南方丘陵山區(qū)果園機械化采收現(xiàn)狀與發(fā)展建議

米兢牛坡謝英杰夏飛王明明

(1.重慶三峽學(xué)院，重慶 404020；2.重慶市農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣總站，重慶 404147；3.重慶市開州區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，重慶 405400)

引言

2020年，我國水果種植面積約12646千hm2，約占世界水果種植面積的19.5%，總產(chǎn)量約28692萬t，均居世界首位。同時，水果產(chǎn)業(yè)在我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中也占有舉足輕重的地位。我國的優(yōu)質(zhì)果園主要分布在川中、江南、兩廣等以丘陵山地為主的南方地區(qū)[1]。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水果產(chǎn)業(yè)已逐漸成為農(nóng)民增收的主要產(chǎn)業(yè)，同時也是實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟效益并重、具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)。但是，由于受地理條件、傳統(tǒng)種植方式、技術(shù)較為落后和機械設(shè)備不足等因素的限制，導(dǎo)致我國當(dāng)前果園機械化采收程度普遍較低。目前，水果采收還是以手工作業(yè)為主，勞動強度大、生產(chǎn)效率低、作業(yè)環(huán)境艱苦。同時，人口老齡化加劇和農(nóng)村青壯勞動力大量外出務(wù)工，以致農(nóng)村勞動力嚴(yán)重短缺，造成農(nóng)村人工勞動成本逐漸上升。因此，實現(xiàn)果園機械化采收已成為當(dāng)前我國水果產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

本文根據(jù)目前國內(nèi)丘陵山區(qū)果園機械化采摘的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了影響其機械化采摘的主要因素，并給出了相應(yīng)的對策，為丘陵山區(qū)水果機械化采收提供了一些借鑒和參考。

1 南方丘陵山區(qū)果園機械化采收現(xiàn)狀

在我國許多丘陵山區(qū)，水果產(chǎn)業(yè)是其地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)。但隨著我國逐步步入老齡化社會，農(nóng)村勞動力大量外出打工，其勞動力人口迅速減少；這就造成了我國農(nóng)村的勞動力成本持續(xù)上漲，而且嚴(yán)重短缺。而目前水果采收環(huán)節(jié)需要大量勞動力，勞動力的短缺，導(dǎo)致水果采收效率低下，人力成本比例不斷上升[2]。

利用機械化采收技術(shù)，可以有效地緩解農(nóng)村勞動力短缺、減少采收費用、增加農(nóng)戶收入。然而，目前國內(nèi)的果園采收機械化程度尚處在初級階段，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在水果生產(chǎn)作業(yè)中，采收環(huán)節(jié)的人工投入約占全部生產(chǎn)的40%[3]。在目前我國果園機械化采收水平較低的條件下，加快推進丘陵山區(qū)果園機械化采收程度的進度，是目前我國丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)機械化發(fā)展的重要問題之一。

1.1 丘陵果園機械化發(fā)展水平

農(nóng)業(yè)機械化是實現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化的關(guān)鍵[4]。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，農(nóng)機裝備的數(shù)量和技術(shù)水平明顯提高；我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已從以人力畜力為主，發(fā)展到以機械為主的新時代[5]。但在丘陵山區(qū)，受到作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、一些農(nóng)機裝備有效供給不足、農(nóng)機農(nóng)藝聯(lián)合不緊密、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善等原因的制約，造成了我國丘陵山區(qū)果園的采收仍以人工為主，或以簡單的手工工具輔助采收。特別是高處果實，則需要通過搭建扶梯或攀爬完成，采收難度較大。并且搬運及水果運輸環(huán)節(jié)也相對困難，不僅工作效率低而且工作量大、成本高且易于損壞水果。

在當(dāng)前的丘陵山區(qū)果園生產(chǎn)中，勞動量最大的環(huán)節(jié)是植保、采收和運輸環(huán)節(jié)；其中，采收環(huán)節(jié)的人工投入約占全部生產(chǎn)的40%。以機械化程度較高的蘋果園為例，2017年，其采收機械化水平僅為2%，綜合機械化水平僅為5.75%。目前，我國丘陵山區(qū)果園的機械化采收程度還很滯后，傳統(tǒng)的人工作業(yè)成本占比較高，機械化采收是減輕農(nóng)民勞動強度、降低成本和增加收入的有效途徑之一。

1.2 丘陵果園采摘機械部分類型及使用特點

采收環(huán)節(jié)是水果生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的最后一個重要工序，其采收設(shè)備的種類和工作原理因果樹品種和種植方式不同而有所不同。

采收機械按其工作原理分為機械振動和氣力振動式；按其動力分為牽引式、懸掛式和自走式。機械振動式從振動產(chǎn)生的方式分為切割式、撞擊式和振搖式。氣力振動式的工作原理是通過氣流帶動果樹的枝條，在重力和氣流的沖擊下，果實就會從樹上掉落下來，這種方式機械和果樹之間沒有剛性連接；振搖式是機械和果樹剛性連接，其工作原理是通過外力引起果樹或樹枝產(chǎn)生振動，使果實獲得加速度，并在果柄與果實連結(jié)的薄弱部位分離掉落；撞擊式是利用振動直接沖擊果枝或沖擊牽引果枝的棚架達到分離掉落果實的目的，適用于果實堅硬或較大的果樹；切割式的工作原理是把果枝或果柄切斷，實現(xiàn)果實與果樹分離[6]。

根據(jù)國內(nèi)外已有的研究結(jié)果表明，振動采收是最有效、最簡單、最方便的果園收獲機械之一[7]。振動采收機械也在丘陵山區(qū)果園實際采收中得到了部分的應(yīng)用。此種機器一次可采收全株的所有果實，其采收效率很高，對操作者體力和技術(shù)的要求相對較低。振動式采摘機械在提高采收效率和降低采收成本方面具有很大的應(yīng)用價值[8]。

2 南方丘陵山區(qū)果園機械化采收的難點

2.1 工作條件復(fù)雜，宜機化程度低

丘陵山區(qū)果樹種植分布比較分散，種植模式和農(nóng)業(yè)技術(shù)尚且還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加之地形條件和種植制度相對復(fù)雜，嚴(yán)重制約了丘陵山區(qū)果園機械化的發(fā)展。

丘陵山區(qū)作業(yè)環(huán)境存在地形復(fù)雜、道路崎嶇、場地狹窄、山高坡陡、環(huán)境信號差和信號覆蓋率低等問題，導(dǎo)致農(nóng)機裝備無法有效作業(yè)[9]。目前，我國丘陵山區(qū)規(guī)?；N植生產(chǎn)和改地適機等措施推廣程度仍有待提高，農(nóng)機農(nóng)藝的融合程度和促進融合發(fā)展的體制機制不夠健全，嚴(yán)重制約了我國丘陵山區(qū)果園采收機械化的發(fā)展[10]。另外，由于水果采收具有很強的季節(jié)性，專用機械的使用期短，難以規(guī)范農(nóng)機銷售、作業(yè)和維修市場等行業(yè)的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，使得推廣和應(yīng)用也比較困難。此外，當(dāng)前我國的水果采收仍是以人工為主，加上勞動強度大、勞動力缺乏、勞動生產(chǎn)效率較低，導(dǎo)致人工費用逐年增加。

2.2 基礎(chǔ)科研工作滯后，技術(shù)人員短缺

我國水果收獲機械發(fā)展已有多年，但由于其機械和果實間相互作用理論和共性技術(shù)基礎(chǔ)性研究仍較為缺乏，特別是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)還不夠完善，導(dǎo)致了我國水果機械化采收技術(shù)水平滯后、果樹和果實受到嚴(yán)重的機械損傷，嚴(yán)重降低了果實品質(zhì)和其經(jīng)濟效益。此外，由于丘陵山區(qū)果園采收機械開發(fā)難度大、集成度低、投資成本高，對果園機械的發(fā)展也有一定的制約作用。再加上我國從事丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)機械裝備研發(fā)的人員較少，人才隊伍結(jié)構(gòu)和力量不夠健全，缺少帶頭人和優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)，難以開展攻堅克難，難以適應(yīng)我國水果業(yè)機械化發(fā)展的需要[11]。

2.3 企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)難度大，農(nóng)民接受程度低

丘陵山區(qū)果園采收機械化技術(shù)并不是機械化程度提升的主要制約。究其根本原因，是由于丘陵山區(qū)的農(nóng)機產(chǎn)品在平原地區(qū)的農(nóng)機產(chǎn)品的市場面前沒有其特殊性。因為研發(fā)成本過高，機械復(fù)雜，需求多元化，導(dǎo)致開發(fā)、生產(chǎn)、售后成本過高，特別是大型企業(yè)不愿意研發(fā)生產(chǎn)。其次就是農(nóng)民文化水平程度普遍不高，已習(xí)慣手工采收，盡管人力勞動強度大,收獲效果和收獲效率也不如機械化收獲好，但在思想觀念上卻難以接受如此新鮮的事物，這也導(dǎo)致了水果機械化采收推廣受阻。

3 發(fā)展建議

3.1 加強農(nóng)機與農(nóng)藝融合，推動宜機化改造

在丘陵山區(qū)，實現(xiàn)果園宜機化是實現(xiàn)水果產(chǎn)業(yè)機械化和現(xiàn)代化的關(guān)鍵之一。強化農(nóng)機、農(nóng)技和其他相關(guān)部門的協(xié)作，使各個生產(chǎn)要素得到合理的配置，制訂出一套完整的機械化采收計劃，并在此基礎(chǔ)上，建立適宜于果園機械化采收的示范基地，并加速科技成果的轉(zhuǎn)化[12]。加強農(nóng)機農(nóng)藝的融合發(fā)展研究，強化薄弱環(huán)節(jié)，促進農(nóng)機農(nóng)藝融合發(fā)展，建立健全的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系。以便丘陵山區(qū)果園采收機械的引用，提高果園產(chǎn)量和增加農(nóng)民收入[9]。

3.2 深研關(guān)鍵技術(shù)，建立人才培養(yǎng)體制機制

深化水果生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)的研究，加強對果實機械化采收中機械損傷的成因的研究，分析機械與水果相互作用機理、果實在多工況條件下的運動和特性，以減少采收過程中對水果的損傷，保證采收質(zhì)量。加強對現(xiàn)有技術(shù)人員的培訓(xùn)，引進高層次的專業(yè)技術(shù)人員參與果園采收機械化的研究，加強領(lǐng)導(dǎo)、創(chuàng)新團隊和管理人才的培訓(xùn)，確保水果生產(chǎn)的科學(xué)合理性，為我國水果業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持和人才支撐。

3.3 加大支持和研發(fā)投入，提升農(nóng)機社會化服務(wù)水平

為緩解水果采收機械市場的供需矛盾關(guān)系，要根據(jù)丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況出發(fā)，指定相關(guān)扶持政策，從技術(shù)和資金等方面給予支持。并組織關(guān)鍵性技術(shù)的研究，促進技術(shù)引進、消化和再創(chuàng)新，充分發(fā)揮重點建設(shè)項目和調(diào)整重點產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所形成的市場需求，加快推動我國丘陵山區(qū)水果采收機械自主研發(fā)進度。加大水果采收裝備的補貼力度，提供更多資金支持，擴大補貼范圍，增加水果裝備購置比例[13]。完善農(nóng)機社會化服務(wù)，加強對水果采收機械的創(chuàng)新，加大科技人員培訓(xùn)力度，加大新機具的普及度，推動農(nóng)機社會化服務(wù)的全面發(fā)展。健全丘陵山區(qū)果園采收機械裝備的創(chuàng)新體系，根據(jù)丘陵山區(qū)果園的實際情況和需要，加快推進丘陵山區(qū)果園農(nóng)機裝備創(chuàng)新和研發(fā)出適合實情、農(nóng)民需要、先進適用的果園農(nóng)機。

4 結(jié)語

目前，國內(nèi)大多優(yōu)質(zhì)果園都位于南方丘陵山區(qū)等地，果實的采收仍以人工為主，勞動繁重，是一項耗時耗力的工作，且在地勢較復(fù)雜的地方，果實不易采摘，導(dǎo)致采收效率更為低。機械化采收是我國果業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、節(jié)本增效、增加農(nóng)民收入和提高國際市場競爭力的重要手段之一，然而，目前我國只有部分水果機械化采收裝備體系，總體的采收機械化程度仍比較低，大多數(shù)采收作業(yè)都是人工完成?？茖W(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展進步，未來機械化采收才是主流。提高水果采收機械化程度是我國水果業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。水果業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需要依托先進的設(shè)施裝備，強化機械化采收的基礎(chǔ)技術(shù)研究，提高自主創(chuàng)新能力和技術(shù)儲備是丘陵地區(qū)水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障。推進農(nóng)機、農(nóng)藝、農(nóng)信深度融合，探索與丘陵地區(qū)種植模式相結(jié)合的機械化采收技術(shù)模式，形成科學(xué)合理的水果機械化采收技術(shù)體系，對促進丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化具有重要意義。