魏安民 何圣米

导读：以嘉心菜有机农业园区设施、农机、农艺三者融合在设施蔬菜种植中的实践运用为例，介绍了蔬菜设施宜机化规划，设施蔬菜机耕整地环节农机选型，机耕整地农机农艺融合技术标准的建立等，为设施蔬菜生产基地的种植机械化应用提供参考。

起垄覆膜一体机

受农村人口老龄化和机械化整体水平低的影响，蔬菜生产的劳动力成本以每年17%的速度上涨，2015年，蔬菜生产的劳动力成本已经占到其生产总成本的一半以上[1]。随着我国农业现代化的持续推进，设施蔬菜发展迅速，面积逐年增加，机械化是解决设施蔬菜“用工难、用工贵”的有效途径。现阶段，我国设施蔬菜种植机械化整体水平较低，主要是蔬菜设施、农机、农艺三者融合受设施结构、蔬菜品种和农艺等因素制约。农机农艺融合度不足成为蔬菜生产机械化发展的瓶颈已成为行业共识，我国设施园艺面积中设施蔬菜占比95%以上，设施园艺机械化水平约在35%[2，3]。2019年12月农业农村部农业机械化管理司于浙江湖州召开全国设施农业机械化推进会，会议提出，到2025年以塑料大棚、日光温室和连栋温室为主的设施总面积稳定在200万hm2以上，设施栽培机械化水平总体达到50%以上，着力推进农机装备与种养工艺、工程设施融合发展，推动设施农业高质高效发展。作者以嘉心菜有机农业园区在园区机耕整地环节蔬菜设施宜机化规划、设施蔬菜农机选型，以及农机适应农艺，农艺适合农机的实践为基础，探讨“设施建设标准化、种植农艺标准化、设施作业机械化”，缓解设施蔬菜生产“用工难、用工贵”难题。

1 蔬菜设施宜机化规划

随着现代农业设施的不断改进，早期建设的中小型塑料拱棚逐步被淘汰，以8 m及以上跨度为主的单体塑料大棚、连栋大棚开始推广。在实际蔬菜基地规划建设中，蔬菜设施除了需要满足一定的“抗风雪、降保温、防暴雨、减病虫”等功能外，还必须考虑设施的宜机化。

表2 8 m宽蔬菜设施大棚撒肥车主要机械参数

1.1 路、沟、渠、机库的宜机化

为方便农机通行、作业、停放、维修维护，蔬菜基地应在路、沟、渠、机库的设置方面充分考虑农机的特点和需求[2，3]。考虑蔬菜种植种类繁多、农艺复杂、更换机具频繁，机库一般选择在基地的中心位置，场地地势较高，不能积水，四周道路通畅，作业通行覆盖整个基地半径基本一致，以有效降低农机无效通行时间；机库面积根据基地规模、机具数量、机具更换、维修保养、进出方便等原则而定，一般不少于2 000 m2。路、沟、渠的规划建设原则主要是满足机械化作业的安全性和蔬菜农艺要求的沟渠排水及时性；机耕路宽度要求2 m以上，水泥或沥青浇筑，承重3.5 t以上，路面两边各有至少50 cm的缓冲，每隔一定距离设置农机会车缓冲区，路口转弯考虑农机转弯半径；机耕路面比设施田块低10～15 cm，形成缓坡，避免路面积水进入设施内和保障农机进出设施时的安全，沟渠面比设施田块低15～20 cm，以利于及时排水，连接机耕路与设施田块的下田坡横跨沟渠，宽度与设施门一致，承重3.5 t以上，坡面浇筑纹路，避免打滑。

1.2 大棚设施的宜机化

“门难进、头难掉、弯难转、边难耕”是目前很多设施大棚机械作业所面临的尴尬问题。门太小、高度矮、跨度小、立柱多的温室（大棚）限制了大中型机械的运行[2]。以普遍采用的GP832型或GP825型钢管单体大棚为例，原大棚宽8 m、高3.5 m，首端中间设置作业移门，门宽1.8～2.0 m，尾端作业移门门宽0.9～1.0 m，棚肩高1.4～1.5 m，长度不一，不便于机械进出作业。因此，建造大棚设施时，保持棚宽8.0 m、高3.5 m，在不降低原有抗风雪灾强度的同时，为便于机械化作业，于大棚首尾两端面中间设置作业移门，门宽2.0～2.2 m，农机由棚头进、棚尾出，解决中型机械“门难进、头难调、弯难转”的问题；棚肩高改为1.5～1.6 m，解决“边难耕”的问题；大棚长度60 m以上，考虑棚内蔬菜通风、降保温、除湿等农艺需要，以60～80 m为宜；也可在大棚顶部设置天窗，实现对塑料大棚中上层温度的有效调节[4]，增加大棚长度，提高设施内农机作业效率。

2 引进设施蔬菜机耕整地机械

机耕整地的规范化、标准化、精细化是蔬菜全程机械化的基础[5]。蔬菜设施经宜机化规划建设后，仍会受棚室空间环境的限制，决定了宜选择操作劳动强度小、适合设施内作业的中小型机械。以嘉心菜有机农业园区8 m宽单体大棚宜机化设施农机农艺融合实践为例，采用雷沃M604L大棚王拖拉机+后置三点悬挂为牵引动力，该拖拉机长3 136 mm、宽1 350 mm、高1 420 mm，整机质量1 350 kg，标定功率44.2 kW，额定牵引动力6 kN（1 N=1 kg·m/s2），可配套灭茬、清园、翻耕、起垄、覆膜和旋耕起垄覆膜一体机等多种农机（表1、2），换机装配简单、机手坐卧驾驶、动力足、机手劳动强度小。

表1 8 m宽蔬菜设施大棚机耕整地主要机械参数

3 机耕整地农机农艺融合技术标准

3.1 机耕整地机械作业质量标准

机耕整地质量关系到后续蔬菜生产环节机械化的推进。制订机械作业质量标准时，要综合考虑各机械参数、土质条件、棚内土地利用率、蔬菜栽培中各环节农艺要求、清洁生产要求、机手操作难易程度等因素，实践中要多次试验、跟踪、验证（表3）。

表3 8 m棚设施蔬菜机耕整地机械作业质量标准

3.2 机耕整地农艺标准

从提高作业效率和质量的角度，制订简化规范、完整统一的种植农艺要求，形成适应机械化作业的种植技术体系[2]。机耕整地农机农艺融合的关键是在机械作业质量标准的基础上针对不同蔬菜品种调整农艺标准，以适合农机作业。应以垄面宽度为核心，便于后期田间管理为原则，最大化地利用棚内土地，确定各品种蔬菜种植垄行数、株距、行距，并尽量将农艺相近的品种归类、简化，形成农机农艺标准化种植体系，以具有推广应用的广泛性。以嘉心菜有机农业园区种植的部分蔬菜品种为例，综合考虑气候、病虫害绿色防控、棚内通风换气等农艺需要，制订了8 m棚设施农机农艺融合标准（表4）。

表4 8 m棚设施蔬菜农机农艺标准

4 结束语

提升蔬菜机械化水平是一个系统工程，需多学科知识和多部门联合协同创新，以经济适用的装备技术为支撑，建设完备先进的园区、方便作业的设施、规范的栽培模式、适宜的机具配置、统一的作业质量要求[6]。近几年我国蔬菜机械化发展缓慢，推进过程中农机农艺融合少，适用装备配套难，“无机可用、无好机用、有机难用”现象还普遍存在[7]。从国内蔬菜种植耕、种、管、收及采后处理机械化水平来看，机械化程度最高的是机耕整地、灌溉和运输，通用性强、适用机械多、机械化水平80%以上[6]，工厂化穴盘育苗与机械移栽的农艺融合、育苗移栽与机械采收的农机农艺融合基本处于研发、试验阶段，也是我国蔬菜机械化发展最大的2个短板，这需要政府主管部门顶层设计发展规划、行业研究机构加强农机农艺标准制订指导、装备制造厂商协同创新科研攻关、培育农机社会化服务组织加大推广力度，更需要农技管理人员经常关注国内蔬菜种植育苗与移栽、栽培与收获等机械化示范、推广情况，引进合适的机械，系统建立种前、种后、收获各环节融合的农机农艺标准体系。

激光平地机露地作业