上海地区生菜全程机械化生产现状与发展对策*

顾大国 刘凯歌 张丽丽 宋云鹏**

（1.上海星辉蔬菜有限公司，上海 奉贤 201419；2.上海市农业科学院设施园艺研究所，上海 奉贤 201403）

生菜为菊科莴苣属一年或两年生草本作物，又名叶用莴苣，因其口感脆嫩爽口适宜生食而得名。近年来，生菜为人们餐桌上的常见蔬菜，在我国的栽培面积不断扩大。联合国粮食及农业组织统计数据显示，2020年我国生菜及菊苣类蔬菜播种面积为60.64万hm2，产量达1 432.31万t[1]。当前我国人口老龄化严重，上海地区不少合作社出现“3个工人200岁”的现象，务农年轻人在农业生产中占比不足10%，而绿叶菜生产属于劳动密集型产业，人工成本约占总生产成本的60%，生产者老龄化严重制约了绿叶蔬菜产业的发展。随着上海市各级政府对农业机械化生产越来越重视，上海市蔬菜生产机械化水平得到很大的改善与提高，尤其在上海市绿叶菜产业技术体系专业组、试验站成员的多年努力下，上海地区青菜、鸡毛菜等绿叶菜已实现全程机械化生产，但有些绿叶菜如生菜等还未实现全程机械化生产。现将上海地区生菜的生产特点、全程机械化生产现状及发展对策介绍如下。

1 上海地区生菜的生产特点

生菜为上海地区主要种植的绿叶菜种类之一，种植面积逐年递增。据统计，2020年上海地区生菜种植面积超过3 333.33 hm2，其中意大利生菜品种的种植面积占60%以上，结球生菜、散叶生菜、直立生菜、油麦菜、苦苣类占30%以上。上海地区春秋两季气候较适宜生菜生长，生菜的播种量是夏冬两季的2.2倍[2]，主要以设施栽培为主（占70%以上）。上海农业科技有限公司、上海星辉蔬菜有限公司、上海绿立方农业发展有限公司应用智能温室栽培生菜，智能温室栽培生菜管理精细、生产效率高，但前期投入和生产成本较高，对技术要求高，正处于推广示范阶段。目前上海地区生菜的生产模式仍以传统的温室栽培为主，机械化程度较低。

2 生菜全程机械化生产现状

2.1 国内外生菜机械化生产现状

生菜作为欧美国家主要种植的叶菜类蔬菜种类，在其居民饮食结构中占很高比例。欧美国家生菜的种植模式有以荷兰、以色列等为主的智能温室栽培，及以意大利、美国等为主的露地栽培。智能温室具有专业化程度高、自动化性能好、生态化要求严、一体化运转服务佳等优点，单位面积生菜产量高，可周年生产；不足之处在于造价高、折损率高，对从事生产的技术人员的专业化水平要求高。一些欧美国家土地规模大而集中，地块规整且农业生产机械化程度高，生菜栽培的集约化育苗、耕整地、移栽、田间管理、采收等环节基本实现了全程机械化。

近年来，我国很多省市的农技人员开展了生菜全程机械化生产的试验、示范、推广工作。2018年，北京市农业农村局在通州区开展了生菜生产全程机械化示范展示活动，农技人员演示了生菜全程机械化生产关键环节作业的技术路线；青岛浩丰生物科技有限公司在育苗移栽、精量直播等环节已实现机械化作业突破（机械化率达80%以上），创建了以生菜为主的蔬菜全程机械化生产模式，大大降低了劳动强度，节约了劳动成本，经济效益得到显著提高。

2.2 上海地区生菜机械化生产现状

2.2.1 宜机化设施结构改造

与国外及我国农业大省不同，上海地区蔬菜种植面积仅有3.33万hm2左右，基地分散，成片规模化基地较少，仅部分合作社的蔬菜基地土地成片、面积大、地块规整，适宜生菜露地规模化机械化种植，如上海浩丰果蔬专业合作社等。为满足设施蔬菜全程机械化生产的要求，2020年开始，上海地区有些合作社专门针对8 m宽大棚进行了宜机化改造，如扩大棚门、采用全开卷帘门或推拉门、加宽加固过桥板等[3]。

2.2.2 集约化育苗

生菜栽培多为育苗移栽，定植株行距大于20 cm，培育壮苗是生菜机械化栽培成功的关键环节。试验发现，生菜栽培采用128孔穴盘育苗既可节约成本，栽培苗又可在机械移栽时利用基质坨的重力自由掉落，可避免卡苗。精量化播种流水线作业可一次性完成基质装盘、压孔、播种、覆土、喷淋等操作，播种速率超过500盘/h，作业效率高，降低了劳动强度。播种后，注意控制温度和水肥，加强苗期管理，培育苗高适宜、盘根性好、不易散坨、适合机械化移栽的穴盘苗。

2.2.3 机械化耕整地

高标准、高质量地进行耕整土，要求垄面平整、垄直不弯，利于生菜机械化移栽和收获。20世纪70年代起，我国部分地区采用机械进行耕整地，2019年耕整地环节机械化率已达94.14%[4]。上海浩丰果蔬专业合作社使用约翰迪尔拖拉机5E954配套法拉利埋石起垄机起垄，垄直，垄面平整，垄距均匀。约翰迪尔拖拉机5E954安装有北斗导航系统，操作人员提前设置好路径，可实现无人驾驶耕作，作业效率为0.4 hm2/h。有些棚内作业的起垄筑畦机为拖拉机带动，一次性完成起垄和精整地作业，垄宽1.1 m左右，垄高0.2 m左右，每垄种植4行，可满足机械化移栽要求。部分小型起垄筑畦机还可一次性完成起垄、铺滴灌管和铺地膜操作，大大提高了工作效率，可满足本地生菜种植要求。

2.2.4 机械化移栽

生菜移栽主要采用井关牌垄上移栽机和法拉利生菜移栽机。（1）井关牌垄上移栽机。将生菜苗放在移栽机的幼苗杯中，随着移栽机在垄面上行走，幼苗杯杯底打开，幼苗靠自身重力落到鸭嘴栽植器中；鸭嘴栽植器在机器前进过程中有规律地上下运动在土中打穴坑，同时打开栽植器，幼苗掉落至穴坑，之后V型覆土，最后由镇压轮覆土压实。井关移栽机行驶1个来回可移栽4行，40 m长的垄面十几分钟即可完成移栽，可满足露地和设施大棚生菜的移栽需求。（2）法拉利生菜移栽机。该机械采用拖拉机悬挂牵引，机上乘坐4人进行人工取苗和投苗。采用种植杯定植，1次移栽4行，移栽机前端增加了覆膜装置，可一次性完成覆膜和移栽作业，移栽质量较好，效率高。

2.2.5 机械化植保

无人机的兴起为蔬菜机械化植保提供了更便捷、更有效的监控系统。大疆植保无人机配置光反射图像采集设备，可收集露地生菜表面反射的肉眼不可见光，经软件处理后生成植物CT照片，并可通过图片分析确定生菜感染病虫害情况（15 min可监测26.67 hm2）。根据监测结果，菜农驾驶自走式打药机3WPZ-700GA进行精准施药、施肥、除草、灭虫、杀菌等作业。3WPZ-700GA打药机药箱容量700 L，作业效率4 hm2/h，是人工喷药效率的10多倍。

2.2.6 机械化收获

不同生菜品种植株形态差异较大，采收方式不尽相同。国产生菜收获机较少，目前生菜采收一般采用进口机械，但移栽时须采用与收获机配套的移栽机，以便完成标准的机械化种植过程。上海市有关部门自主研发了生菜采收机，并在上海百蒂凯农业科技有限公司进行生产试验。试验发现，使用自主研发的采收机械进行生菜采收，虽然提高了采收效率，但仍需人工辅助作业。上海浩丰果蔬专业合作社菜农使用自主研发的采收机械进行露地结球生菜采收时，将采后的生菜放在传送带和分拣设备上即可完成净菜初加工，采收速度从0.33 hm2/h提高至2 hm2/h，不仅在采收环节完成了初加工，还大大提高了生菜商品率。

3 蔬菜机械化生产发展对策

随着我国人口老龄化速度的加快，适龄劳动力逐渐减少，劳动成本逐步提高，蔬菜生产机械化势在必行。目前，上海地区的生菜全程机械化生产技术还不完善，存在农机与农艺脱节、示范推广力度不强、生产水平较低、生产成本较高、效益偏低、缺乏先进适用的栽植与收获技术等一系列问题，生菜生产机械化发展缓慢。为响应市政府“机器换人”号召，推进上海蔬菜产业升级，进一步扩大生菜机械化生产面积，应从政策引导、设备改造、农机开发、机艺协作、规范制定标准等方面开展系列工作。

3.1 加快智能化、无人化蔬菜生产设备的开发与应用

农业机械化生产是我国农业经济由高速发展向高质量发展的必经之路，相关部门和单位应加大智能化复合型农业机械的引进、试验及自主研发的力度，破解蔬菜机械化生产的难题，科技人员应开展跨学科、跨领域、跨行业的交流合作攻关，将农机与农艺深度融合，不断优化生产模式，在注重技术引进的同时根据国情有所创新。我国目前应用的蔬菜生产人机智能协作技术，以机艺融合、人机协作为主线，以智能化管理技术为支撑，通过天、空、地立体化监测传感网络，农业大脑和智能作业集群研发，针对不同蔬菜种类、不同生产模式、不同生产区域条件等应用场景进行科学组配和集成应用，集中实现了蔬菜规模化生产全生长周期的人机智能协作管理。如在北京小汤山一家蔬菜示范基地，蔬菜采收机械完成甘蓝的切割、收获、处理、转运等工作，实现了全流程无人化操作；江苏大学和沈阳农业大学自主研发了针爪自动取苗、自动间隔投苗、苗盘平移直送等自动移栽机及自取苗装置，单行移栽效率60株/min，取苗成功率达95%以上[5]；南京农业机械化研究所采用基质块育苗，实现了多株取苗、带式自动送苗、间隔自动分苗，取苗速度是穴盘苗人工取苗的4倍以上；北京市一蔬菜基地引进意大利基质块育苗和移栽成套装备，并用于结球生菜机械化生产。

3.2 推进蔬菜育苗生产向工厂化、标准化、宜机化方向发展

蔬菜全程机械化生产的关键环节是育苗。蔬菜育苗只有实现工厂化、标准化、宜机化生产才能完成后续的机械化移栽、机械化收获。生产实践证明，采用专用的宜机种子、秧苗，统一标准、统一管理进行工厂化育苗，才能保证蔬菜幼苗长势一致，降低移栽损耗，利于蔬菜生产单位合理规划各茬口的蔬菜布局。

3.3 制定蔬菜机械化生产通用标准和规范，培养专业型人才

标准化种植是推进蔬菜机械化生产的重要前提和必由之路[6]。我国地域广阔，地质结构与栽培模式多样，蔬菜品种结构繁多，各地的蔬菜生产标准各不相同。要拓展蔬菜生产机械装备的市场空间，必须制定机械化生产通用规范，简化规范种植模式，通过跨地域合作，探寻共性技术要求，确定共同技术标准，并将基本技术模式以标注、规范等形式固定，使蔬菜机械推广及生产部门有章可循[7]。农民专业知识匮乏、机械操作能力偏低、对新机具接受能力低，导致蔬菜生产机具应用难、推广难、用好难。专业技术型人才不仅能操作蔬菜生产机械，还能对农机具进行维修保养，降低农机具的故障发生率。因此，加强对农民和专业技术人员的培训，有助于促进农业机械使用的示范推广。

3.4 加强政策引导，完善购机和用机补贴体系

为加快推进“机器换人”，政府职能部门应出台相关文件或拟定相关课题，吸引企业和科研院所的农技人员积极参与蔬菜生产机械的研发、创新与应用工作；将蔬菜生产常用机械及新型机械纳入国家和地方财政补贴目录，减轻蔬菜合作社购买机械的经济负担；打造农机公共服务平台，鼓励蔬菜农机专业化服务组织开展棚室建造、农机作业、维护保养、机具租赁、作业托管等服务，通过社会组织的加入，激发蔬菜机械化生产的市场活力，调动合作社和种植大户购机、用机的积极性。