設(shè)施蔬菜基地機(jī)耕整地農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)

魏安民 何圣米

導(dǎo)讀：以嘉心菜有機(jī)農(nóng)業(yè)園區(qū)設(shè)施、農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝三者融合在設(shè)施蔬菜種植中的實(shí)踐運(yùn)用為例，介紹了蔬菜設(shè)施宜機(jī)化規(guī)劃，設(shè)施蔬菜機(jī)耕整地環(huán)節(jié)農(nóng)機(jī)選型，機(jī)耕整地農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立等，為設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基地的種植機(jī)械化應(yīng)用提供參考。

起壟覆膜一體機(jī)

受農(nóng)村人口老齡化和機(jī)械化整體水平低的影響，蔬菜生產(chǎn)的勞動力成本以每年17%的速度上漲，2015年，蔬菜生產(chǎn)的勞動力成本已經(jīng)占到其生產(chǎn)總成本的一半以上[1]。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的持續(xù)推進(jìn)，設(shè)施蔬菜發(fā)展迅速，面積逐年增加，機(jī)械化是解決設(shè)施蔬菜“用工難、用工貴”的有效途徑?，F(xiàn)階段，我國設(shè)施蔬菜種植機(jī)械化整體水平較低，主要是蔬菜設(shè)施、農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝三者融合受設(shè)施結(jié)構(gòu)、蔬菜品種和農(nóng)藝等因素制約。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合度不足成為蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的瓶頸已成為行業(yè)共識，我國設(shè)施園藝面積中設(shè)施蔬菜占比95%以上，設(shè)施園藝機(jī)械化水平約在35%[2，3]。2019年12月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理司于浙江湖州召開全國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化推進(jìn)會，會議提出，到2025年以塑料大棚、日光溫室和連棟溫室為主的設(shè)施總面積穩(wěn)定在200萬hm2以上，設(shè)施栽培機(jī)械化水平總體達(dá)到50%以上，著力推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備與種養(yǎng)工藝、工程設(shè)施融合發(fā)展，推動設(shè)施農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展。作者以嘉心菜有機(jī)農(nóng)業(yè)園區(qū)在園區(qū)機(jī)耕整地環(huán)節(jié)蔬菜設(shè)施宜機(jī)化規(guī)劃、設(shè)施蔬菜農(nóng)機(jī)選型，以及農(nóng)機(jī)適應(yīng)農(nóng)藝，農(nóng)藝適合農(nóng)機(jī)的實(shí)踐為基礎(chǔ)，探討“設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、種植農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)施作業(yè)機(jī)械化”，緩解設(shè)施蔬菜生產(chǎn)“用工難、用工貴”難題。

1 蔬菜設(shè)施宜機(jī)化規(guī)劃

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的不斷改進(jìn)，早期建設(shè)的中小型塑料拱棚逐步被淘汰，以8 m及以上跨度為主的單體塑料大棚、連棟大棚開始推廣。在實(shí)際蔬菜基地規(guī)劃建設(shè)中，蔬菜設(shè)施除了需要滿足一定的“抗風(fēng)雪、降保溫、防暴雨、減病蟲”等功能外，還必須考慮設(shè)施的宜機(jī)化。

表2 8 m寬蔬菜設(shè)施大棚撒肥車主要機(jī)械參數(shù)

1.1 路、溝、渠、機(jī)庫的宜機(jī)化

為方便農(nóng)機(jī)通行、作業(yè)、停放、維修維護(hù)，蔬菜基地應(yīng)在路、溝、渠、機(jī)庫的設(shè)置方面充分考慮農(nóng)機(jī)的特點(diǎn)和需求[2，3]。考慮蔬菜種植種類繁多、農(nóng)藝復(fù)雜、更換機(jī)具頻繁，機(jī)庫一般選擇在基地的中心位置，場地地勢較高，不能積水，四周道路通暢，作業(yè)通行覆蓋整個(gè)基地半徑基本一致，以有效降低農(nóng)機(jī)無效通行時(shí)間；機(jī)庫面積根據(jù)基地規(guī)模、機(jī)具數(shù)量、機(jī)具更換、維修保養(yǎng)、進(jìn)出方便等原則而定，一般不少于2 000 m2。路、溝、渠的規(guī)劃建設(shè)原則主要是滿足機(jī)械化作業(yè)的安全性和蔬菜農(nóng)藝要求的溝渠排水及時(shí)性；機(jī)耕路寬度要求2 m以上，水泥或?yàn)r青澆筑，承重3.5 t以上，路面兩邊各有至少50 cm的緩沖，每隔一定距離設(shè)置農(nóng)機(jī)會車緩沖區(qū)，路口轉(zhuǎn)彎考慮農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑；機(jī)耕路面比設(shè)施田塊低10～15 cm，形成緩坡，避免路面積水進(jìn)入設(shè)施內(nèi)和保障農(nóng)機(jī)進(jìn)出設(shè)施時(shí)的安全，溝渠面比設(shè)施田塊低15～20 cm，以利于及時(shí)排水，連接機(jī)耕路與設(shè)施田塊的下田坡橫跨溝渠，寬度與設(shè)施門一致，承重3.5 t以上，坡面澆筑紋路，避免打滑。

1.2 大棚設(shè)施的宜機(jī)化

“門難進(jìn)、頭難掉、彎難轉(zhuǎn)、邊難耕”是目前很多設(shè)施大棚機(jī)械作業(yè)所面臨的尷尬問題。門太小、高度矮、跨度小、立柱多的溫室（大棚）限制了大中型機(jī)械的運(yùn)行[2]。以普遍采用的GP832型或GP825型鋼管單體大棚為例，原大棚寬8 m、高3.5 m，首端中間設(shè)置作業(yè)移門，門寬1.8～2.0 m，尾端作業(yè)移門門寬0.9～1.0 m，棚肩高1.4～1.5 m，長度不一，不便于機(jī)械進(jìn)出作業(yè)。因此，建造大棚設(shè)施時(shí)，保持棚寬8.0 m、高3.5 m，在不降低原有抗風(fēng)雪災(zāi)強(qiáng)度的同時(shí)，為便于機(jī)械化作業(yè)，于大棚首尾兩端面中間設(shè)置作業(yè)移門，門寬2.0～2.2 m，農(nóng)機(jī)由棚頭進(jìn)、棚尾出，解決中型機(jī)械“門難進(jìn)、頭難調(diào)、彎難轉(zhuǎn)”的問題；棚肩高改為1.5～1.6 m，解決“邊難耕”的問題；大棚長度60 m以上，考慮棚內(nèi)蔬菜通風(fēng)、降保溫、除濕等農(nóng)藝需要，以60～80 m為宜；也可在大棚頂部設(shè)置天窗，實(shí)現(xiàn)對塑料大棚中上層溫度的有效調(diào)節(jié)[4]，增加大棚長度，提高設(shè)施內(nèi)農(nóng)機(jī)作業(yè)效率。

2 引進(jìn)設(shè)施蔬菜機(jī)耕整地機(jī)械

機(jī)耕整地的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化是蔬菜全程機(jī)械化的基礎(chǔ)[5]。蔬菜設(shè)施經(jīng)宜機(jī)化規(guī)劃建設(shè)后，仍會受棚室空間環(huán)境的限制，決定了宜選擇操作勞動強(qiáng)度小、適合設(shè)施內(nèi)作業(yè)的中小型機(jī)械。以嘉心菜有機(jī)農(nóng)業(yè)園區(qū)8 m寬單體大棚宜機(jī)化設(shè)施農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合實(shí)踐為例，采用雷沃M604L大棚王拖拉機(jī)+后置三點(diǎn)懸掛為牽引動力，該拖拉機(jī)長3 136 mm、寬1 350 mm、高1 420 mm，整機(jī)質(zhì)量1 350 kg，標(biāo)定功率44.2 kW，額定牽引動力6 kN（1 N=1 kg·m/s2），可配套滅茬、清園、翻耕、起壟、覆膜和旋耕起壟覆膜一體機(jī)等多種農(nóng)機(jī)（表1、2），換機(jī)裝配簡單、機(jī)手坐臥駕駛、動力足、機(jī)手勞動強(qiáng)度小。

表1 8 m寬蔬菜設(shè)施大棚機(jī)耕整地主要機(jī)械參數(shù)

3 機(jī)耕整地農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 機(jī)耕整地機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

機(jī)耕整地質(zhì)量關(guān)系到后續(xù)蔬菜生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化的推進(jìn)。制訂機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要綜合考慮各機(jī)械參數(shù)、土質(zhì)條件、棚內(nèi)土地利用率、蔬菜栽培中各環(huán)節(jié)農(nóng)藝要求、清潔生產(chǎn)要求、機(jī)手操作難易程度等因素，實(shí)踐中要多次試驗(yàn)、跟蹤、驗(yàn)證（表3）。

表3 8 m棚設(shè)施蔬菜機(jī)耕整地機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.2 機(jī)耕整地農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)

從提高作業(yè)效率和質(zhì)量的角度，制訂簡化規(guī)范、完整統(tǒng)一的種植農(nóng)藝要求，形成適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)的種植技術(shù)體系[2]。機(jī)耕整地農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的關(guān)鍵是在機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上針對不同蔬菜品種調(diào)整農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)，以適合農(nóng)機(jī)作業(yè)。應(yīng)以壟面寬度為核心，便于后期田間管理為原則，最大化地利用棚內(nèi)土地，確定各品種蔬菜種植壟行數(shù)、株距、行距，并盡量將農(nóng)藝相近的品種歸類、簡化，形成農(nóng)機(jī)農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)化種植體系，以具有推廣應(yīng)用的廣泛性。以嘉心菜有機(jī)農(nóng)業(yè)園區(qū)種植的部分蔬菜品種為例，綜合考慮氣候、病蟲害綠色防控、棚內(nèi)通風(fēng)換氣等農(nóng)藝需要，制訂了8 m棚設(shè)施農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合標(biāo)準(zhǔn)（表4）。

表4 8 m棚設(shè)施蔬菜農(nóng)機(jī)農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)束語

提升蔬菜機(jī)械化水平是一個(gè)系統(tǒng)工程，需多學(xué)科知識和多部門聯(lián)合協(xié)同創(chuàng)新，以經(jīng)濟(jì)適用的裝備技術(shù)為支撐，建設(shè)完備先進(jìn)的園區(qū)、方便作業(yè)的設(shè)施、規(guī)范的栽培模式、適宜的機(jī)具配置、統(tǒng)一的作業(yè)質(zhì)量要求[6]。近幾年我國蔬菜機(jī)械化發(fā)展緩慢，推進(jìn)過程中農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合少，適用裝備配套難，“無機(jī)可用、無好機(jī)用、有機(jī)難用”現(xiàn)象還普遍存在[7]。從國內(nèi)蔬菜種植耕、種、管、收及采后處理機(jī)械化水平來看，機(jī)械化程度最高的是機(jī)耕整地、灌溉和運(yùn)輸，通用性強(qiáng)、適用機(jī)械多、機(jī)械化水平80%以上[6]，工廠化穴盤育苗與機(jī)械移栽的農(nóng)藝融合、育苗移栽與機(jī)械采收的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合基本處于研發(fā)、試驗(yàn)階段，也是我國蔬菜機(jī)械化發(fā)展最大的2個(gè)短板，這需要政府主管部門頂層設(shè)計(jì)發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)研究機(jī)構(gòu)加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)制訂指導(dǎo)、裝備制造廠商協(xié)同創(chuàng)新科研攻關(guān)、培育農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)組織加大推廣力度，更需要農(nóng)技管理人員經(jīng)常關(guān)注國內(nèi)蔬菜種植育苗與移栽、栽培與收獲等機(jī)械化示范、推廣情況，引進(jìn)合適的機(jī)械，系統(tǒng)建立種前、種后、收獲各環(huán)節(jié)融合的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)體系。

激光平地機(jī)露地作業(yè)