我国主要露地蔬菜轻简高效生产现状与展望

郭凤领 吴金平 黄 科 张兆辉 袁伟玲 朱凤娟 邱正明

（1 湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064；2 湖南农业大学园艺学院，湖南长沙 410128；3 上海市农业科学院，上海 201415）

近年来我国蔬菜需求不断增加，而劳动力缺乏和劳动力成本增加问题愈加严重，普通人工种植已无法满足生产需求，蔬菜已进入到产业化的生产模式，但目前机械化水平还较低。通过调查发现，我国60 多个县市的露地大白菜、甘蓝、花椰菜、萝卜等蔬菜主产区轻简高效生产中存在从业人员技术水平和农机装备购买意愿低、种植分散、农艺模式不统一、“无机可用、有机难用”等问题，今后应推进土地流转和种植模式转变，规范农艺参数、推动农机农艺融合，加快轻简化栽培技术及装备研发，加强政策鼓励机制，大力推进“互联网+”蔬菜发展等。

露地蔬菜是我国蔬菜的主要生产方式，据统计其播种面积1 813.33 万hm2，产量5.63 亿t，分别占我国蔬菜播种面积和总产量的78.4%和68.2%，而喜冷凉的十字花科蔬菜大白菜、甘蓝、花椰菜和萝卜则占露地蔬菜的50%以上。露地蔬菜属于典型的产量大、面积广、价格低的劳动密集型产业。一方面由于种植门槛低，市场风险随规模的扩大而增大，相比水稻、小麦等其他农作物，比较效益呈下降趋势。另一方面由于生产简单粗放，以小农分散种植为主，缺乏技术规范，难以实现集约化和机械化，信息化、专业化服务程度低（项朝阳 等，2019；王建永和路云广，2021）。优质轻简化成为露地蔬菜产业提质增效的瓶颈，产业急需作业工序简单、省力省时、节本增效的轻简化栽培技术。

1 主要露地蔬菜轻简高效生产现状

通过对湖北、湖南、浙江、江苏、安徽、山东、河北、河南、内蒙古、宁夏、四川、甘肃等15 个省份60 多个县市的露地蔬菜优质轻简高效生产现状进行走访和调查问卷，回收有效问卷逾380 份，其调研情况如下。

1.1 产区及分布情况

大白菜：常年播种面积约266.7 万hm2，产量超过4 000 万t。栽培基本形成春季设施、夏季高原、秋季北方、冬季南方的周年生产供应格局。全国逐渐形成了7 个优势产区，包括东北秋大白菜产区、黄淮流域秋大白菜产区、长江上中游秋冬大白菜产区、云贵高原湘鄂高山夏秋大白菜产区、黄土高原夏秋大白菜产区、云贵和华南越冬大白菜产区以及华北春大白菜产区（王建军，2020）。

甘蓝：常年种植面积约90 万hm2，产量约4 725 万t。河北、河南、山东、陕西、甘肃、湖北等省以早春设施、夏茬、越夏茬及秋茬栽培为主。湖北、四川、江苏、湖南、贵州、云南、福建等省以春茬、秋茬、秋冬茬及越冬茬栽培为主。

萝卜：常年种植面积约120 万hm2，产量逾4 500 万t，已实现了周年生产和周年供应。主产区为湖北、河南、四川、湖南、贵州、云南、陕西、甘肃。排名前五的为河南、湖北、湖南、四川和云南（包崇来 等，2019）。

花椰菜：常年种植面积约54.71 万hm2，产量约1 070.72 万t，分别占世界的27.57%和28.46%。优势产区主要集中在福建、浙江、江苏、山东、天津等沿海一带及河北、甘肃、云南、福建、湖北的高海拔地区，尤以华南、西南等地栽培最为普遍（朱焕焕，2019）。

1.2 种植规模从家庭生产向规模化转变

对云贵、华北、西北、长三角等区域11 个省（市）23 个区县的24 个甘蓝种植基地或合作社调研结果显示：种植户或合作社甘蓝种植面积多 在6.67～33.33 hm2（含33.33 hm2）之 间，少数在33.33～66.67 hm2之间；大部分地区种植茬口以甘蓝与其他蔬菜轮茬为主，以一年一茬或两茬为主。对江苏、湖北、湖南、河南、四川、甘肃、云南等7 个萝卜主产省的萝卜优质轻简化生产情况进行了问卷调查，结果显示：规模化种植面积在3.33～13.33 hm2（含13.33 hm2）之间的占58.26%，13.33～66.67 hm2之间的占36.35%，66.67 hm2以上的占5.39%。规模化种植越来越多，种植规模也在逐步增大。

1.3 种植品种由单一向多样化转变

大白菜：国内育成的品种占市场份额的95%以上。传统的高产但商品性较差的品种种植面积下降，而早熟优质的小型品种种植面积逐渐上升，如快菜品种京研快菜、30 快菜、金早50 等，以及商品性高的娃娃菜品种京春娃3 号、京春娃2 号等。

甘蓝：“十三五”期间，我国培育出一批抗枯萎病、抗黑腐病、耐抽薹、耐裂球、耐热、耐寒、品质优良的甘蓝新品种，如中甘628、中甘828、中甘56、中甘1305、京甘4 号、京甘5 号、西园秋丰、西园冬秀、春秋婷美、苏甘65 等（杨丽梅 等，2021）。同时以澳奇丽、奥奇娜等为主的国外优质甘蓝新品种也成为我国露地甘蓝主产区的优势品种。

萝卜：“十三五”期间，我国萝卜培育出一批抗根肿病、耐抽薹、耐贮运、品质优良的新品种，如白宫宝罗、美晶101、玉山白雪、嘉信丽秀、春美、百合801、雪玉1 号等。同时以嘉信丽秀、雪玉1 号等为主的国内优质新品种成为我国露地萝卜主推品种。

花椰菜：目前，我国花椰菜中较受欢迎的品种有抗黑腐病的先花70、津雪88、耐寒优秀、雪白、松花55、福门、雪龙花、珍宝、中花1 号等，耐热的白雪花50 天，早熟的白富士白雪等，这些品种的共同特征是都有严格的定植时间和地域栽培限制（朱焕焕，2019）。

1.4 典型区域种植模式各具特色

不同种类、不同季节、不同地区的露地蔬菜主要有以下几种种植模式。

1.4.1 平地无垄种植 由于我国北方地区气候、土质干燥，土壤保水性差，水分易流失，常采用平地无垄种植模式，如甘肃、陕西、河南、河北等。以陕西太白甘蓝生产为例，一般一年一茬，春季4 月移栽，7 月收获，平地种植无需起垄，覆膜栽培，株距30 cm，行距40 cm，追肥采用人工撒施或结合水肥一体化追施，每667 m2产量4 000～5 000 kg。

1.4.2 起垄种植 江苏、上海、浙江、福建、湖南、湖北等南方地区雨量充足，为了有效排灌，防止田间积水，多采用高垄栽培。

高垄单行栽培以湖北沙洋萝卜生产为例。采用机械开沟起垄播种一体化种植，茬口安排为一年两茬，春茬于立春前后至4 月10 日播种，4 月下旬至6 月上旬收获，秋茬在8 月中下旬至10 月10 日播种，10 月上旬至12 月下旬收获，单垄单行种植密度为8 500～10 000 株·（667 m2）-1，每667 m2产量4 300～5 000 kg。

高垄两行栽培以浙江萧山围垦区甘蓝生产为例。该区域种植总面积约400 hm2，一年两茬。一般春季3 月移栽，5 月收获；秋季9 月底移栽，11 月收获。开沟起垄，垄面宽80～90 cm，垄高20～30 cm，株距30～35 cm，行距40～45 cm，每667 m2产量约4 000 kg。

低垄双行栽培以内蒙古乌兰察布盟甘蓝生产为例。移栽前需先起垄，垄面宽60～70 cm，垄高15～20 cm，铺滴灌管覆膜；一般于4 月初至5 月底移栽，株行距均为22～25 cm；灌溉采用膜下滴灌，追肥采用水肥一体化技术，7 月初至9 月底收获，每667 m2产量7 000～8 000 kg。

低垄四行栽培以湖北嘉鱼、天门、云梦，湖南汉寿等地圆球型甘蓝生产为例。垄面宽140～150 cm，垄高10～15 cm，株距50 cm，行距40 cm（杨雅婷 等，2020）。因雨水充足无需灌溉设施，每667 m2产量约4 000 kg。

1.4.3 开沟种植 上海、江苏、浙江、贵州等地区秋季栽培或越冬栽培甘蓝采用开沟多行种植方式。露地种植沟距140～180 cm 或110～120 cm，沟深25～35 cm 或15～20 cm。移栽通常采用人工作业，株行距均为35 cm 左右，每667 m2种植3 000～4 000 株。灌溉方式与地区降水量相关，因地而异，追肥根据露地蔬菜生长阶段需求，采用人工分批撒施氮肥或氮钾复合肥，每667 m2撒施75～90 kg；每667 m2产量4 000～4 500 kg。

1.5 农事操作逐步向轻简化、机械化转变

露地蔬菜生产对机械的要求，在土壤耕作、植物保护、施肥、灌溉等作业方面与大田作物基本相同，因而大部分机械可以通用。随着科学技术的发展，为了更好地适应蔬菜生产的要求，又出现了各种专用的蔬菜机械。调查结果显示，在蔬菜播种育苗、土地耕整、移栽、施肥、病虫害防治、采收等环节中，轻简化生产技术及机械化利用率逐年提高。如蔬菜地小型除草机可以完全代替传统除草方式；萝卜机械化播种可以一次性完成开沟、施肥、起垄、播种、镇压作业，具有出苗整齐、株行距及播深一致、覆土均匀、镇压严实等优点，并且起垄后有保水、保土、保肥作用，为萝卜增产增收创造了条件；利用滴灌带可以实现灌溉和施肥同步，提高效率，节水节肥。上海松江区采用红外传感器定位，基于图像处理等智能喷药系统，建立了蔬菜病虫害监测预警体系（黄佳骅，2018）。基于WSN +GSM 的智能灌溉控制系统，PLC 和物联网感应的智能灌溉节水系统，以及物联网和Android 平台的远程智能节水灌溉系统等现代高科技的灌溉技术正被研发和示范（赵常 等，2018）。

1.5.1 育苗环节 我国花椰菜集约化育苗达73.61%，大白菜达60%以上，甘蓝达90%以上，多采用穴盘基质育苗、漂浮营养液育苗等方式。但在播种环节，人工播种依然占有较高比例，达77.78%，机械播种比例低，仅占20.83%，其他播种方式如自制播种器等占1.39%。据调研结果，机械播种效率是人工播种的5～10 倍。

目前根据各基地生产规模和购机成本预算，单一播种和成套播种流水线（含基质装填、刮土、压穴、播种、覆土及浇水等功能）两类穴盘育苗播种机产品在实际生产中皆有应用。代表产品生产公司为浙江博仁工贸有限公司、常州市风雷精密机械有限公司等。萝卜主要是直播，根据排种器不同分为机械式直播、气吸式直播和种绳直播，这3 种机型市场占有率各为30%左右，人工点播所占比率约为10%。机械精量直播的播种方式占37.6%。

1.5.2 施肥环节 基肥常以腐熟的有机厩肥、商品有机肥、三元复合肥或尿素为主。根据肥料种类将撒肥机分为有机肥撒施机和化肥撒施机，有机肥撒施机可以撒施不同类型的堆肥、厩肥和商品有机肥，化肥撒施机可以撒施颗粒状和粉末状化肥，两种机型按工作原理可分为圆盘式、摆杆式、浆叶式和组合式等。追肥则以尿素为主，常以人工撒施或水肥一体化方式进行。其中三元复合肥多为颗粒状，流动性好，可以使用撒施机械进行撒施，这类施肥机应用较为广泛，占80%～90%，多为背负式、自走式、悬挂式或牵引式。调研结果显示，现有的撒施机仍无法完全满足山地、丘陵等地区的施肥需要，这些地区仍以人工施肥为主。

1.5.3 耕整地环节 露地蔬菜整平旋耕机基本上与大田作物通用，已基本普及，相比人工耕作效率提高了80%～90%。主要耕整机械有：无锡悦田农业机械有限公司YTMC 系列灭茬旋耕机、山东华龙农业装备有限公司1ZV 系列双轴分层旋耕起垄机、盐海拖拉机制造有限公司1GVN 系列旋耕施肥起垄机等。

1.5.4 起垄、覆膜、铺滴灌管及水肥一体化环节 花椰菜起垄、覆膜、铺滴灌管环节，有44.44%的种植户采用一体机复合式作业，在未使用一体机作业的种植户中，起垄、覆膜、铺滴灌管环节的机械化利用率也达到了70%左右。而甘蓝和大白菜生产中，覆膜、铺滴灌管作业大部分地区仍以人工为主，采用一体机复合式作业方式仅占10%左右。萝卜规模化生产中，起垄、覆膜、铺滴灌管机械化作业率较高，达65%以上。

1.5.5 移栽环节 考虑到育苗的便利性、购机成本及机器运行的稳定性等因素，目前应用较为广泛的仍为半自动移栽机，生产中多采用双行或四行移栽，而且多为单一功能移栽，如井关、鼎铎、山东华龙、四川吉福瑞等公司生产的移栽机。考虑到人工投苗劳动强度大，投苗频率一般为每分钟25～40株，半自动移栽虽然省力但省工不能达到预期的效果，经济效益不明显，因此国内的甘蓝移栽仍以人工为主，移栽环节的机械化水平不到10%。上海、江苏等地区相继开始尝试全自动移栽机，无需人工投苗，实现了成排取苗、自动分苗的作业方式，仅需单人将苗盘送至输送位置，通过自动取苗机械执行后续动作，移栽效率较高，节本增效显著，应用前景较好。在花椰菜移栽中，人工移栽率高达77.78%，有19.72%的种植户会采用机械半自动移栽，而机械全自动移栽仅为2.5%。

1.5.6 植保环节 在病虫害防治方面，目前多数甘蓝种植户或合作社仍以背负式喷雾机为主，占50%～60%。目前应用较多的是高地隙喷杆喷雾机，占植保机械的30%～40%，其喷幅较宽，作业效率较高，喷洒均匀性高，适合露地甘蓝施药，但喷杆式喷雾机由于受土壤、气候、田块等条件的限制，仍未能大面积的使用。花椰菜病虫害防治上，人工喷药占比为59.72%，但也有8.33%的种植户采用无人机喷药。低空植保无人机在萝卜病虫害防治上逐渐得到推广应用，每架无人机每小时可作业3.3 hm2左右，其效率是常规喷药效率的40～50 倍。另外，无人植保机采用高速喷雾的喷洒方式，可节约50%～60%的农药使用量，节省70%～80%的用水量，降低了药剂成本。

1.5.7 采收及采后处理环节 目前甘蓝的采收仍以人工采收为主，占比达95%～100%，采收后基本无预冷处理，多以直接装筐、冷链运输的方式直接运往消费市场。在花椰菜采收环节，人工采收占比达86.11%，在受访者中仅有2.78%会使用机械采收。被调查者中有2%的萝卜种植者使用机械采收，98%的仍是人工采收；在萝卜采后处理环节，大部分被调查者选用机械清洗的方式，但仍有31%采用人工清洗、分级包装的方式。

目前国内萝卜收获主要依靠人工进行拔取、剁秧、装包，作业工序多、收获效率低、劳动强度大，因此真正实现机械化收获亟须加快农机研发速度。国外的甘蓝收获机已经在我国部分地区得以应用，如意大利HORTECH、日本洋马农机株式会社、比利时Vanhoucke 等公司的甘蓝收获机已在江苏、上海的部分基地开展测试和示范推广，基本都采用单行收获，作业效率为每小时0.067～0.133 hm2，最小作业行距需35 cm 以上。

1.6 经济效益分析

露地蔬菜大白菜、甘蓝、花椰菜和萝卜的生产成本主要包括各环节机械作业费、人工作业费、生产资料费（种子、肥料、农膜、农药、基质等）、水电费及土地租赁费等。因不同地区、不同作物的人工费、土地流转费及农机化程度等有差异，生产投入与效益也存在较大差别。从表1 可以看出，几种主要露地蔬菜生产成本差异可以达1 000 元以上，而效益与生产成本、产量、价格是直接关联的，如花椰菜效益差异达4 800 元。

表1 主要露地蔬菜生产成本及效益

2 露地蔬菜优质轻简高效生产存在的问题

近10 年来，我国科学家在蔬菜育苗集约化、耕作机械化、水肥一体化、农艺管理简约化、采收机械化等方面取得一系列重要成果，以精量滴灌关键技术与产品研发及应用、蔬菜集约化育苗、水肥一体化等为关键措施的轻简化栽培技术成为国家主推技术。但尚未建立起我国主要蔬菜种类的露地优质轻简高效栽培技术集成模式。

2.1 从业人员年龄大、文化层次不高，急需提升从业人员技术水平

从调研和生产一线走访结果来看，一是我国露地蔬菜种植者总体年龄偏大，如种植甘蓝的劳动力平均年龄在50～60 岁之间，部分地区平均年龄在60～70 岁之间；萝卜种植者中，40～55 岁人员占到了调查总人数的62%，其次是55～60 岁，占到了27%，而30 岁以下和60 岁以上的最少，分别占到了4%和7%。二是从业人员总体文化程度不高，栽培上大多凭经验管理，从播种育苗、肥水管理、病虫害绿色防控及产品营销等环节都难以做到科学合理，存在种植不规范、化肥和农药过量施用等问题。因此，急需通过建立示范基地、培训推广露地蔬菜优质轻简高效生产技术规范等来提高种植者的技术水平；而且针对种植者年龄偏大、文化程度不高等特点，技术示范、技术培训服务等工作还需要反复多次长期去做，才能帮助他们掌握相关技术。

2.2 种植分散，影响露地蔬菜机械化生产水平的提高

在东北、河北、山东等大白菜、萝卜主产区，最常见的是“连片散户”的生产模式，每户种植规模约0.67 hm2（10 亩），种植规模13.33 hm2（200 亩）以上、统一管理的专业合作社生产模式仍不多见。茬口安排和种植农艺多是在种植大户或村支部的引导下，逐渐相对统一，但尚未形成真正意义上的规模化种植。这种分散种植模式一方面不利于农业机械装备的使用，另一方面种植户因无法看到短期收益，或者因为农机作业参数与现行农艺参数有差异而拒绝改进种植农艺，所以机械装备投入意愿较低。

2.3 露地蔬菜利润普遍不高，影响了种植户对技术装备和服务的购买意愿

露地蔬菜一般每667 m2每茬利润在600～3 000 元，利润较低，影响了种植户对机械化技术装备以及服务的购买力。而且除花椰菜外，大白菜、甘蓝、萝卜等种植过程中管理环节较少，人工成本支出也在种植户可接受范围，一定程度上也影响了种植户对技术装备和服务的购买意愿。然而，在调研过程中发现，农村劳动力老化、紧缺，人工费用增长加快等问题也日益明显，规模较大的基地普遍反映亟须发展全程机械化，而对机械化的需求主要集中在精量播种和收获环节。

2.4 种植模式不统一，农艺措施复杂多样，农机农艺融合难度大

露地蔬菜甘蓝、花椰菜、萝卜、大白菜品种多样，而且主栽区的气候、种植方式、地形、土壤质地、栽培面积、种植垄形及栽植密度等差异也较大，多数田块不能适应轻简化生产的需要，宜机化程度较低。这一系列问题直接导致了轻简化推广过程中农机与农艺融合性差，使得相关农机具的研发、推广难度增加，如萝卜、花椰菜采收环节无机可用，直接降低了农业机械应用产生的经济获益程度。

2.5 缺少农机与农艺配套的方案，各环节轻简化发展差异大

目前，国外发达国家的露地蔬菜生产已经基本实现了全程机械化，农机与农艺相互配套，形成了成套的匹配方案，通用型蔬菜农机具较多。而我国通用型蔬菜农机具研发应用少，导致露地蔬菜轻简化生产可选择性较差。尽管露地蔬菜耕整地、育苗、施肥、植保等环节在平原地区的轻简化程度较高，但在山地、丘陵等地区的轻简化程度却明显较低；其他环节尤其是移栽和收获等环节的发展严重滞后，无论是南方、北方还是平原或山地、丘陵，大多数地区仍以人工为主，机械化作业几乎为空白。

3 露地蔬菜优质轻简化建议与展望

蔬菜生产是典型的劳动密集型产业。国外发达国家已基本实现机械化，进入信息化、智能化阶段。但目前我国依然面临无机可用、有机难用的局面，露地蔬菜优质轻简化亟待全面发展。

3.1 推进土地流转和种植模式、布局转变

推进轻简高效栽培，必须加快推进蔬菜生产由传统生产方式向现代化集约化生产方式转变，由零散种植向规模化基地集中，由单农户种植向合作入股模式经营转换，加快土地等生产要素集聚。以政府推动与地方落实相结合的方式，鼓励露地蔬菜主产区建立规模种植的家庭农场、合作社和龙头企业，发挥农业机械的优势；在连片散户种植区域，进一步推进土地流转，改变散户经营模式，构建种植、冷藏、加工、销售及技术一条龙服务体系，完善产业链布局，促进产业良性循环发展。

3.2 规范农艺参数，加强农机农艺融合

现阶段对农艺进行改进时必须要充分考虑机械化生产、作业与实际需求的契合程度。针对不同地区、不同种植模式的相近农艺作物，以农机农艺融合为切入点，优化改进统一农艺要求参数，形成覆盖耕整地、播种、田间管理等环节的农艺技术规范和质量标准，既便于各生产环节和生产厂商间的机具集成配套，也利于不同蔬菜基地和蔬菜种类间的机具互通共用。蔬菜种植模式规范化、标准化是助力露地蔬菜优质轻简化高效生产发展的必要条件。

3.3 加大科研力度，加强轻简化栽培技术及装备研发

充分结合当地种植模式、土壤特点等要素，研发适宜当地应用的移栽技术和作业机型，加强整机优化设计和关键技术研究，减少人工参与程度、减轻劳动强度。如以钟祥萝卜清洗机为例，每台清洗机需要9～12 人同时作业，其中卸萝卜至输送带需1～2 人，打捞需1～2 人，筛选和打包需7～8 人，人工费每天每人200 元；筛选和打包流程较难实现机械化，可考虑对打捞环节进行优化，节省打捞流程人力。同时伴随机电一体化、自动控制、互联网等技术的不断发展，作业机型应注重实现“一机多用”，整地、起垄、移栽、浇水、施肥以及喷药等操作一次性完成（赵晋 等，2020）。

3.4 加强政策鼓励机制

首先，适当扩大农机购置补贴范围，降低农户购机的经济压力，提高农户的购机积极性。其次，扶持一批蔬菜生产专业合作社或服务组织，加强蔬菜生产机械化的专业程度，提升农业机械化水平，积极宣传栽培技术，同时引导其他农户积极参与农业栽培方式的转型，形成“农机服务市场化、服务组织实体化、服务实体企业化、企业群体产业化”的农机社会化服务格局（崔思远 等，2014）。

3.5 大力推进“互联网+”蔬菜的发展

“互联网+”蔬菜智能化生产管理系统，以智能化远程控制替代人工操作，可以有效地减少蔬菜生产中的人工投入，有效缓解蔬菜生产劳动力短缺问题。“互联网+”蔬菜智能化生产管理系统通过运用网络技术、多媒体技术和通信技术，实现了蔬菜病虫害的远程咨询和诊断，解决了蔬菜生产者遇到技术问题难以及时得到解答的困难。蔬菜种植基地安装有高清摄像头，可以在远程终端设备上通过调节摄像头焦距查看蔬菜的具体生长情况。“互联网+”蔬菜智能化生产管理系统的使用还可以有效解决蔬菜生产过程的质量追溯问题。

3.6 展望

综上所述，露地蔬菜优质轻简化生产技术集成，尤其机械化、轻简化技术的研发及应用示范推广任重道远。必须按照顶层设计的理念，确立优质轻简化生产方案和技术路线。如甘蓝全程机械化生产以收获环节为基准倒推集成技术路线：以对农机装备技术及前期作业质量和标准要求最高的收获环节为起点，倒推集成耕整地、移栽、田间管理等环节的农机装备；统一农机作业参数，实现各技术节点机械作业前后衔接，串联形成甘蓝机械化配套方案；开展涵盖垄向、机耕道、排灌系统等内容的园区地块整体规划设计，并综合考量生产农艺要求、农机装备配套、信息化技术以及园区规划设计等要素，明确甘蓝全程机械化生产技术路线（赵景文等，2020）。同时需要产学研推结合，借助科研院所及高校的科研能力和企业的加工制造能力，共同研究和攻克露地蔬菜产业机械化的薄弱环节难题，提升耕整地、播种、植保、采后处理等作业环节现有技术及装备的自动化、智能化水平。