对话辜松：我国水培蔬菜机械设备现状

对话辜松：我国水培蔬菜机械设备现状

辜松，华南农业大学工程学院教授、博士生导师，主要从事设施园艺智能装备的研究，在蔬菜自动嫁接机器人、组培苗接种机器人、水培叶菜物流化生产装备、叶菜花卉物流化生产装备等方向进行了多方面的研究与开发。任“全国农业机械化与设施农业工程技术专家库”专家、“农业工程技术”杂志温室园艺专业委员会常委、“农机化研究”编委、中国农村专业技术协会设施果蔬技术专业委员会委员。独立出版中国农业出版社“蔬菜工厂化嫁接育苗生产装备与技术”和“设施园艺现代生产装备与技术”专著2部。

水培技术在国内尚处于发展阶段，而在欧美其已非常成熟和完善。我国与国际的差距到底在哪里？我国目前水培机械设备的研究处于哪个阶段？为此，我们采访了华南农业大学工程学院辜松教授。

现代农业装备（以下简称现代农装）：国外水培蔬菜设备现状如何？

辜松：国外目前水培蔬菜的生产方式有多种形式，但大类主要分成日光栽培形式和人工光源栽培形式。欧洲主要以日光栽培配以自动化程度较高的装备体系，技术先进的企业已在生产中的基质块处理与成形、精量播种、种苗移植、栽培槽输送等环节实现了自动化作业；美国近年出现了一些利用人工光进行水培蔬菜生产的企业，他们主要追求蔬菜污染的控制、上乘品质的把握等方面，因为是人工光源，所以均采用多层立体栽培形式，利用精量播种机完成精量播种，采用自动化管理调控营养液和调节光强，但是，种苗移植、蔬菜收获和包装仍需人工作业；日本以千叶大学为代表擅长闭锁式温室培育技术，近年，大阪大学为首的研究机构也对人工光源水培蔬菜规模生产进行了探索，据此，日本出现了一批以人工光源立体栽培形式规模化生产水培蔬菜的企业，其中技术先进的种植企业加入了工业自动化技术，构建了生产资料自动化输送的物流化生产系统，播种、种苗与叶菜输送等生产作业实现了自动化，生产管理实现了信息化；韩国和我国台湾也紧随其后建成一些利用人工光源的水培叶菜立体栽培生产企业；为了从分利用温室有效面积，新加坡在利用日光的温室内开发出立体栽培系统，栽培架高达4～5米，根据纬度的差异，可使种植面积扩大至2倍以上。

目前总体来看，利用日光的欧式水培蔬菜生产模式依靠自动化与信息化技术，可以获得明显的生产效益。目前大多数的人工光源水培蔬菜生产企业，虽然得利于近年LED光源技术的提高，使光源成本有所下降，但是，生产系统的高投入还是很难通过水培蔬菜生产迅速收回成本。

现代农装：国内水培蔬菜设备与国外的差距体现在哪些方面？

辜松：这方面我们以日光栽培形式为主要讨论点，因其栽培与生产技术及装备技术较为成熟，这也就是刘士哲教授广为推广的模式。对于人工光源

形式，因诸多复杂的管控因素，这里不做讨论。

1）首先是生产设备有与无的差别。目前国内此类生产模式仅在精量播种方面实现了机械化作业，而在基质处理、种苗肥水管控、种苗移植，以及批量生产资材（穴盘种苗、栽培槽、收割后叶菜）的输送方面均采用人工作业，劳动强度大、生产效率低、规模化产出不高。

2）个别企业虽进口了国外设备，如云南云上蔬进口了日本三菱的水培蔬菜全套生产体系，包括温室、播种设备、营养液管理设备、闭锁式育苗室等，但也存在一些问题，如投资高，闭锁式育苗室耗能大等，目前企业在消化、吸收和改进过程中。

3）全套引进存在生产模式不对应问题，并且国外不同生产企业种植模式也有区别，除了一些节点作业设备（基质搅拌、精量播种和种苗移植等）通用外，自动化物流生产系统均为非标定制，各个企业的生产系统都是不同的，因此构建自动化物流生产系统一定要立足国内自行开发。

欧洲种苗移植机

欧洲栽培槽自动输送系统

欧洲日光型水培蔬菜温室

日本人工光型水培蔬菜栽培

日本人工光型水培蔬菜立体栽培

日本人工光型水培立体输送

现代农装：从农机农艺角度讲，如果引进国外设备可能会出现哪些问题？

辜松：国外设备都是基于本国的栽培模式而开发的，直接引进会造成装备生产方式与我国栽培模式的冲突，致使装备无法发挥效力，甚至无法生产。因此，小范围引进、研学国外的先进设计思想是可取的，但是，推广应用问题很多，比如国外很多蔬菜和花卉均采用岩棉栽培，生产设备也是围绕着这个方向开发的，而在我国岩棉基质栽培无法推广，因此，此类设备引进就会无法推广用。

另外，国外的生产自动化是建立在一个体系上的，不是仅仅局限在某几个点上。如国外在种苗生产上就已形成了品质均一化的生产模式，这为后期栽培生产的自动化、机械生产带来了可能性。我国目前设施装备整体水平较低，难以靠引进国外设备而迅速大面积见效。

现代农装：您当前的主要研究在哪个方向？有何成果？

辜松：目前我的主要研究方向包括设施园艺智能生产和物流装备两大方向，研究成果为：

a）蔬菜嫁接机器人及轻简化嫁接装备

嫁接机机器人

架接生产线

气力切削器

手动切削器

b）立体栽培架

c）同广州绿翔共同开发了叶菜种苗移植机样机

d）结合花卉设施种植，同农业部规划设计院设施农业研究所开发出花卉种苗移植机噐人等。

花卉种苗移植机噐人

盆栽花卉包装机

盆栽花卉机器视觉分级系统

设施内物流化苗床输送系统

温室内物流化盆栽花卉跳移机

温室内物流化穴盘跳移机

兰花组培瓶清洗机

温室物流化吊篮栽培系统

总之，目前实用化水培蔬菜物流化生产技术以欧洲形式最为成熟，系统中应用的都是成熟的工业自动化技术，国内开发不存在技术问题，完全可以根据国外的模式自行开发研制水培叶菜物流化生产体系，关键点是认识问题。当生产规模上去后，再加上人工成本的压力，采用机械化生产、信息化管理是必然之路。中山华农公司卢锐洪总经理认为，人工作业是影响规模化生产的巨大障碍，积极联系我们计划开发研制水培叶菜物流化生产装备体系，目的是将人工生产率提高3倍。

广东省气候环境得天独厚，叶菜需求量大，具有开展水培蔬菜生产装备体系的有利优势。