温岭大棚葡萄产业“机器换人”的实践与发展方向思考

王新斌 徐小菊

1 温岭大棚葡萄产业概况

浙江温岭葡萄于上世纪80年代末开始在塑料大棚内种植，经过一系列综合技术研究与创新，葡萄栽培方式从露地栽培、单膜栽培、抗风栽培、促早抗风栽培，一直发展到目前的三膜促早综合栽培。一个个技术的突破，为全市大棚葡萄产业快速、健康的发展奠定了良好的基础。从2009年开始栽培面积平均每年以213 hm2的增长速度迅速扩大，至2017年全市总面积达到3 733.3 hm2，年总产量5.9万t，年总产值6.1亿元，葡萄已发展成为温岭第一大水果产业，是温岭市目前经济效益最高、发展势头最猛的农业龙头产业。温岭也成为了我国栽培面积最大、规模上市期最早的大棚葡萄产区之一，被誉为“中国大棚葡萄之乡”，2012年获得“温岭葡萄”地理标志证明商标。

温岭大棚葡萄产业有三大优势。一是投资少、上市早、效益高。温岭葡萄大棚以简易的促成型塑料大棚为主，取材方便、造价便宜的混合型（水泥柱、三角钢、钢丝索、毛竹片）结构塑料大棚，一次性设施投资成本少。葡萄上市期从4月下旬初到7月初，5月中旬到6月中下旬是上市旺季，是全国除了云南之外葡萄最早上市的地方。由于上市早而且果面漂亮，可溶性固形物含量高，价格优势明显。近三年统计，平均单位面积年纯收入12万元/hm2以上。二是产业布局集中度高。全市60%的大棚葡萄集聚在东部现代农业综合区内，土地集中连片，基础设施配套齐全，产业呈现规模化、集聚化布局态势。东南部2 000 hm2的大棚葡萄列入浙江省优质高效农业示范基地，区域布局特点明显，产业特征突出，产品特色显著，已成为全省特色农业的三大亮点之一。三是产品营销组织化、市场化程度高。大棚葡萄主要产区集中在东部沿海的农业集聚区，在长期的实践探索中，集聚区形成了 “农业龙头企业+农民专业合作社+基地+农户”组织化生产经营模式，产品销售以全国各地的地级市批发市场批发销售为主，除浙江本省市场外，还销往全国各大中城市，价格逐年稳中有升。

温岭大棚葡萄产业还存在许多短板。一是自然灾害隐患依然存在。虽然设施栽培基本避开了台风的危害，但因大棚设施相对简易，3月花期前后的低温阴雨或高温高湿则是影响葡萄结果的第一大自然灾害隐患。二是生产管理精细化的要求与从业者个体素质的矛盾越来越大，果农急需掌握标准化栽培技术。三是关键生产环节机械化、自动化程度低。四是产品区域品牌、观光休闲园建设发展滞后等。

2 温岭葡萄大棚设施及机械化现状

2.1 简易的促成型塑料大棚仍然是沿海涂地大棚葡萄生产的主要设施

取材方便、造价便宜的混合型（水泥柱、三角钢、钢丝索、毛竹片）结构塑料大棚，同钢架混合结构大棚相比，具有投资少、不受地点和条件限制等优点，但也存在保温性能差，因棚架支柱过多、种植密度过密、栽培架式无序而使机械作业和自动化技术难以应用，双膜促早栽培技术无法推广等问题。

双轨运输机喷药作业

2.2 葡萄大棚内简易管道化供肥水技术应用普及

管道化供肥水系统主要由供水装置、输水管道(干、支管)和滴水软带三部分组成。供水装置采用水塔、压力泵或贮水罐三者之一，输水管道就是用支管把供水装置的水引向葡萄园滴灌区的通道，滴水部分是用聚乙烯塑料薄膜滴管带直接安装在支管上，将滴管带布置在葡萄行中间。该技术简单易行投资省，能大大减轻劳动强度，但也存在着肥水供应不均匀的问题。

2.3 简易连栋大棚顶膜开启关闭装置开始推广应用

为了改善果园通风透光条件，使葡萄尽量接受阳光照射，促进花芽分化提高坐果率，提高植株抗逆性和果实品质，减轻开启关闭大棚顶膜的劳动强度，温岭自行发明的“简易连栋大棚顶膜开启关闭装置”技术已在全市约333.3 hm2葡萄大棚中推广应用。

2.4 作业管理机械化水平低，劳动强度大

大棚葡萄管理作业包括棚内耕整地 （耕地、开沟）、挖孔植苗、施肥浇水、绑蔓修枝、植保喷药、采摘运输、棚膜开关、树枝处理和棚内温湿度管理等。所有这些作业环节除了施肥浇水已普及应用简易管道化供肥水技术外，其他基本以人工作业为主。因棚架支柱过多和枝架布置混乱，耕整地、开沟和除草机械无法在棚内作业，叶幕修剪机和绑枝机也无法操作。从背包式喷雾器更新到担架式动力喷雾器后，葡萄园植保机械一直停滞不前。人工搬运农产品、肥料，人工开沟，除草剂除草，成本高、劳动强度大。打孔机、电动修枝剪、电动摇膜机、树枝粉碎机等机械设备和工具应用很少。环境控制设施、远程监控系统、智能数控等物联网技术在葡萄生产领域尚未得到广泛地推广应用。

3 大棚葡萄产业“机器换人”的探索与成效

3.1 设施棚架的改造提升

改水泥竹木混合架大棚为混合式钢架连栋大棚是今后发展趋势。实践证明无障碍混合式钢架连栋大棚肯定有利于果园机械化的应用，而且能应用双膜促早栽培技术。混合式钢架连栋大棚能使棚内日均温度提高0.7℃，葡萄物候期比水泥竹木混合架大棚提早，萌芽期提早5 d，花期提早7 d，成熟期提早10 d；而且钢架大棚的萌芽、坐果率也略高，果实糖度高、着色好、硬度高耐贮运，果实品质好，种植效益增加明显。如应用双膜促早栽培技术，双膜棚内日极端低温由单膜0.8℃提高到4.2℃,活动积温提高189℃，日最高温度降低3.4℃，能预防大棚内早期低温冻害和极端高温热害。双膜促早栽培的葡萄，70%的果实于5月底采摘完毕，价格高且稳定，6月底全部采摘完毕，种植效益提高更加显著。

3.2 开启大棚葡萄园“机器换人”示范建设

近年来，借助项目扶持政策实施，在个别试点果园内进行“机器换人”示范建设。安装了轨道运输机械，应用物联网技术、智能水肥一体化装备和大棚顶膜机械开关装置，配置枝条粉碎机、送风式喷雾机、开沟机和割草机，实现了果实和肥料搬运的自动化，开沟、除草机械化，植保打药自动化，水肥施用智能化，枝条粉碎机械化，大棚顶膜开关和棚内温湿度管理自动化信息化等。通过这些机械装备的应用，大大提高了管理效率，减轻劳动强度，提高植保效果、减少农药用量，提高果品质量。

（1）双轨运输技术示范应用。针对目前大多数果园人工挑担搬运果实和肥料、人工打药等劳动强度大和效率低下的问题，温岭自行研发“果园双轨道遥控运输打药设施”技术，该设施采用角钢作为轨道，采用电瓶和直流电机作为动力，结构相对简单，原材料便宜，容易被农民接受和推广。已有两个示范户示范应用，设备运行稳定震动小，比较适合不耐震动水果比如葡萄等的运输，最大载质量可达到1 000 kg。运输车上安装送风式喷雾机后能实现自动喷药，效率高且效果好，能减少打药次数和用药量。整套设备维护成本低，能真正达到省工、省力、节本，且绿色、环保、安全。

（2）物联网技术和智能肥水一体化技术示范应用。在新建的钢结构连栋大棚内实施。硬件设施方面主要安装大棚顶帘卷膜器和侧帘卷膜器，种植区内铺设视频监控设备，安装灌溉自动控制装置智能控制总阀和自动电磁阀门等，设置无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤水分传感器、无线CO2传感器、无线照度传感器等。软件方面开发搭建基于云计算的种植管理系统。整个系统安装调试完成后，能通过各无线传感器节点无线组网、数据采集处理系统、系统监控平台或手机APP等，实现对葡萄温室大棚内环境温湿度、土壤水分、CO2浓度和光线强度等参数的采集处理和自动控制的功能，实现对葡萄大棚种植的智能化管理，减少人力物力投入，提高管理效率，并且把传统经验种植推向精准种植。

4 大棚葡萄产业“机器换人”发展方向思考

大棚葡萄产业目前是温岭经济效益最高、发展势头最猛的农业龙头产业，今后如何可持续发展、产业如何升级涉及方方面面。下面仅仅从“机器换人”角度作些思考探讨。

4.1 农机农艺深度融合

葡萄种植是劳动密集型产业，从萌芽到开花坐果直到采收不仅需要多次追肥灌水、防病治虫，还需要进行涂芽、抹梢、摘心、绑蔓、疏果、整穗、覆地膜、开闭棚膜等栽培管理，需要花费大量人工和精力。据调查，单单疏果一项人工费就在3万元/hm2以上。现在农村劳动力稀缺，每生产周期的人工成本已占到生产成本的一半以上，这直接影响着葡萄种植效益的提高，也制约着葡萄产业的升级发展。目前全市正在示范推广的葡萄大树冠配合根域限制栽培技术，一方面改变温岭市现有葡萄园种植密度大、架式杂乱、架面郁闭、通风透光差、病虫害发生重和落叶过早等弊端；另一方面有利于大棚内机械化的推广，比如推广除草机减少果园化学除草，保护土壤环境，推广耕整机实行果园中耕松土、开沟清理，这些都有利于减轻土壤酸化盐渍化，改善土壤结构性状，从而增强根系活力、提高植株抗病性、培育健康树体，提高花芽分化质量进而提高果实品质。该项技术的推广应用必须和传统大棚的改造提升结合起来才能实现。因此，设施装备只有和农艺技术相互适应甚至深度融合才能发挥最大效率，才能达到省工节本、提质增效的目的，才能推动全市大棚葡萄产业的健康可持续发展。

4.2 解决当前急需解决的关键生产环节劳动强度高的问题

葡萄园施肥、采摘搬运、病虫防治等都要用到强劳力，用工成本高；另外，由于受棚架等限制，运输车辆、传统农业机械无法进入园内运输、作业。面对这些现实问题，葡萄种植户在市农林局特产、农机和科技等技术专家的指导下，通过政府项目资金支持，终于研发成功“果园双轨道遥控运输打药设施”技术，在宽行单株的大树冠葡萄园内实现果园机械运输和自动喷药，解决了葡萄生产过程中病虫害防治和营养叶面追施、葡萄园肥料和果实运输等机械化问题。该设备一次性投资成本低，维护方便，省工省力，今后将重点推广。

4.3 推广智能化管理大棚技术

传统经验种植向现代精准种植发展是必然趋势。葡萄大棚膜的机械化、自动化开闭系统是葡萄设施栽培智能化管理的关键。人工开闭大棚膜存在着费工和不精准问题，对比测试证明：智能自动化开闭比人工开闭在时间和用工成本上大幅节省，而且人工开闭棚膜的时间节点控制不精准，易导致棚内温度过高过低，发生冷害和热害，导致葡萄生长不稳定而影响产量。通过各类智能化装备如水分传感器、土壤有机质传感器、环境传感器、葡萄态势传感器、水肥一体化装置等，再经智能终端如手机APP就能对大棚内环境温湿度等实行自动化和信息化采集分析管理，并能远距离遥控大棚膜智能开闭，减少操作人员的工作量，提高工作效率。大棚采用智能控制系统管理是未来农业发展的趋势和方向。

4.4 推广粉碎机解决葡萄枝的生态处理问题

葡萄生产过程中修剪下来的废葡萄枝如何处理也是一个困扰。经多年探索，葡萄枝先机械粉碎处理再生态应用将是最好的处理方向。用粉碎机机械粉碎葡萄枝技术已成功应用，可以推广。粉碎后的葡萄枝一方面可借助本地鱼蛋白有机肥厂与鱼污泥混合制作有机肥，也可以作为食用菌培养基辅料，也可作为生物质燃料颗粒原料，能有效地实现废物利用，保护环境，美化田园。