山東省設施種植機械化現狀與對策研究

摘要：設施裝備和機械化生產是設施種植高質量發(fā)展的重要支撐，開展設施種植機械化現狀與對策研究，對于穩(wěn)定蔬菜種植規(guī)模、保障國內蔬菜市場供給、增加農民收入、促進經濟發(fā)展具有重要意義。通過實地調研和查閱數據發(fā)現，當前山東省設施種植機械化呈現數量穩(wěn)步增長但宜機化規(guī)模不大、設施種植機械化加快發(fā)展但各環(huán)節(jié)不均衡、科技支撐有力但持續(xù)性不足、經營主體發(fā)展壯大但社會化服務普遍不足等特點。經分析，影響設施種植機械化發(fā)展的因素主要有產業(yè)發(fā)展尚不成熟、設施宜機化程度低、缺少專用農機裝備、政策支持力度不足。基于此，提出科學統(tǒng)籌布局規(guī)劃、加大政策支持力度、推動宜機化設施配套、強化科技創(chuàng)新驅動、提升社會化服務能力等設施種植機械化的發(fā)展建議。

關鍵詞：設施種植；宜機化；不均衡；布局規(guī)劃；社會化服務

中圖分類號：S233.2" " " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：2095?5553 （2024） 10?0327?05

Study on the present situation and countermeasures of facility planting mechanization

in Shandong Province

Zhu Yuehao1， Yang Rusha2， He Qinghai3， Ma Genzhong1

（1. Shandong Provincial Agricultural Machinery Technology Extension Center， Jinan， 250013， China;

2. Shandong Provincial Department of Agriculture and Rural Affairs， Jinan， 250013， China;

3. Shandong Academy of Agricultural Machinery Sciences， Jinan， 250100， China）

Abstract： Facility equipment and mechanized production are important supports for the high?quality development of facility planting. Conducting research on the current situation and countermeasures of facility planting mechanization is of great significance for stabilizing the scale of vegetable planting， ensuring the supply of domestic vegetable markets， increasing farmers' income and promoting economic development. Through field research and data review， this study has found that the current mechanization of facility planting in Shandong Province is characterized by a steady increase in quantity but a small scale of suitable mechanization， an accelerated development of facility planting mechanization but uneven development of various links， strong technological support but insufficient sustainability， and a strong development of business entities but generally insufficient social services. After analysis， the main factors affecting the development of facility planting mechanization are immature industrial development， low degree of facility mechanization， lack of special agricultural machinery equipment， and insufficient policy support. Based on this， suggestions for the development of facility planting mechanization are proposed as scientific overall layout planning， increasing policy support， promotion of suitable facility matching， strengthening the drive of scientific and technological innovation， and enhancing social service capabilities.

Keywords： facility planting; suitable for mechanization; unevenness; layout planning; socialized services

0 引言

設施種植是保障“菜籃子”產品供應、促進農民增收和繁榮農村經濟的有效途徑。設施裝備和機械化生產是設施種植高質量發(fā)展的重要支撐。關于設施種植機械化發(fā)展，我國學者進行了大量研究，王江等[1]綜述分析美國、日本、荷蘭等國家現代化設施蔬菜作業(yè)機械的研究現狀和發(fā)展動態(tài)，總結歸納我國設施蔬菜作業(yè)機械的類型以及優(yōu)缺點，指出我國設施蔬菜生產過程中存在的問題，并提出對策。宋衛(wèi)堂[2]探討設施蔬菜產業(yè)發(fā)展的規(guī)律，分析設施蔬菜機械化的現狀及需求，并從方向層面、技術層面以及發(fā)展模式層面進一步提出設施蔬菜機械化的發(fā)展建議。陳蕾等[3]通過分析近年來我國設施種植業(yè)類型、規(guī)模、產業(yè)布局、配套設施情況，從機械化、信息化和智能化三方面總結我國設施種植業(yè)階段性特征，針對目前存在的發(fā)展短板，提出促進設施種植業(yè)發(fā)展的對策建議。呂志軍等[4]提出蔬菜移栽面臨的難題，并對缽苗移栽裝備進行展望。王偉等[5]梳理分析國內外莖葉類蔬菜收獲技術的研究成果，并提出發(fā)展策略。但是，以上研究均沒有以省域為研究對象，從設施種植機械化發(fā)展情況及存在的不足入手，分析制約設施種植機械化發(fā)展的因素并提出對策。

《農業(yè)農村部關于加快推進設施種植機械化發(fā)展的意見》提出：到2025年，以塑料大棚、日光溫室和連棟溫室為主的種植設施總面積穩(wěn)定在2 000 khm2以上，設施種植機械化水平總體達到50%以上[6]。山東省設施種植在全國占有重要地位，全省蔬菜產量連續(xù)8年超過80 000 kt，穩(wěn)居全國首位，對于保障全國蔬菜供應發(fā)揮著重要作用，素有“山東菜園子、京滬菜籃子”之稱[7， 8]。因此，以山東為樣本，開展設施種植機械化現狀與對策研究，對于穩(wěn)定蔬菜種植規(guī)模、保障國內蔬菜市場供給、增加農民收入、促進經濟發(fā)展具有重要意義。本研究通過實地調研和數據分析，厘清山東省設施種植機械化發(fā)展現狀，找出薄弱環(huán)節(jié)和短板，分析制約設施種植機械化發(fā)展的因素，提出下一步發(fā)展的方向和思路。

1 山東省設施種植機械化現狀

山東省設施種植起步于20世紀70年代的小拱棚，1989年壽光市三元朱村日光溫室生產取得成功，各地紛紛學習借鑒，全省一場“大棚熱”由此興起。經過多年發(fā)展，全省設施種植已具相當規(guī)模，截至2021年，全省設施總面積359 khm2，年產值超過1 000億元，從業(yè)人員200多萬個，成為山東省農村經濟的重要支柱。設施種植品種由普通蔬菜發(fā)展到高檔蔬菜、瓜果、花卉、菌類以及中藥材等；設施結構由小拱棚、塑料大棚、日光溫室，發(fā)展到環(huán)境智能控制的現代化連棟溫室和植物工廠；部分生產環(huán)節(jié)由傳統(tǒng)人工耕作發(fā)展到機械化、自動化作業(yè)。

1.1 數量穩(wěn)步增長，但宜機化規(guī)模不大

從數量上看，山東省設施種植面積從2014年的280.5 khm2增長到2021年的359 khm2，呈穩(wěn)步上升趨勢，尤其是近3年增長速度較快，如圖1所示。從設施類型上看，山東省設施種植主要有連棟溫室、日光溫室和塑料大棚三種類型，面積分別為5.5 khm2、131.9 khm2、221.6 khm2，比2010年分別增長66.7%、51.8%、57.2%。雖然連棟溫室面積增長速度明顯高于日光溫室和塑料大棚，但現階段仍以后兩者為主。這兩種設施類型多采用竹木結構，水泥立柱，室內作業(yè)空間小，難以滿足常規(guī)農業(yè)機械的運轉、安裝、通行和作業(yè)需求，極大限制了設施種植機械化發(fā)展[9]。

1.2 設施種植機械化加快發(fā)展，但各環(huán)節(jié)不均衡

總體來看，雖然近幾年溫室環(huán)境智能控制設備、播種移栽裝備、自動嫁接裝備、高效植保設備創(chuàng)新發(fā)展較快，新產品不斷涌現，但受品種種植規(guī)模和裝備生產效率的影響，設施種植機械化程度不高。

設施種植機械化作業(yè)主要包括耕整地、種植、灌溉施肥、采摘運輸、環(huán)境調控等環(huán)節(jié)，在機械化總體水平中的權重依次為0.2、0.2、0.2、0.1、0.3。2018—2022年全省設施種植機械化水平變化見表1。

從數據分析可見幾個特點：一是2020年之前全省設施種植機械化水平增長較慢，2021年之后增長較快。2022年全省設施種植綜合機械化率達到53.25%，比2020年增加近15個百分點。這可能與《農業(yè)農村部關于加快推進設施種植機械化發(fā)展的意見》和《山東省農業(yè)農村廳關于加快推進設施種植機械化發(fā)展的指導意見》先后出臺有關。二是各環(huán)節(jié)機械化發(fā)展不均衡。從各生產環(huán)節(jié)看，耕整地和灌溉施肥兩個環(huán)節(jié)的農機裝備技術成熟、通用性好[10]，機械化水平較高，分別為95.76%、84.73%；種植移栽受作物種植方式和機械作業(yè)效率低的影響[11， 12]，機械化程度僅為26.46%；采摘運輸環(huán)節(jié)受園藝要求和機械裝備制約[13]，機械化程度僅為22.05%；環(huán)境調控環(huán)節(jié)涉及卷簾機、放風機、濕簾、供暖等多種裝備，雖然電動卷簾機在日光溫室基本普及，通風換氣、溫度濕度控制智能化程度很高[14?17]，但由于普通塑料大棚應用較少，機械化程度不高，僅為53.09%。

1.3 科技支撐有力，但持續(xù)性不足

近幾年，山東省農業(yè)（農機）主管部門與財政部門聯(lián)合實施了農機裝備研發(fā)創(chuàng)新計劃，針對設施農業(yè)機械化薄弱環(huán)節(jié)和制約瓶頸，開展研究攻關。2015—2019年，省財政累計投入專項資金3 500萬元，設立“設施農業(yè)生產機械化技術裝備研發(fā)與優(yōu)化”等相關研究課題項目近20項，打造形成了設施農業(yè)機械裝備科技創(chuàng)新核心團隊，一批集合了自動化、智能化、工廠化、無土栽培等先進技術的設施栽培方式和裝備不斷涌現。

但從整體上看，科技支撐的持續(xù)性仍然不足。當前，山東省設施種植面臨著成本、效益、質量、生態(tài)、土地、勞動力等方面的挑戰(zhàn)，實現由設施種植大省向設施種植強省轉變的任務越來越緊迫和艱巨。針對日光溫室換代升級、連棟溫室高產高效、低碳材料與裝備、種植及移栽環(huán)節(jié)的專用裝備等技術支撐體系還沒有建立，需要持續(xù)的政策支持。

1.4 經營主體發(fā)展壯大，但社會化服務普遍不足

從數量上看，全省有6萬多個設施種植經營主體，主要有龍頭企業(yè)、農民合作社、綜合農事服務中心、村集體經濟組織、種植農戶等。近年來，隨著設施種植經營主體的發(fā)展壯大，帶動各地涌現出一批起點高、規(guī)模大、有特色的設施種植生產基地，通過標準化建造、規(guī)?；鳂I(yè)、機械化生產，獲得了顯著的經濟效益。在山東壽光物澤生態(tài)循環(huán)農業(yè)園區(qū)，機械自動化設備、智能物聯(lián)控制系統(tǒng)、網絡通訊系統(tǒng)，形成了“設施蔬菜智腦”。通過構建蔬菜生長、蟲害、病害、產量預估、土壤墑情、災情和苗情等模型，完成精準耕作、精準灌溉、精準施肥施藥、精準播種、精準收獲等步驟，實現從“經驗種植”到“智慧種植”的轉變，大幅提高作物產量與質量，增加了經營效益[18]。

但是，從服務模式看，全省設施種植社會化服務程度仍然較低，還是以種植戶自主經營或龍頭企業(yè)雇傭農戶管理為主。僅有少量龍頭企業(yè)開展大棚建造、維護保養(yǎng)、種苗供應等社會化服務，而從事訂單作業(yè)和托管服務的農機合作組織數量較少。

2 制約設施種植機械化發(fā)展的因素

2.1 產業(yè)發(fā)展尚不成熟

山東省設施種植業(yè)起步較晚，社會化服務程度不足。從90年代“大棚熱”算起，設施種植業(yè)發(fā)展歷程僅30年左右，起步晚、時間短，無論單項技術還是裝備集成，都與發(fā)達國家存在較大差距，還處于發(fā)展的初級階段。在金融保險、設施建設、人員培訓、維護保養(yǎng)、機具租賃、種苗供應、作業(yè)托管和加工銷售等社會化服務等方面，缺少相應的社會化保障和足夠的重視，相關配套及社會化服務不足。

2.2 設施宜機化程度低

設施宜機化建造投資高，農機農藝融合程度低。設施建造尤其是日光溫室宜機化建造投資高，初步測算，建造成本在500元/m2左右，建設1 000 m2左右的日光溫室需要投資50萬元左右，在沒有完善融資渠道的情況下，對小規(guī)模生產農戶來說是一筆巨大的投資。在一些農村經濟水平還不發(fā)達的地區(qū)，設施建造因陋就簡，宜機化程度低。

設施種植由農機農藝融合而起源，發(fā)揮技術潛力更有賴于農機農藝的耦合提升。農藝人員在缺乏對硬件了解的情況下單純研究作物栽培，各類先進的設施種植裝備難以應用；針對不同氣候、區(qū)域、裝備的耦合參數缺少持續(xù)研究，獲得的宜機化生產模型尚未在不同條件下得到廣泛的驗證和應用，造成設施機械化推進速度慢。

2.3 缺少專用農機裝備

設施種植專用裝備研發(fā)難度大，一些環(huán)節(jié)“無機可用”現象突出。據統(tǒng)計，山東設施蔬菜品種多達150種、2 500個品種。蔬菜生產環(huán)節(jié)多，不同品種間種植模式差異大，不同作物、不同品種、不同時期對溫光水氣肥的需求不同，尤其是采摘、運輸、包裝等環(huán)節(jié)，作業(yè)要求高，裝備研發(fā)難度大，市場上缺少相應機具。據初步統(tǒng)計，山東省設施種植規(guī)模較大的幾個品種（黃瓜100 khm2、番茄100 khm2、西瓜80 khm2、辣椒60 khm2、茄子40 khm2）單品種植面積均不超100 khm2，不足小麥種植面積的3%。由于品種規(guī)模小、市場容量小，企業(yè)研發(fā)投資期望值低，企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)積極性不高。因此，在一些設施生產環(huán)節(jié)，缺少性能優(yōu)良的機械裝備，影響機械化發(fā)展。

2.4 政策支持力度不足

設施種植機械補貼政策欠完善，科研專項資金投入不足。在農機購置補貼政策方面，雖然一些設施裝備如微耕機、卷簾機、水肥一體設備等，已納入農機購置補貼范疇，但補貼目錄種類少、補貼額度低。在設施建造方面，雖然開展了日光溫室宜機化補貼試點，但補貼為僅限于5個設施生產重點縣，額度僅限于鋼構骨架，沒有開展宜機化設施建造成套補貼[19]。在科研專項資金投入方面，設施種植機械科研立項數目少、投入規(guī)模少。據調查統(tǒng)計，全省設施種植總投資達1 852億元，其中政府投入35億元，占比不足2%。另外，政府購買服務、農機購置貸款貼息、融資租賃和承租補助等政策扶持還在探索階段，政策推動力度還有待加強。

3 發(fā)展建議

《山東省農業(yè)農村廳關于加快推進設施種植機械化發(fā)展的指導意見》確定，到2025年，全省宜機化日光溫室改擴建面積達到33.3 khm2，宜機化塑料大棚達到66.6 khm2，種植、采運環(huán)節(jié)機械化率達到35%以上；耕整地、灌溉施肥、環(huán)境調控環(huán)節(jié)機械化水平分別達到90%、80%、60%，設施種植機械化水平總體達到55%，高于全國目標。為實現以上目標，結合山東實際，提出以下發(fā)展建議。

3.1 科學統(tǒng)籌布局規(guī)劃

堅持規(guī)劃先行，注重因地制宜。一是科學編制發(fā)展規(guī)劃。把設施種植機械化發(fā)展納入“十四五”農業(yè)機械化發(fā)展規(guī)劃和山東省農機裝備補短板行動，貫徹落實《山東省農業(yè)農村廳關于加快推進設施種植機械化發(fā)展的指導意見》，錨定發(fā)展目標，采取措施推進各項工作重點。二是統(tǒng)籌規(guī)范設施布局。從區(qū)域出發(fā)，切實考慮農村經濟水平、當地自然條件和設施品種特性，以發(fā)展節(jié)能低成本宜機化日光溫室為主，適度發(fā)展大跨度塑料大棚，在能源成本較低地區(qū)適度發(fā)展連棟玻璃溫室和連棟塑料溫室。三是建設綜合配套設施。統(tǒng)籌規(guī)劃，布局建設農機存放、維修、烘干、供電、信息網絡、防火安全等綜合配套設施，方便農機具正常維護保養(yǎng)和使用。

3.2 加大政策支持力度

目前，山東省設施種植機械化的發(fā)展任重道遠，需要強有力的政策支持。一是土地支持。2020年5月，山東省自然資源、農業(yè)農村、畜牧獸醫(yī)等主管部門聯(lián)合印發(fā)了《山東省設施農業(yè)用地管理辦法》，各地要貫徹《辦法》精神，落實設施農用地管理政策。二是資金支持。積極爭取財政、金融等部門支持，統(tǒng)籌財政資金、信貸資金和社會資金，推進設施大棚宜機化建設、改造。積極引導各類民間資本投入設施種植機械化發(fā)展，加快建立多元化投入機制。三是補貼支持。加大農機購置補貼支持力度，將更多設施種植裝備納入補貼范圍，擴大開展日光溫室補貼試點范圍，積極探索成套設施裝備補貼路徑。四是金融支持。引導各地借鑒臨邑縣“大棚貸”信貸模式，推動金融機構對權屬清晰的溫室大棚設施裝備開展抵押貸款，解決大棚種植融資難問題。

3.3 推動宜機化設施配套

通過“改地適機”“品種選育”“標準模式”等方式推進宜機化配套。一是設施大棚“宜機化”改建造。制修訂適宜不同地區(qū)的標準化溫室設施結構與建造規(guī)范，引導老舊種植設施宜機化改造，優(yōu)化種植空間布局，滿足設備安裝運轉，提高農機進出、作業(yè)、運輸等便利程度。二是設施品種“宜機化”選育。加快選育、推廣宜機化設施專用品種，推動良種、良法、良機深度融合。三是設施技術模式“宜機化”推廣。遴選發(fā)布一批適宜設施種植各環(huán)節(jié)機械化生產作業(yè)的主推技術和生產模式，在部分優(yōu)勢產業(yè)聚集區(qū)選擇有條件的生產基地建設示范園，示范推廣宜機化設施技術模式。

3.4 強化科技創(chuàng)新驅動

堅持創(chuàng)新驅動，研發(fā)適應設施種植的機械裝備，優(yōu)化提升現有農機裝備。一是加強需求側引領。梳理設施種植機械化薄弱環(huán)節(jié)裝備技術需求清單，納入山東省農業(yè)機械產品需求與科研導向目錄，為農機生產企業(yè)和科研單位研發(fā)生產提供指引，破解當前設施種植部分環(huán)節(jié)“無機可用”“有機難用”難題。二是扶持科研力量。組織協(xié)調科研單位、高等院校、生產企業(yè)集中力量進行攻關，力爭突破一批關鍵技術和機具。鼓勵科研院所、生產廠家及種植戶協(xié)同建立產學研用推廣聯(lián)盟，解決農機生產中的技術難題。三是推動成果轉化。制修訂一批試驗鑒定大綱，積極開展專項鑒定，支持新設施新機具新技術加快轉化推廣應用。對生產急需、農民歡迎、經濟效益好的重點項目和成果，安排專項資金實施科技成果轉化。

3.5 提升社會化服務能力

從服務主體、服務模式、服務領域等多方面全方位提升農機社會化服務能力。一是培育服務主體。培育設施種植農機合作社、生產聯(lián)合體、綜合服務站等社會化專業(yè)性服務組織，引導溫室大棚種植戶組建設施種植機械服務合作組織，提升生產全過程機械、設備共享服務能力。二是強化綜合服務。加強“全程機械化+綜合農事服務”中心建設，為農戶提供大棚建造、維護保養(yǎng)、機具租賃、種苗供應、作業(yè)托管和加工銷售等社會化服務。三是創(chuàng)新服務機制。探索設施種植信息化服務新模式、新業(yè)態(tài)，加強農機信息化公共服務系統(tǒng)平臺建設，提升農機信息化服務能力。

4 結語

山東省設施種植在全國占有重要地位，但是機械化發(fā)展存在宜機化規(guī)模不大、各環(huán)節(jié)機械化水平不均衡、科技支撐持續(xù)性不足、社會化服務欠缺等問題。研究發(fā)現，設施種植機械化發(fā)展受政策因素、設施建造與農藝因素、裝備因素和產業(yè)規(guī)模影響較大。在布局規(guī)劃、科技創(chuàng)新、宜機化改造、政策扶持、社會化服務等方面提出發(fā)展對策。以期盼在后續(xù)設施種植機械化生產中，能夠發(fā)揮優(yōu)勢特色產業(yè)作用，解決全程機械化中存在的短板和弱項，全力推動山東省設施種植機械化持續(xù)健康發(fā)展。

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