設(shè)施蔬菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用探析

顧旭東 程玉龍 陳東海

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，農(nóng)業(yè)用工難、用工貴的問題凸顯，依靠投入大量人力來提升經(jīng)濟(jì)效益的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式以及低質(zhì)量、低水平的機(jī)械化作業(yè)模式已不適應(yīng)當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展需要。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須從勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，而設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)正是先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備和技術(shù)集成的重點領(lǐng)域[1]。本文選定辣椒和西蘭花2 種作物，在設(shè)施大棚內(nèi)開展全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用，不斷優(yōu)化農(nóng)機(jī)具配置方案，做好各環(huán)節(jié)間農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)配套銜接，為設(shè)施蔬菜全程機(jī)械化生產(chǎn)裝備技術(shù)的推廣應(yīng)用提供借鑒。

1 技術(shù)路線

全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)路線如下：

機(jī)械化穴盤育苗（精密播種機(jī)或育苗流水線）→機(jī)械化凈園（重型旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)或旋耕滅茬整平機(jī)）→機(jī)械化施肥（手推式或懸掛式施肥機(jī)）→機(jī)械化耕地（懸掛式或遙控履帶自走式旋耕機(jī)）→機(jī)械化起壟（懸掛式起壟機(jī)）→機(jī)械化移栽（半自動或全自動兩行移栽機(jī)）→機(jī)械化植保（履帶自走式噴霧機(jī)）→人工采收＋機(jī)械化搬運（履帶自走式運輸機(jī)）→蔬菜殘體處理（重型旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)或旋耕滅茬整平機(jī)）。

2 全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

選定辣椒和西蘭花2 種作物在連棟大棚和8 m 寬的標(biāo)準(zhǔn)拱棚內(nèi)開展全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用研究。種植行距、株距均為50 cm。棚內(nèi)田塊地表平整，通風(fēng)、噴滴灌等配套設(shè)施齊全，在棚內(nèi)中間位置保留1 m 寬的空白地帶，作為機(jī)具作業(yè)通道。

2.1 育苗

培育生長均勻、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的幼苗是蔬菜生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，不僅便于育苗期的集中管理，而且能夠提高蔬菜復(fù)種指數(shù)和土地利用效率[2]。目前主要以穴盤育苗為主。按照吸種工作部件結(jié)構(gòu)形式的不同，育苗播種機(jī)械可分為針吸式、滾筒式和蓋板式三類；按照自動化程度不同，育苗播種機(jī)械可分為全自動育苗播種流水線和半自動育苗設(shè)備。2BS-QJ 氣吸式精密播種機(jī)是一種針吸式的半自動育苗設(shè)備，能夠確保播種一穴一粒，且能將種子播于穴盤穴孔中央位置，不重播、不漏播。該機(jī)需要在一定量的人工輔助下完成拌基質(zhì)、裝盤、播種、覆土、浸水及遮陽等工作，適合小批量的精密育苗播種，氣吸式針頭可根據(jù)不同蔬菜品種進(jìn)行調(diào)換。

2.2 凈園

凈園是設(shè)施蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)的第一個環(huán)節(jié)。凈園有兩種方式：地表粉碎和粉碎埋茬。Action740 兩輪微耕機(jī)配套60 cm 幅寬重型旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)能很好地將辣椒、西蘭花等作物藤蔓進(jìn)行粉碎并覆蓋于地表，但機(jī)具作業(yè)幅寬較小，不易將整壟兩行植株全部喂入，且機(jī)具作業(yè)速度較慢，作業(yè)效率不高，適宜于小田塊機(jī)械化生產(chǎn)。JT-GMR150A 旋耕滅茬整平機(jī)配套404 大棚王拖拉機(jī)作業(yè)，不僅能將整壟兩行植株全部喂入、粉碎，而且能將粉碎后的藤蔓直接還田，具有行駛速度快、作業(yè)效率高等優(yōu)點，適宜于在大田塊大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)中使用。

2.3 施肥

根據(jù)所施肥料的不同，施肥機(jī)械可分為顆粒肥撒肥機(jī)和粉肥撒肥機(jī)等類型。大棚王拖拉機(jī)配套佐佐木CFC 型撒肥機(jī)適用于撒施顆粒狀復(fù)合肥，擺臂式撒肥機(jī)構(gòu)在設(shè)計上模仿人手的撒施動作往復(fù)擺動，撒肥均勻。作業(yè)時，根據(jù)地塊大小，可選配200-750 L 四種規(guī)格的肥箱。MSX650M 型自走乘坐式有機(jī)肥撒肥機(jī)可用于撒施粉狀有機(jī)肥，施肥作業(yè)幅寬可在1.2～2.5 m 范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，且具有自動取肥功能，作業(yè)輕便高效。

2.4 耕整地

耕整地環(huán)節(jié)一般有耕地和整地兩道工序。1GZ-120 型遙控履帶自走式旋耕機(jī)小巧靈活，操作簡單，具有機(jī)械、遙控兩套操縱系統(tǒng)，可實現(xiàn)手自一體化操作，在狹小、低矮的棚內(nèi)空間尤為適用。該機(jī)型降低了操作人員勞動強(qiáng)度，人機(jī)分離的智能化作業(yè)模式更大程度上保證了操作人員人身安全，基本解決了狹小、低矮大棚內(nèi)難以開展機(jī)械化作業(yè)及操作人員易受有害氣體傷害的難題，實現(xiàn)了高水平、高質(zhì)量的機(jī)械化作業(yè)。

YTLM-110 型起壟覆膜機(jī)是集開溝、起壟、整平等多功能于一體的設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備，是當(dāng)前設(shè)施蔬菜、瓜果種植較為適宜的起壟作業(yè)裝備，具有作業(yè)效率高、配套動力技術(shù)要求低等優(yōu)點，符合蘇州市農(nóng)業(yè)園區(qū)的發(fā)展需要。YTLM-110 型起壟覆膜機(jī)主要有旋耕碎土和起壟整形兩部分組成，可調(diào)部件主要有圓盤犁、拖板以及鎮(zhèn)壓輥等。安裝在起壟機(jī)前端兩側(cè)的圓盤犁，用于將土向中間翻起，以形成壟體，使用前應(yīng)將其調(diào)整至合適的深度與角度。拖板高度調(diào)節(jié)器用于控制起壟高度。壓輥高度調(diào)節(jié)器用于控制壓輥壓實的力度，可根據(jù)種植作物農(nóng)藝要求進(jìn)行調(diào)整。

2.5 移栽

移栽作業(yè)是茄果類、結(jié)球類蔬菜生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)對蔬菜移栽機(jī)械的研究與應(yīng)用呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢，出現(xiàn)了較多的蔬菜移栽機(jī)類型。按照移栽行數(shù)來分，有單行、雙行及多行移栽機(jī)；按照喂苗方式來分，有人工投遞和自動取苗移栽機(jī)；按照動力配置來分，有自走式、懸掛式和牽引式移栽機(jī)；按照動力類型來分，有汽油或柴油式、電動式及油電混合式移栽機(jī)；按照駕駛方式來分，有乘坐式和步進(jìn)式移栽機(jī)。蔬菜移栽機(jī)種類較多，但機(jī)具銷售價格普遍較高。2ZY-2A（PVHR2-E18）蔬菜移栽機(jī)是一種半自動蔬菜移栽機(jī)，可實現(xiàn)30～60 cm 范圍內(nèi)9 級株距調(diào)整和0～60 mm 范圍內(nèi)15 級移栽深度調(diào)整，行距調(diào)整則需要上下配合，保證落苗能進(jìn)入鉗夾中心。整機(jī)在作業(yè)過程中操作簡便，性能可靠，行駛穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，栽植合格率在87%以上，與育苗、耕整環(huán)節(jié)配套性較好，可滿足多種作物的移栽作業(yè)要求。該機(jī)可減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)省人工，提高經(jīng)濟(jì)效益。2ZS-2(VP245B)型全自動蔬菜缽苗移栽機(jī)采用自動取投苗、缽苗整體移栽方式，作業(yè)過程中僅需1 人操作，能夠自主實現(xiàn)“取苗—喂苗—開溝—定植—覆土—壓實”6 道工序的機(jī)械化作業(yè)，栽植株距在5～52 cm 范圍內(nèi)20 級可調(diào)，適宜壟上移栽和平地移栽，每小時可移栽0.2 hm2左右秧苗，不僅能夠大幅度提高生產(chǎn)效率，而且能有效解決蔬菜移栽中用工難、用工貴、勞動強(qiáng)度大和秧苗栽植不均勻等難題。

2.6 植保

設(shè)施蔬菜植保作業(yè)采用3WZF-400A 履帶自走式風(fēng)送噴霧機(jī)和3WZP-300A 履帶自走式噴桿噴霧機(jī)。均采用4 檔作業(yè)，行駛速度為1.9～2.0 km/h。其中：風(fēng)送噴霧機(jī)作業(yè)幅寬較大，風(fēng)送藥液穿透能力較強(qiáng)；噴桿噴霧機(jī)作業(yè)幅寬與拱棚寬度較為接近，且為定向精準(zhǔn)噴灑，作業(yè)時行走于棚內(nèi)中間位置的作業(yè)通道[3]。3WZF-400A 履帶自走式風(fēng)送噴霧機(jī)采用液力霧化并由氣流輔助噴霧，霧滴經(jīng)液力與風(fēng)力二次霧化，直徑在150μm 左右，噴霧均勻度高，霧化效果好，每平方厘米可分配數(shù)十至上百個霧滴，對于生長茂盛、枝葉達(dá)到封行不見地的辣椒等作物，具有極好的適應(yīng)性，在連棟大棚內(nèi)跨單元作業(yè)，不僅能夠節(jié)省土地資源，而且能大幅提高作業(yè)效率。噴桿噴霧機(jī)因其噴頭噴射角度可調(diào)，噴桿高度可升可降，單個噴頭噴灑的寬度可控制在一定范圍，并能對準(zhǔn)作物進(jìn)行噴灑，對于西蘭花和辣椒兩種作物都具有良好的適應(yīng)性，能夠很好地適應(yīng)作物植株及插架高度低于130 cm 的設(shè)施蔬菜大棚作業(yè)[3]。

2.7 采收搬運

辣椒和西蘭花2 種作物均以人工采摘收獲為主。西蘭花組織脆嫩，采收與搬運都要輕拿輕放，目前尚無適用的采收機(jī)械，主要依靠人工完成采收。當(dāng)花球充分長大，花蕾顆粒整齊，不散球、不開花時，品質(zhì)和產(chǎn)量最高，適宜采收[4]。采收時間以清晨和傍晚為好，按照市場標(biāo)準(zhǔn)（花球直徑12～18 cm、花球連柄長不低于14 cm，質(zhì)量400～600 g）進(jìn)行選擇性收獲。采收時花球周圍保留3～4 片小葉，花球下部帶10 cm 花莖一起割下，可保護(hù)花球。將履帶自走式噴霧機(jī)的噴霧裝置及藥箱拆下后，即可作為搬運機(jī)械。該機(jī)擁有履帶式行駛機(jī)構(gòu)，爬坡越障能力較強(qiáng)，機(jī)具小巧，通過性好，轉(zhuǎn)彎調(diào)頭方便。履帶自走式噴霧機(jī)在不同時期完成不同的作業(yè)功能，實現(xiàn)一機(jī)多用，可大大節(jié)約生產(chǎn)成本。機(jī)具行走于作業(yè)通道，2～3 人配合，可輕松完成采收、搬運作業(yè)。

2.8 殘體處理

蔬菜殘體處理作為設(shè)施機(jī)械化生產(chǎn)的最后一個環(huán)節(jié)，與凈園有許多相同之處，在一定范圍內(nèi)可以視作同一生產(chǎn)環(huán)節(jié)。拱棚內(nèi)選用重型旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)配套Action740 兩輪微耕機(jī)作業(yè)，將采摘收獲后的西蘭花或辣椒植株藤蔓進(jìn)行粉碎并覆蓋于地表。機(jī)具小巧靈活，操作簡單，作業(yè)死角小，碎草率高，對于辣椒、西蘭花等多種類型蔬菜藤蔓都有很好的適應(yīng)性。但該機(jī)存在缺點，即60 cm 作業(yè)幅寬與當(dāng)前的辣椒、西蘭花栽植模式不能完全配套，單趟作業(yè)難以完成整壟（2 行）植株藤蔓的處理，需要作業(yè)2 趟才能將整壟西蘭花藤蔓全部粉碎完畢。后續(xù)引進(jìn)該類型機(jī)具時，建議將80 cm 作業(yè)幅寬的機(jī)具作為首選。連棟棚內(nèi)選用JT-GMR150A 旋耕滅茬整平機(jī)配套404 大棚王拖拉機(jī)作業(yè)，將植株藤蔓粉碎并埋入土壤。該機(jī)作業(yè)幅寬大，效率高，碎草、碎土作業(yè)效果良好，碎土率普遍在85%以上，埋草還田率高，一次作業(yè)能將85%的藤蔓碎屑埋入0～12 cm 的土壤耕層，作業(yè)2 遍可將95%以上的藤蔓碎屑埋入0～18.7 cm 的土壤耕層。

3 結(jié)語

全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備的使用，有效提高了設(shè)施蔬菜生產(chǎn)作業(yè)效率，減少了人工投入，減輕了勞動強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本。發(fā)展設(shè)施蔬菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)，急需做好各生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的配套性研究，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，在設(shè)施規(guī)劃方面作出改進(jìn)。比如：從最初的育苗環(huán)節(jié)開始，為保證栽植質(zhì)量、適應(yīng)蔬菜移栽機(jī)作業(yè)，要求采用孔數(shù)適宜的穴盤育苗，且所育幼苗需位于穴孔中心位置，以利于從穴盤中拔出。同時，需根據(jù)植株大小，掌握好栽植時間，避免因苗齡過大，機(jī)具難以持苗或秧苗從鉗夾中滑落，從而造成漏栽。在設(shè)施大棚內(nèi)要開辟機(jī)具作業(yè)通道，便于機(jī)具作業(yè)。通過改進(jìn)以往低水平、低質(zhì)量的機(jī)械化作業(yè)模式，不斷提升設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。