以“农艺-农机-设施”深度融合推动设施园艺高效发展

2021-06-06吴一闻

种子科技 2021年6期

吴一闻

摘要：近年来，在科学技术持续创新优化的背景下，农村建设水平也显著上升，农业机械化程度逐渐增强，在一定程度上为农业的发展注入了活力。将农艺、农机和设施深度融合，以设施园艺为对象，通过构建有效措施，致力于实现我国设施园艺的高效发展。

关键词：农艺;农机;设施;融合;设施园艺;高效发展

文章编号： 1005-2690（2021）06-0047-02 中国图书分类号： S62 文献标志码： A

设施园艺，指的就是在带有可控性特点的环境条件下，高效利用塑料大棚和温室相关设施，科学结合相应的工程技术手段，以花卉、水果和蔬菜等作为目标，构建栽培农业生产方式的活动。自1980年以来，无论是设施园艺的规模还是面积，都呈现出了令人瞩目的增长态势。设施园艺的发展，在一定程度上解决了我国冬春季节蔬菜、水果供应不足的难题，同时为供给品种的丰富度作出了一定的贡献。

严格来说，设施园艺属于劳动力密集型产业，需要大量的资金和技术支持，但在设施园艺的发展阶段，受城市化进程的影响，农村人口开始向城市流动，留在农村的人口数量持续减少，且多为老龄人群。另外，相比于国外发达国家，我国设施园艺机械化整体水平不尽如人意，大部分的设施园艺作业工序仍然依靠人力，整体生产效率不高。但需要明确的是，目前我国蔬菜和水果等生产阶段的相关劳动力成本却在显著增长，截至2015年，蔬菜和水果生产阶段总计的劳动力成本已经高达总成本的1/2以上，设施园艺产业开始衍生出用工贵、雇工难问题，制约着新时期我国设施园艺事业的发展和进步[1]。

近年来，我国设施园艺产业的生产装备呈现出一定的先进性，但截至目前，大多数机械仍然存在功能单一、适应性差等缺点，故设施园艺的生产者为高效完成相关生产活动，不得不采购多种类型的生产机器，不仅加大了经济压力，且由于大多数的生产机器具有较长的闲置时间，也为机器设备的运维工作提出了挑战。另外，大多数设施园艺机器设备和相关工具等普遍是在简单的改造后才运用到设施内部，故适应性不尽如人意，同时在机具作业安全性、耐久性和可靠性方面，也远远落后于国际先进水平。

此外，在设施园艺发展阶段，还面临着最为关键的问题，就是现阶段我国农艺设施结构和相关措施无法满足农机设备运行。以日光温室为例，在温室具体运行阶段，为满足蔬菜、作物日光需求，普遍应用南北向種植方式，因此在运用起垄、移栽等机具时，为满足作业要求，需要通过多次掉头转垄，进而影响作业质量和效率。同时，由于大部分日光温室的面积有限，垄间间距窄小，导致农机作业带有一定的困难，故在日光温室内作业阶段，作业机械“门难进、边难耕、头难掉”现象普遍存在。

1 农艺、农机与设施深度融合的园艺生产系统设计

设施蔬菜、水果生产系统带有完整性色彩，其构成要素之间存在既依存又影响、既促进又制约的关系，由此可见，机械化、栽培模式和设施结构三者紧密相连，存在农机与设施为农艺服务、农艺与农机和设施相适应的关系。为此，本文在农艺、农机与设施深度融合的背景下，构建了园艺生产系统设计方案和思路，从系统角度出发，致力于消除农机设备运用阶段的制约因素，进而最大限度地强化设施园艺的机械化程度，最终达到缓解劳动力紧张的目标，推动设施园艺高效稳定地发展。

总体来说，思路体现于3方面：一是构建与机械化相契合的标准化栽培模式，二是选择合适的农机设备，三是进行方便机械操作的园艺设施设计工作[2]。

2 日光温室蔬菜生产机械化水平提升措施

在日光温室蔬菜生产系统运行阶段，存在两大方面的问题，即农机与设施间、农机与农艺间的矛盾关系，影响着日光温室内部机械化生产水平的提升。从表面上看，日光温室的不足是受设施结构和农机设备矛盾的影响，但在深入研究和分析后可以发现，日光温室的不足本质上还是在于农艺和农机之间存在的矛盾问题。简而言之，就是农业机具尺寸过大，无法满足日光温室南北向种植的要求。因此，相关部门和技术人员要侧重于该项矛盾的解决，从根本上改变“门难进、边难耕、头难调”问题，最终达成日光温室机械化水平提升的目标[3]。

但需要注意的是，机具尺寸过大问题，在现阶段并没有有效措施能够解决，故相关技术人员要从南北向种植问题的解决着手，将南北向种植改为东西向种植，可构建详细方案为“东西向栽培技术+改进的日光温室+适宜的农机装备”。

首先，在农艺层面上，将日光温室的种植垄向科学地进行变更;其次，在设施层面上，利用先进的技术构建出新型的农机进出通道，进而使农机设备能够高效率、高质量地完成相关作业活动[4]。截至目前，我国研发的广泛应用于塑料大棚种植活动的农机，已经能够完美地应用于东西垄向的日光温室种植活动中，例如旋耕机、移栽机等。在应用该项方案后，日光温室内部作物的单位面积产量虽然没有发生改变，但机械化生产效率大为提升，机械化生产覆盖面也显著拓宽，同时在该项方案实施的基础上，日光温室内的土地利用率也有所增加、人工成本有所减少，在一定程度上也提高了经济效益[5]。

3 宜机化塑料大棚的构建措施

为提升我国南方区域塑料大棚的机械化程度，本研究研发了一种宜机化的塑料大棚，其不仅能够将机械化水平提升到88%，还能够显著减少人工成本投入，减轻生产人员的劳动强度，具体的宜机化塑料大棚设计方案如下。

3.1 契合机械化要求标准栽培模式的打造

相关研究活动已经证实，若单纯地追求农机装备的优化创新而契合农艺的实际需求，需要较高的成本投入，且效果不尽如人意。因此，本项研究结合权威专家的意见后，首先以番茄作业的栽培为研究对象，对其栽培工艺进行了调整和优化，进而使栽培工艺能够和农机设备作业需求完美契合。在具体的番茄栽培阶段设置垄向时，要将塑料大棚的长度和方向纳入考虑范围，以免农机设备在运转阶段频繁调头。其次，开展科学的调研活动，全面收集塑料大棚作业阶段所应用农机装备的信息数据，进而初步确定垄型尺寸，以保证各项农机装备能够高效化运行。最后，基于垄型实际情况，应用单行定植和双向吊蔓方式开展栽培活动，并科学设定株距、种植密度等[6]。

3.2 筛选合适的农业机具

一般来说，番茄栽培可分为4个阶段的流程，即耕地整地、起垄、移栽和管理。

首先，在耕地整地阶段，番茄栽培人员要适当深翻土壤，进而改变土壤结构，使其更符合番茄的生长要求，进而达成增产目标。一般来说，可采用45 kW左右的拖拉机和蔬菜深松机，确保耕地整地深度达到40 cm以上。

其次，在起垄环节中，可应用多功能田园管理机，科学、高效地完成各项作业活动。

再次，在移栽环节，则要遵循番茄栽培模式的具体要求，选择型号合适的原地调头移栽机，进而圆满完成番茄移栽作业。

最后，在管理工作阶段，要综合考虑轨道式运输车的应用环境，针对性构建履带式多功能作业平台，实现自动化运输方式对人工工作模式的取代，最终高效完成物料运输作业，在一定程度上节约了人力成本。同时，基于履带式多功能作业平台的特点，在实际生产阶段，还可结合喷头和药箱设备，以远程视频方式实现遥控打药操作，达成“人机分离”式植保目标，一定程度上减少了农药和劳动人员的接触，保障了劳动人员的生命健康[7]。

3.3 宜机化塑料大棚的设计

在完成农艺的创新优化、农机的合理选择后，即可确定大棚各个构成部分的最小空間参数，进而为后续宜机化塑料大棚的设计工作提供经验参照。本文的详细设计方案如下。

一是将塑料大棚的方向设置为南北向，以实现对土地资源的高度利用。

二是将番茄栽培垄数设定为5垄，并确保大棚内部接近侧墙的垄沟与塑料大棚的边缘位置保持一定的安全距离，进而使履带式多功能平台能够圆满运行。

三是为满足人、机作业高度需求，要科学确定塑料大棚肩高和脊高。

四是增加相关抗风构造，完成宜机化塑料大棚的剖面设计。

五是为满足农机装备进出需求，将塑料大棚山墙设计为双轨道三重推拉门，同时在室内张挂保温幕布，确保塑料大棚保温性能良好[8]。

参考文献：

[ 1 ] 宋卫堂，李明.以“农艺-农机-设施”深度融合推动设施园艺高效发展[J].农业工程技术，2020（1）：42-45.

[ 2 ] 杨发展，李维华，李建东，等.农机农艺高度融合的基础在标准化——以山东玉米机械化生产为例[J].中国农机化学报，2018，39（9）：104-107.

[ 3 ] 杨战宏.宝鸡市眉县农机与农艺融合现状、存在问题和建议[J].农业工程，2016，6（2）：43-44.

[ 4 ] 张庆政，巴桑拉姆.浅谈农机科技创新中的农机与农艺相结合问题[J].农民致富之友，2017（8）：214.