其更符合番茄的生長要求，進(jìn)而達(dá)成增產(chǎn)目標(biāo)。一般來說，可采用45 kW左右的拖拉機(jī)和蔬菜深松機(jī)，確保耕地整地深度達(dá)到40 cm以上。

其次，在起壟環(huán)節(jié)中，可應(yīng)用多功能田園管理機(jī)，科學(xué)、高效地完成各項(xiàng)作業(yè)活動(dòng)。

再次，在移栽環(huán)節(jié)，則要遵循番茄栽培模式的具體要求，選擇型號(hào)合適的原地調(diào)頭移栽機(jī)，進(jìn)而圓滿完成番茄移栽作業(yè)。

最后，在管理工作階段，要綜合考慮軌道式運(yùn)輸車的應(yīng)用環(huán)境，針對(duì)性構(gòu)建履帶式多功能作業(yè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)輸方式對(duì)人工工作模式的取代，最終高效完成物料運(yùn)輸作業(yè)，在一定程度上節(jié)約了人力成本。同時(shí)，基于履帶式多功能作業(yè)平臺(tái)的特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)階段，還可結(jié)合噴頭和藥箱設(shè)備，以遠(yuǎn)程視頻方式實(shí)現(xiàn)遙控打藥操作，達(dá)成“人機(jī)分離”式植保目標(biāo)，一定程度上減少了農(nóng)藥和勞動(dòng)人員的接觸，保障了勞動(dòng)人員的生命健康[7]。

3.3? ?宜機(jī)化塑料大棚的設(shè)計(jì)

在完成農(nóng)藝的創(chuàng)新優(yōu)化、農(nóng)機(jī)的合理選擇后，即可確定大棚各個(gè)構(gòu)成部分的最小空間參數(shù)，進(jìn)而為后續(xù)宜機(jī)化塑料大棚的設(shè)計(jì)工作提供經(jīng)驗(yàn)參照。本文的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案如下。

一是將塑料大棚的方向設(shè)置為南北向，以實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的高度利用。

二是將番茄栽培壟數(shù)設(shè)定為5壟，并確保大棚內(nèi)部接近側(cè)墻的壟溝與塑料大棚的邊緣位置保持一定的安全距離，進(jìn)而使履帶式多功能平臺(tái)能夠圓滿運(yùn)行。

三是為滿足人、機(jī)作業(yè)高度需求，要科學(xué)確定塑料大棚肩高和脊高。

四是增加相關(guān)抗風(fēng)構(gòu)造，完成宜機(jī)化塑料大棚的剖面設(shè)計(jì)。

五是為滿足農(nóng)機(jī)裝備進(jìn)出需求，將塑料大棚山墻設(shè)計(jì)為雙軌道三重推拉門，同時(shí)在室內(nèi)張掛保溫幕布，確保塑料大棚保溫性能良好[8]。

參考文獻(xiàn)：

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[ 8 ] 陳建強(qiáng).浙江省農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)路線[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2015（4）：6-10.