浅析我国设施蔬菜机械化起垄技术应用现状及发展趋势

谭秀英，周贵平，刘沛宇，孙光源，向鹏程，李文彪

（1.贵阳市菜篮子集团有限公司，贵州 贵阳 550025；2.贵阳市蔬菜技术推广站，贵州 贵阳 550025）

0 引 言

随着我国农业机械化水平的不断提高，设施蔬菜种植越来越受到大家的关注。设施蔬菜机械化起垄技术作为设施蔬菜生产的重要环节，对提高生产效率、降低劳动强度、保障产品质量具有重要意义。因此，深入研究我国设施蔬菜机械化起垄技术的应用现状及发展趋势，对于推动设施蔬菜产业的可持续发展具有重要意义。

1 设施蔬菜起垄的优势

首先，应用设施蔬菜起垄技术可以改良土壤，实现对土壤的轮换，改善土壤团粒结构，防止土壤板结。起垄后土壤将变得更为疏松，进一步提高了土壤透气性，同时，垄两侧的斜坡也大大增加了土壤与空气的接触面积，更利于土壤透气。其次，能进一步增加土层厚度，起垄后，种植地的土层将变得更厚，非常有利于蔬菜扎根生长，尤其利于根系较大的作物生长。最后还有防水排涝的效果,垄沟相间，便于排水；蔬菜种植的位置更高，易于防水；垄中蔬菜作物两侧的土壤更容易受到阳光照射，大大减少了植株患病的概率。

2 设施蔬菜机械化起垄技术基础概念

2.1 蔬菜起垄机械概述

设施蔬菜机械化起垄技术能够有效提高蔬菜种植产量，促进现代农业发展，增加农民收入。在冬种抢种的关键时节，利用机械化起垄技术进行旋耕、开沟、起垄作业，能大幅缩短作业时间，为冬种生产保驾护航。

1GQS～120 型旋耕垄沟起垄机具有旋耕、垄沟、开沟、除茬功能。以配套手扶拖拉机为动力，旋耕垄沟刀具经设计和改进，提高了适用性和兼容性，耕作宽度、耕作深度和耕作功率特别适应贵州省各种冬季作物的耕作和准备要求[2]。

同时，该机具有效率高、起垄效果好、使用成本低、配套农艺技术简单等特点，适用于平原、山区、丘陵地区的田间作业，能较好地满足我国各地区蔬菜、甜玉米、烤烟、花卉、红薯等农作物的农艺要求。还可通过更换不同配套刀轴进行秸秆还茬旋耕，实现一机多用。

2.2 增产情况

机械旋耕的起垄效率可达0.067～0.200 hm2/h，是人工作业效率的20 倍以上，可以扩大生产，促进劳动力转移，实现农民增收，节省大量的人力和时间。例如，马铃薯的传统种植方式为小垄、浅播、少土栽培，这样就制约了马铃薯果实发育，导致马铃薯产量低、薯块小、商品率低。机械旋耕可实现深播、高土栽培、高台大垄、通风采光、营养面积合理，适应土层深，马铃薯块茎膨大，破土效果好，其优点是块状大、产量高、商品率高[3]。

机械作业有利于抢农季、抢市场。例如马铃薯、地瓜等，其生长的最佳时间是每年的11 月份至次年3 月份。同时，机械作业效率高，有利于水稻秋收后争抢耕种，因地制宜在深秋、冬季发展各种经济作物的生产。

3 设施蔬菜机械化起垄技术作业要求

起垄是蔬菜机械化全程作业中的重要组成部分，其影响着后续蔬菜移栽和耕作机械的效率。现阶段用于设施蔬菜机械化起垄作业的机械主要有开沟机、起垄机、蔬菜联合精整地机等。

3.1 设施蔬菜机械化起垄工序

综合考虑蔬菜作物的农艺要求以及田块规模、土壤条件、设施条件等因素，在土壤整地阶段按照蔬菜品种所需要的耕深要求辅以深松作业。

当土壤严重板结时，必须通过铧式犁、深松机、旋耕机等机具进行翻耕或沉土→旋耕。翻耕质量按NY/T 742 的工艺标准，沉土质量按NY/T 2845 的工艺标准，旋耕机质量按NY/T 499 的工艺标准。粗旋一般由联合旋耕机单道完成，也可由常规旋耕机多道完成，操作方法由土壤的物理特性和含水量决定。在不易破碎的黏土中，工作效率较高，具有省时省力、降低了对土壤的物理损伤等优点。

3.2 设施蔬菜起垄要求

标准化、高质量的蔬菜垄是确保蔬菜机械化顺利落实的重要前提，既方便了机械和工具在作业之间的联动，又进一步提高了后续作业的效率。浅破层、深耕、水平垄、宽沟是蔬菜生产中对垄的标准要求。

3.2.1 起垄机选择

按照土壤特性和蔬菜作物的农艺要求，选择合适的起垄机。起垄机入土前，应根据不同的蔬菜作物设定垄沟的距离和高度。对于种植深度要求较深的蔬菜作物，可以选择挖沟机，后期进行二次起垄。

3.2.2 田块要求

在起垄作业之前，要先了解现场的作业环境。适宜机械化起垄作业的土壤绝对含水率应在15%～25%；清除场地内的杂物和障碍物。不能清除的隐蔽障碍必须清楚地标明；在棚内作业时，应为机械进出温室和棚间移动提供便利条件。

3.2.3 在成垄前进行深耕整地

在垄形成之前，深耕通常是必要的，以确保土壤耕层的深度，通常用犁铧和深播种机完成。整地的目的是为了疏松土壤，以此减少起垄阶段产生的阻力，改善土壤的物理和生物特性，创造适合蔬菜作物生长的土壤环境。

3.2.4 人员与机具要求

第一，操作人员和辅助人员的配置应符合作业的需要。操作人员应经过专业技术培训合格，熟悉安全操作规范、机器性能、设置方法和农艺要求；第二，充分考虑蔬菜生产的农艺要求、田间面积、土壤条件，合理选用机具；第三，机器性能应符合产品标准和操作人员手册的要求，并通过有关部门验收合格；第四，机械工具的安全防护、警告标志和安全使用说明应符合GB 10395.1、GB 10395.5 和GB 10396 的要求。

3.2.5 操作质量需求

截至目前，业界只对耕、沟等联合作业机械提出了具体的指标要求。对于蔬菜垄沟，含水量必须在15%～25%，合格的工作深度必须在85%以上，合格的垄沟高度必须在50%以上，翻耕后表面平整度误差小于5 cm，垄沟体直线度误差小于5 cm。垄沟高度的具体要求由蔬菜作物的农艺要求决定，垄沟方向应因地制宜，一般为南北走向。垄形结构需要按照垄高以及垄顶宽的要求，其坡度应处于50～70°。

4 设施蔬菜机械化起垄技术应用现状

4.1 设施应用现状

据调查，中国设施蔬菜的垄作机械化水平已经达到了80%，但专门用于设施蔬菜垄作的机械设备较少，多为大田作物机械所替代，且没有根据蔬菜的种植方式和农艺要求单独开发适合的机型。存在的问题有：垄高不足、耕深不稳定、垄体直线度误差大、沟残量多、垄体密封性差、机具工作效率低、机具功能单一、产品可靠性差。导致蔬菜设施机械化作业质量差，严重影响蔬菜生产的产量与质量[4]。

相比国外，现阶段国内起垄机具的生产厂家并不多，仍需引导社会进一步提升对设施蔬菜机械化起垄技术的重视程度。

现阶段，我国的起垄机械主要有园地式起垄机、切割式起垄机以及旋耕机等。具体来说，园地式起垄机适用于种植蔬菜、花卉等作物，能将土壤翻耕成圆形起垄，适用于平地和坡地。切割式起垄机则适用于深浅不一的沟壑、大型草坪地或不规则地形的土壤，能够在土壤中切割出V 或U 型的沟壑，以方便植物的生长。旋耕机则可以在松土的同时起垄，效率高且省力，适用于各种土壤。

4.2 设备性能及规格

蔬菜垄沟设备按每次能够完成垄沟的数量划分，分为单、双起垄机以及多起垄机，这其中，设施蔬菜通常采用单起垄机械，双垄沟以及多起垄机械通常在露地蔬菜中比较常见。同时，按照机械的实际支撑功率可分为微旋耕式起垄机以及果园拖拉机起垄机。或者根据其连接方式之间的不同，可分为悬挂式起垄机和自行式起垄机。在起垄设备的质量要求中，最重要的指标是起垄的平直度、起垄的高度和起垄的紧密性。

5 我国设施蔬菜机械化起垄技术发展趋势

5.1 推广前景

随着国家“三农”扶持政策的实施，广大农民对发展优势农作物生产产生了前所未有的热情。马铃薯、甜玉米、梅类蔬菜、大白菜等的种植已形成相当规模，但在土地准备环节，仍采用传统的人工土壤垄作模式，耗时、劳动强度大、效益不显著。随着农业产业结构优化调整的不断深入，国内各地区经济作物的种植面积进一步扩大，一些高收益农作物越来越受到广大农户的欢迎，市场应用前景广阔[5]。

5.2 起垄机械化技术及机械创新应用

机械化作业全过程包括开垄沟、施肥、种植、喷洒、秸秆处理、挖掘收割、剥皮等。

如当前的1SM-180 型起垄机，其主要用于生菜种植的起垄作业。该机器具有自主知识产权，技术先进，生产经验丰富，结构合理，能够实现高效率的起垄作业。其目标起垄垄面宽度为50 ～60、100 和120 cm，能够满足不同的种植需求。此外，该起垄机还适用于露地种植和设施内种植，不仅可以完成起垄作业，而且对于铺膜、铺滴灌带等复式作业方面也具有广泛的应用场景。

或者是1GFL-1 型80 型施肥起垄机，其主要用于露地和设施内的蔬菜种植作业。该机器的起垄宽度可以在50 ～60、100、120 cm 之间进行调整，以满足不同种植需求。该起垄机具有自主知识产权，技术先进，生产经验丰富，结构合理。它可以进行施肥、起垄、铺膜、铺滴灌带等多种作业。此外，该起垄机采用双排肥料一次施肥，能够实现高效率的施肥作业。同时，它还配备了离合器和双轴承支撑，以增加机器的稳定性和安全性。

5.3 机械实现轻量化

大棚内种植的蔬菜，作业时存在工作空间小、大型机器难以进入棚内以及机械作业不易回转等多种问题。对此，应当在起垄机械设备方面加强先进材料以及新技术的应用，在满足机械工作效率与工作质量的同时，进一步减轻机械自重，实现机械的小型化和轻量化。所以在起垄机械化领域中，轻量化技术的应用有着很大的发展潜力。

5.4 向着自动化发展

国外有的起垄机械已经用上了液压装置，随着技术的发展，国内也应加强相关方面的研究，制造出各种符合未来蔬菜种植发展的机械。特别是加强自动化技术的研究，以使其能广泛应用到国内的起垄作业中。

6 结 语

综上所述，针对我国设施蔬菜机械化起垄技术应用现状，相关人员应尽快掌握设施蔬菜机械化起垄技术作业要求，结合设施蔬菜机械化起垄技术应用现状，加强对我国设施蔬菜机械化起垄技术的宣传推广，以此提高机械作业效率，实现机械的小型化和轻量化，并朝着自动化方向发展，最终为蔬菜全过程机械化种植发展进程打下坚实基础。