设施蔬菜全程机械化生产技术应用探析

顾旭东 程玉龙 陈东海

0 引言

随着我国城镇化进程的加快，农业用工难、用工贵的问题凸显，依靠投入大量人力来提升经济效益的传统生产模式以及低质量、低水平的机械化作业模式已不适应当今农业发展需要。农业生产必须从劳动密集型向技术密集型转变，而设施蔬菜产业正是先进农机装备和技术集成的重点领域[1]。本文选定辣椒和西兰花2 种作物，在设施大棚内开展全程机械化生产技术应用，不断优化农机具配置方案，做好各环节间农机农艺技术配套衔接，为设施蔬菜全程机械化生产装备技术的推广应用提供借鉴。

1 技术路线

全程机械化生产技术路线如下：

机械化穴盘育苗（精密播种机或育苗流水线）→机械化净园（重型旋转式割草机或旋耕灭茬整平机）→机械化施肥（手推式或悬挂式施肥机）→机械化耕地（悬挂式或遥控履带自走式旋耕机）→机械化起垄（悬挂式起垄机）→机械化移栽（半自动或全自动两行移栽机）→机械化植保（履带自走式喷雾机）→人工采收＋机械化搬运（履带自走式运输机）→蔬菜残体处理（重型旋转式割草机或旋耕灭茬整平机）。

2 全程机械化生产技术应用

选定辣椒和西兰花2 种作物在连栋大棚和8 m 宽的标准拱棚内开展全程机械化生产技术应用研究。种植行距、株距均为50 cm。棚内田块地表平整，通风、喷滴灌等配套设施齐全，在棚内中间位置保留1 m 宽的空白地带，作为机具作业通道。

2.1 育苗

培育生长均匀、标准统一的幼苗是蔬菜生产的重要环节，不仅便于育苗期的集中管理，而且能够提高蔬菜复种指数和土地利用效率[2]。目前主要以穴盘育苗为主。按照吸种工作部件结构形式的不同，育苗播种机械可分为针吸式、滚筒式和盖板式三类；按照自动化程度不同，育苗播种机械可分为全自动育苗播种流水线和半自动育苗设备。2BS-QJ 气吸式精密播种机是一种针吸式的半自动育苗设备，能够确保播种一穴一粒，且能将种子播于穴盘穴孔中央位置，不重播、不漏播。该机需要在一定量的人工辅助下完成拌基质、装盘、播种、覆土、浸水及遮阳等工作，适合小批量的精密育苗播种，气吸式针头可根据不同蔬菜品种进行调换。

2.2 净园

净园是设施蔬菜机械化生产的第一个环节。净园有两种方式：地表粉碎和粉碎埋茬。Action740 两轮微耕机配套60 cm 幅宽重型旋转式割草机能很好地将辣椒、西兰花等作物藤蔓进行粉碎并覆盖于地表，但机具作业幅宽较小，不易将整垄两行植株全部喂入，且机具作业速度较慢，作业效率不高，适宜于小田块机械化生产。JT-GMR150A 旋耕灭茬整平机配套404 大棚王拖拉机作业，不仅能将整垄两行植株全部喂入、粉碎，而且能将粉碎后的藤蔓直接还田，具有行驶速度快、作业效率高等优点，适宜于在大田块大规模机械化生产中使用。

2.3 施肥

根据所施肥料的不同，施肥机械可分为颗粒肥撒肥机和粉肥撒肥机等类型。大棚王拖拉机配套佐佐木CFC 型撒肥机适用于撒施颗粒状复合肥，摆臂式撒肥机构在设计上模仿人手的撒施动作往复摆动，撒肥均匀。作业时，根据地块大小，可选配200-750 L 四种规格的肥箱。MSX650M 型自走乘坐式有机肥撒肥机可用于撒施粉状有机肥，施肥作业幅宽可在1.2～2.5 m 范围内自由调节，且具有自动取肥功能，作业轻便高效。

2.4 耕整地

耕整地环节一般有耕地和整地两道工序。1GZ-120 型遥控履带自走式旋耕机小巧灵活，操作简单，具有机械、遥控两套操纵系统，可实现手自一体化操作，在狭小、低矮的棚内空间尤为适用。该机型降低了操作人员劳动强度，人机分离的智能化作业模式更大程度上保证了操作人员人身安全，基本解决了狭小、低矮大棚内难以开展机械化作业及操作人员易受有害气体伤害的难题，实现了高水平、高质量的机械化作业。

YTLM-110 型起垄覆膜机是集开沟、起垄、整平等多功能于一体的设施农业装备，是当前设施蔬菜、瓜果种植较为适宜的起垄作业装备，具有作业效率高、配套动力技术要求低等优点，符合苏州市农业园区的发展需要。YTLM-110 型起垄覆膜机主要有旋耕碎土和起垄整形两部分组成，可调部件主要有圆盘犁、拖板以及镇压辊等。安装在起垄机前端两侧的圆盘犁，用于将土向中间翻起，以形成垄体，使用前应将其调整至合适的深度与角度。拖板高度调节器用于控制起垄高度。压辊高度调节器用于控制压辊压实的力度，可根据种植作物农艺要求进行调整。

2.5 移栽

移栽作业是茄果类、结球类蔬菜生产过程中的一个重要环节。目前，国内对蔬菜移栽机械的研究与应用呈现快速发展趋势，出现了较多的蔬菜移栽机类型。按照移栽行数来分，有单行、双行及多行移栽机；按照喂苗方式来分，有人工投递和自动取苗移栽机；按照动力配置来分，有自走式、悬挂式和牵引式移栽机；按照动力类型来分，有汽油或柴油式、电动式及油电混合式移栽机；按照驾驶方式来分，有乘坐式和步进式移栽机。蔬菜移栽机种类较多，但机具销售价格普遍较高。2ZY-2A（PVHR2-E18）蔬菜移栽机是一种半自动蔬菜移栽机，可实现30～60 cm 范围内9 级株距调整和0～60 mm 范围内15 级移栽深度调整，行距调整则需要上下配合，保证落苗能进入钳夹中心。整机在作业过程中操作简便，性能可靠，行驶稳定，适应性强，栽植合格率在87%以上，与育苗、耕整环节配套性较好，可满足多种作物的移栽作业要求。该机可减轻劳动强度，节省人工，提高经济效益。2ZS-2(VP245B)型全自动蔬菜钵苗移栽机采用自动取投苗、钵苗整体移栽方式，作业过程中仅需1 人操作，能够自主实现“取苗—喂苗—开沟—定植—覆土—压实”6 道工序的机械化作业，栽植株距在5～52 cm 范围内20 级可调，适宜垄上移栽和平地移栽，每小时可移栽0.2 hm2左右秧苗，不仅能够大幅度提高生产效率，而且能有效解决蔬菜移栽中用工难、用工贵、劳动强度大和秧苗栽植不均匀等难题。

2.6 植保

设施蔬菜植保作业采用3WZF-400A 履带自走式风送喷雾机和3WZP-300A 履带自走式喷杆喷雾机。均采用4 档作业，行驶速度为1.9～2.0 km/h。其中：风送喷雾机作业幅宽较大，风送药液穿透能力较强；喷杆喷雾机作业幅宽与拱棚宽度较为接近，且为定向精准喷洒，作业时行走于棚内中间位置的作业通道[3]。3WZF-400A 履带自走式风送喷雾机采用液力雾化并由气流辅助喷雾，雾滴经液力与风力二次雾化，直径在150μm 左右，喷雾均匀度高，雾化效果好，每平方厘米可分配数十至上百个雾滴，对于生长茂盛、枝叶达到封行不见地的辣椒等作物，具有极好的适应性，在连栋大棚内跨单元作业，不仅能够节省土地资源，而且能大幅提高作业效率。喷杆喷雾机因其喷头喷射角度可调，喷杆高度可升可降，单个喷头喷洒的宽度可控制在一定范围，并能对准作物进行喷洒，对于西兰花和辣椒两种作物都具有良好的适应性，能够很好地适应作物植株及插架高度低于130 cm 的设施蔬菜大棚作业[3]。

2.7 采收搬运

辣椒和西兰花2 种作物均以人工采摘收获为主。西兰花组织脆嫩，采收与搬运都要轻拿轻放，目前尚无适用的采收机械，主要依靠人工完成采收。当花球充分长大，花蕾颗粒整齐，不散球、不开花时，品质和产量最高，适宜采收[4]。采收时间以清晨和傍晚为好，按照市场标准（花球直径12～18 cm、花球连柄长不低于14 cm，质量400～600 g）进行选择性收获。采收时花球周围保留3～4 片小叶，花球下部带10 cm 花茎一起割下，可保护花球。将履带自走式喷雾机的喷雾装置及药箱拆下后，即可作为搬运机械。该机拥有履带式行驶机构，爬坡越障能力较强，机具小巧，通过性好，转弯调头方便。履带自走式喷雾机在不同时期完成不同的作业功能，实现一机多用，可大大节约生产成本。机具行走于作业通道，2～3 人配合，可轻松完成采收、搬运作业。

2.8 残体处理

蔬菜残体处理作为设施机械化生产的最后一个环节，与净园有许多相同之处，在一定范围内可以视作同一生产环节。拱棚内选用重型旋转式割草机配套Action740 两轮微耕机作业，将采摘收获后的西兰花或辣椒植株藤蔓进行粉碎并覆盖于地表。机具小巧灵活，操作简单，作业死角小，碎草率高，对于辣椒、西兰花等多种类型蔬菜藤蔓都有很好的适应性。但该机存在缺点，即60 cm 作业幅宽与当前的辣椒、西兰花栽植模式不能完全配套，单趟作业难以完成整垄（2 行）植株藤蔓的处理，需要作业2 趟才能将整垄西兰花藤蔓全部粉碎完毕。后续引进该类型机具时，建议将80 cm 作业幅宽的机具作为首选。连栋棚内选用JT-GMR150A 旋耕灭茬整平机配套404 大棚王拖拉机作业，将植株藤蔓粉碎并埋入土壤。该机作业幅宽大，效率高，碎草、碎土作业效果良好，碎土率普遍在85%以上，埋草还田率高，一次作业能将85%的藤蔓碎屑埋入0～12 cm 的土壤耕层，作业2 遍可将95%以上的藤蔓碎屑埋入0～18.7 cm 的土壤耕层。

3 结语

全程机械化生产技术和先进农机装备的使用，有效提高了设施蔬菜生产作业效率，减少了人工投入，减轻了劳动强度，降低了生产成本。发展设施蔬菜全程机械化生产技术，急需做好各生产环节间的配套性研究，加强农机农艺融合，在设施规划方面作出改进。比如：从最初的育苗环节开始，为保证栽植质量、适应蔬菜移栽机作业，要求采用孔数适宜的穴盘育苗，且所育幼苗需位于穴孔中心位置，以利于从穴盘中拔出。同时，需根据植株大小，掌握好栽植时间，避免因苗龄过大，机具难以持苗或秧苗从钳夹中滑落，从而造成漏栽。在设施大棚内要开辟机具作业通道，便于机具作业。通过改进以往低水平、低质量的机械化作业模式，不断提升设施蔬菜生产的经济效益和社会效益。