机械化生产视角下我国蔬菜产业发展现状及国外模式研究

肖体琼，何春霞，曹光乔，陈永生，崔思远，赵闰

（1.南京农业大学工学院，江苏 南京210031；2.农业部南京农业机械化研究所，江苏 南京210014）

蔬菜是人类的基本食物来源之一，随着经济发展和鲜食需求不断增加，全球蔬菜生产迅速发展。根据FAO 的统计，世界蔬菜年产量从1990 年的14 035.8 万t 增长到了2012 年的26 985.2 万t；我国从1990 年的6 070 万t 增长到2012 年的16 000万t[1]。我国是最大的蔬菜生产国和消费国，蔬菜发展增速高于世界平均水平，蔬菜产业已成为农业农村经济发展的支柱和优势产业，在保供给、促增收、促就业方面的作用日益突出。目前我国蔬菜生产存在价格波动大、质量安全隐患、劳动力紧缺、科技支撑不足等突出问题，难以适应蔬菜产业快速发展的需要[2]。在发展现代农业、农村劳动力转移和农村经济快速发展的背景下，蔬菜生产正在从以人工为主要手段的生产方式向以机械为主要生产工具的标准化、规模化生产方式转变。构建农机农艺紧密融合的机械化生产技术体系是降低蔬菜生产成本、提高蔬菜生产效益的有效途径。

由于农业机械化发展的实践差异，国内外在蔬菜机械化的研究内容和发展重点上均存在明显差异，发达国家的研究主要集中在智能环保的生产方式上，涉及精细化、自动化、资源节约、智能化等技术体系，而我国蔬菜生产机械化发展刚刚起步，近年来在该领域的研究日渐增多，但定性研究较多，定量研究较少，单一技术研究较多，系统解决方案研究较少。我国蔬菜生产区域发展不平衡、自然条件各异、技术模式复杂，这些特点和差异决定了蔬菜生产技术体系必须结合自身国情构建。研究我国蔬菜机械化生产发展现状，比较分析国外典型模式和先进经验，探讨机械化生产背景下蔬菜机械化技术发展路径，提出适宜我国国情的对策措施具有重要的意义。

1 我国蔬菜机械化发展现状分析

1.1 蔬菜生产发展概况

我国蔬菜生产政策经历了统购包销体制阶段（1949-1978 年）、 产销体制改革阶段（1978-1993年）、市场化大发展阶段（1993 年至今）。 改革开放前，受“以粮为纲”政策的影响，我国蔬菜播种面积、产量和产值在农业中的比重都很小，在1978 年改革开放、1988 年“菜篮子工程”实施、1993 年市场经济体制确立、2001 年加入WTO 等宏观政策的推动下，我国蔬菜产业进入了快速发展时期[3]。

回顾我国蔬菜生产的发展历程，对历年来我国蔬菜种植面积、产量和单位面积产量的变化情况深入分析可见，我国蔬菜总产量的增加主要依赖于扩大种植面积，其次是单位面积产量的提高。根据国家统计局资料，1978 年蔬菜种植面积仅为333.1 万hm2，2013 年我国蔬菜种植面积达到了2 089.9万hm2（图1），比1978 年增加了5 倍多。我国蔬菜单产总体呈在波动中增长的趋势，目前我国蔬菜单产水平高出世界平均水平约17%（根据FAOSTAT 数据计算）。1980 年我国蔬菜单产为26 249 kg/hm2，2012 年为34 828 kg/hm2，比1980 年增长33%。

我国蔬菜品种资源分布广、类型多，现已保存214 种共35 580 份蔬菜种质资源，总量列世界前茅[4]。从品种布局看，蔬菜消费需求多样化和气候多样性决定了我国蔬菜生产的品种类型较多，我国居民消费的蔬菜最常见的有25 种，从2012 年我国蔬菜种植面积和总产量统计数据分析可见，叶菜类、茄果类、块根块茎类稳居前三，水生菜类最小[5]。

总体来看，改革开放以来，我国蔬菜产业总体保持平稳较快发展，由供不应求到供求总量基本平衡，品种日益丰富，质量不断提高，市场体系逐步完善，总体上呈现良好的发展局面。

图1 我国蔬菜面积、产量和单产情况Fig.1 Vegetable production acreage,quantity,and yield in China

1.2 蔬菜机械化水平现状

我国作为蔬菜生产和出口大国，发展蔬菜生产机械化已成为政府关注的重点，目前我国蔬菜产业已形成了大生产、大流通、大市场产销格局，这极大地促进了农机在蔬菜生产过程中的应用。尽管政府在推进蔬菜机械化方面做出了很大努力，但目前我国蔬菜生产的机械化水平仍然相当落后，露地蔬菜生产机械化水平更低，与蔬菜生产大国的地位极不相符[6]。目前我国设施蔬菜机械化水平不足25%，我国蔬菜生产综合机械化水平约为20%左右，也就是说，目前我国整体蔬菜生产机械化水平远低于国际标准，还处于初始的生产机械化阶段。

东北地区因农机化基础较好，蔬菜生产中耕整地和植保机械化水平较高，栽植、灌溉和收获的机械化水平较低。由于规模化程度较高，劳动力缺乏，该地区对蔬菜栽植和收获机械化的需求相对迫切。西北地区以新疆为例，除番茄、辣椒加工等机械化水平较高，鲜食蔬菜生产环节除耕整地外，栽植、植保、收获的机械化水平较低。新疆地域辽阔，南北种植制度差异较大，南疆蔬菜农艺制度复杂机械化难度较大。华北地区以山东为代表，设施蔬菜发展较好，育苗技术先进，钵体育苗比较普及，工厂化育苗具备一定规模；耕整地多使用小型和微型耕作机具；喷灌方式也比较先进，滴管、微灌方式有一定的比例；栽植和收获环节仍然以人工作业为主。

长江中下游地区是蔬菜机械化发展较好的地区，以江苏为代表，蔬菜耕整地机械水平较高，植保机械多数使用电动式或柴油驱动机械，喷灌存在一定的微灌、滴管等设施。机械化栽植已经开始在苏南等地区示范推广。收获方面块根类蔬菜有部分使用机械化收获，而茄果和叶菜类蔬菜收获主要还是依靠人工。华南地区和丘陵山区由于受地形或经济条件的影响，蔬菜机械化发展相对比较落后。在平原地区，机械化作业主要存在于耕整地和植保环节，栽植和收获同样基本依赖人工。在丘陵山地，除植保环节一定程度使用机械外，种植基本依赖于人工，机械化水平非常低[7-8]。

2 国外蔬菜产业发展典型模式

2.1 美国模式主要特征

美国自然气候条件优越，适宜发展蔬菜产业，50个州中有37 个州从事蔬菜生产，生产布局区域化特征明显，中南部集中在得克萨斯州西部及新墨西哥州，西南部集中在加利福尼亚州，南部集中在得克萨斯州东部至佛罗里达州墨西哥海岸，北方集中在威斯康星、华盛顿、明尼苏达等州，由于市场经济发达，美国已率先实现蔬菜产业现代化，解决了蔬菜周年均衡供应问题。

美国蔬菜产业发展特点可归纳为：1） 生产区域化，主要体现为适应市场竞争的需要，气候和土壤环境等自然优势的良好条件，发达的交通运输和通讯条件[9]。2）布局专业化，蔬菜生产布局因地制宜，四大片的冬季、早春、夏秋蔬菜生产基地根据各自的气候和土壤条件专门生产几种最适宜的蔬菜供应全国，形成了较为完善的全国性蔬菜生产分工体系。3）服务社会化，蔬菜产业服务体系完善，手段先进，基本实行了产前、产中、产后的全程多方位社会化服务，专业化生产以社会化服务为前提，生产工艺划分为若干不同职能的专门作业，分别交由不同农场完成，可靠的合同信用和完善的社会化服务是该模式必备的前提条件[3，10-11]。4）全程机械化，蔬菜产业从整地、播种、收获以及采后处理都实现了机械化，部分环节已经实现了自动化，智能化机械的应用也日益普遍。总而言之，蔬菜机械趋向大型化；技术趋向智能化；使用高技术拖拉机；广泛应用多功能机械；机具质量稳定可靠，使用寿命长；售后服务完善[9，11-12]。

2.2 日本模式主要特征

日本国土南北狭长，地形以山地为主，四季分明，雨量充沛，土质肥沃，气候条件适宜发展蔬菜产业，但人多地少、自然资源不丰富，蔬菜产业发展受到人均资源的制约。从生产布局看，日本蔬菜生产户小而分散，“分散生产、集中供应”是蔬菜生产布局的主要指导思想；从生产目的看，日本蔬菜生产主要供应本地市场的需求；从生产方式来看，自然条件决定了蔬菜生产只能选择精致化发展道路[3]。日本利用有限的土地，基本解决了本国的蔬菜消费需求，其蔬菜产业发展模式成为许多自然条件相似国家的典范。

日本蔬菜产业发展特点可归纳为：1） 注重先进技术的应用和科技创新，形成了规模化、专业化的蔬菜生产基地，广泛采用先进的栽培技术、良种繁育技术和机械化技术。这种模式以机械技术进步来替代劳动力为主，辅以化学及生物型技术进步以节约土地资源，除部分果菜类的采收环节尚未实现机械化外，蔬菜生产从播种、育苗、施肥直至收获、包装、上市都基本上实现了机械化，并向高性能、低油耗、自动化和智能化方向发展。2）农协是组织和发展蔬菜生产的基本元素，日本因人均耕地面积小，难以自然形成较大规模的生产经营体，政府通过发展和培养农协等合作组织提高蔬菜流通的组织化程度。3）在政府宏观管理方面，日本从中央到地方普遍实行一体化的蔬菜管理体制，颁布10 余项法律法规实行依法治理，实行指定品种、指定产地、指定消费地的产销计划管理，建立完善的信息系统，为保护农民利益和稳定物价，对农产品实行严格的保护措施[9-10，13]。

2.3 国外蔬菜生产机械化概况

综观国外蔬菜生产机械化的发展历程，几乎都是在实现大田作物生产机械化后才开始考虑蔬菜生产机械化的。通过引进或改制大田作物，通用机械实现耕整地、播种、施肥、田间管理等作业环节的机械化，然后研制蔬菜栽培的移栽和收获等专用机具。近年来国外蔬菜机械化发展速度很快，欧美和日本等发达国家的发展速度更快。

目前世界上蔬菜机械化程度较高的有美国、日本、德国、法国、意大利等，设施蔬菜栽培与环境控制技术十分先进。日本的植物工厂、荷兰的设施农业、以色列的节水灌溉等在世界上占有重要地位。对比分析美加模式和海岛模式可见（表1），美国蔬菜生产机械化水平最高，从育种到田间管理均实现了机械化，80%以上采用机械化育苗，在耕整地和播种环节，机械化率基本达到100%，西红柿、芹菜、花菜等蔬菜移栽已实现了机械化，田间管理环节以沟灌和喷滴灌为主已基本实现了机械化，收获环节除部分果菜和叶菜类蔬菜的收获尚需要依靠人工，块根类蔬菜已基本实现了机械化收获[14-17]。

表1 国外蔬菜产业发展模式Table 1 Foreign vegetable industry development modes

3 蔬菜机械化发展环境分析

农业机械化是农业系统的子系统，其发展受诸多环境因素制约，蔬菜机械化发展应结合产业特点，考虑自然环境、经济环境、社会环境等因素的制约。

1）自然环境。我国土地辽阔、耕地相对肥沃、自然区位和生态条件适宜大部分蔬菜生产，但我国的土地资源人均占有量十分缺乏。我国自然资源条件与蔬菜产业发展之间的相互影响和制约关系随生产力发展水平的不同在不断调整，生产力水平较低阶段，蔬菜产业发展对自然资源的依赖性较大，生产力水平的提高则有利于弥补自然资源的不足[3，5]。我国良好的自然资源禀赋为蔬菜生产率的提高提供了条件和原动力，而土地资源的紧缺客观上促进了以提高综合效益为目标的农业科技创新，对蔬菜机械化生产技术的需求更加迫切。

2）经济环境。农业机械化发展的经济环境可以分为宏观经济环境、农业经济环境、非农产业和农机工业发展水平等方面，经济环境对蔬菜机械化发展的影响体现在：经济发展水平的高低决定着蔬菜机械化的投入水平和能力，决定着对蔬菜机械化的需求，经济发展水平越高，劳动力成本越大，农业劳动力转移需求越大，用机械代替劳动力的需求就越强烈，对蔬菜机械化的需求就越迫切。农村经济体制决定着农机的经营方式和规模；宏观经济政策体现社会对蔬菜机械化的关注和支持程度，它影响到蔬菜机械化的发展速度和方向[18-19]。

3）社会环境。社会环境对蔬菜机械化发展的影响体现在：人口环境方面，农村劳动力大量转移使得蔬菜产业对机械化技术的需求增加，这有利于蔬菜机械化的发展，劳动力素质不断提高有利于农户对蔬菜机械化技术的接纳和推广应用[3，18-19]。2004 年《农业机械化促进法》的颁布实施为农机化发展提供了法律保障，从而推动了蔬菜机械化的发展。在技术环境方面，对蔬菜发展影响较大的两项技术包括良种选育和设施栽培，而与蔬菜机械化相关的技术包括与农机设计制造相关的工业技术水平和能力、与农机应用过程相关的各种农业生产技术及与农机使用和管理相关的技术人才情况等方面。

综上所述，农村经济发展水平特别是农民人均收入是蔬菜机械化发展的经济基础，经营规模是蔬菜机械化的必要条件，农村剩余劳动力转移是蔬菜机械化的客观前提，农机服务的社会化水平和农村居民的受教育程度是蔬菜机械化的社会条件，非农产业和农机工业的发展水平是蔬菜机械化的物质基础[18-19]。

4 推进农业现代化，发展我国蔬菜机械化生产的对策建议

4.1 强化政府对蔬菜产业的引导和扶持作用

我国蔬菜生产资源禀赋特点是人多地少、经营规模受到很大的限制，这决定了不能仅依靠市场的作用实现蔬菜生产现代化，在传统蔬菜生产向现代蔬菜产业转变的过程中，政府应该成为重要因素，在完善蔬菜产业扶持政策和立法、发展农业科技提高技术支撑、采取税收、财政、信贷等经济手段扶持等方面发挥引导作用。一是应从根本上保证蔬菜产业政策的稳定性；二是通过完善管理机制，使行政干预和市场调节相结合，做到“统分结合”，即蔬菜生产、流通、贮藏、加工等部门有机统一；三是通过建立蔬菜信息交流机制，实现信息共享，合理安排生产、规避市场风险。

4.2 因地制宜对蔬菜生产布局进行合理规划

我国拥有丰富的自然资源和种质资源，应根据区域条件和资源特征优化现有蔬菜区域布局，发挥区域比较优势和有效利用资源，提高蔬菜生产的规模化和专业化水平，借鉴美国蔬菜生产区域化、日本“三指定”制度等做法，依托六个优势区域以及580个蔬菜产业重点县，提高全国蔬菜均衡供应能力，使蔬菜生产实现在最优自然条件、社会经济条件地区和最优季节生产，节约生产成本，提高生产效率。

4.3 构建农机农艺融合的标准化生产技术体系

蔬菜标准化是以质量管理为核心，通过科学规范、简明可行的标准来指导和规范蔬菜生产、经营、消费活动的全过程。美日等国蔬菜的生产、分级、包装、运输、贮存和销售等环节都建立在严格执行科学标准的基础上。我国蔬菜标准化与发达国家差距明显，生产环节标准化工作更为紧迫，目前面临农机农艺脱节，影响机械化生产的本质就是标准化生产技术体系不完善的问题。当务之急是从根源上解决部门条块分割，形成农机农艺通力协作的管理机制；加强调研，摸清蔬菜生产中影响农机农艺融合的共性和瓶颈问题，从典型区域、主要环节入手，研究技术模式，按照分步推进的原则，逐步提高蔬菜生产标准化水平，为机械化、规模化、专业化创造条件。

4.4 用先进的农机科技成果改造蔬菜产业

蔬菜产业发展的科技体系包括技术体系、推广服务体系和经营管理体系，而生产环节是产业发展的关键，从生产技术体系角度看，用先进的农业技术装备武装蔬菜生产是转变传统蔬菜生产方式的重要手段，我国应结合农村经济发展条件、农业现代化和农机化发展水平，结合蔬菜产业发展特点，借鉴国外先进经验，选择适合我国国情的蔬菜机械化技术路径。我国蔬菜生产六大优势区域的地理条件、种植制度、经济水平、优势品种不尽相同，蔬菜品种已达14大类150 多个，研究对象的复杂性决定了蔬菜机械化生产技术体系必须在充分调研和论证的基础上，分区域、分品种、分步骤，因地制宜地提出来，结合规模和产量，优先选择大宗蔬菜作为研究对象，在典型区域率先提出农机农艺融合的机械化生产技术模式，并逐步示范推广应用。

[1]FAO.FAOSTAT.http://faostat3.fao.org/faostat-gateway/go/to/compare/Q/QC/E.

[2]国家发展改革委,农业部.全国蔬菜产业发展规划（2011-2020年)[Z].2012.

[3]杨顺江.中国蔬菜产业竞争力研究[M].北京:中国农业出版社,2006.

[4]李世楠.蔬菜种质资源的保存与蔬菜育种[J].黑龙江农业科学,2012(12):160-161.

[5]刘瑞涵.中国蔬菜产业外向型发展研究[M].北京:中国农业出版社,2006.

[6]农业部农业机械化管理司.中国农业机械化科技发展报告(2009-2010)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2011.

[7]康国光,蔡芳,高群.蔬菜机械化生产发展现状与对策思考[J].长江蔬菜,2013(14):69-72.

[8]崔思远,肖体琼,陈永生,等.我国蔬菜生产机械化发展现状与制约因素分析[J].农机化研究,2014(10):249-256.

[9]孙静,姜丽.美国、日本蔬菜产业的发展特点[J].世界农业,2012.9(总401):36-38.

[10]赵海燕.中国蔬菜产业国际竞争力研究[M].北京:中国农业出版社,2004.

[11]郑远.现代化的美国蔬菜产业[J].北京农业,2008(5):51.

[12]王健梅.美国蔬菜产业的现代化[J].中国农业信息,2006(6):19.

[13]方志权,顾海英,史朝兴.日本蔬菜产业发展新动向[J].中国农村经济,2003(7):70-75.

[14] Lee J M, Kubota C, Tsao S J, et al. Current status of vegetable grafting:Diffusion, grafting techniques, automation[J]. Scientia Horticulturae,2010, 127: 93-105.

[15]Van Henten E J.Greenhouse mechanization:state of the art and future perspective[J].Acta Horticulture,2006,710:55-70.

[16]McPhee JE,Peter L A.Controlled traffic for vegetable production:Part 1.Machinery challenges and options in a diversified vegetable industry[J].Biosystems Engineering,2013,116:144-154.

[17]Chao M,Dong X,Son Y J.An integrated simulation and AHP approach to vegetable grafting operation design[J].Computers and Electronics in Agriculture,2014,102:73-84.

[18]鞠金艳.黑龙江省农业机械化发展的系统分析与对策研究[D].哈尔滨:东北农业大学,2011.

[19]刘佩军.中国东北地区农业机械化发展研究[D].长春:吉林大学,2007.