设施蔬菜基地机耕整地农机农艺融合技术_魏安民.pdf

JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 特约栏目主持 万勇 设施蔬菜机械化2021 15 1985年7月毕业于华中农业大学工学院 现任武汉市农业科学院 农业机械化研究所副所长 正高职称 长期从事新产品开发和先进技术 装备的引进 示范推广工作 致力于 温室环境智能控制 水肥一体化 蔬菜全程机械化 技术的研究与开发 近年来发表论文20余篇 拥有专 利20余项 制定地方标准5部 担任湖 北省农业机械学会副理事长 湖北省主 要农作物生产全程机械化专家指导组 成员 湖北省蔬菜机械化专家组秘书 长 设施蔬菜基地机耕整地农机农艺融合技术 魏安民 何圣米 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 hm 2 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 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 魏安民 嘉兴市嘉心菜农业发展集团有限 公司 浙江 314000 E mail 368757137 何圣米 通讯作者 浙江省农业科学院蔬菜 研究所 杭州 310021 E mail 820084227 收稿日期 2021 03 16 起垄覆膜一体机 7 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 2021 15设施蔬菜机械化 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 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 m 2 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 灭茬机 1JQ 125 125 40 三点悬挂 32 131 152 71 耙齿式搂膜机 IFMJ 1450 140 三点悬挂 135 175 90 旋耕机 1GKN 150S 140 三点悬挂 34 155 80 80 10 18 圆盘犁 订制 50 70 三点悬挂 2 130 100 80 18 20 铧式犁 订制 50 70 三点悬挂 2 150 100 90 20 25 旋耕起垄铺膜一体机 1 1GVFM 120 125 三点悬挂 34 200 150 130 旋耕起垄铺膜一体机 2 1GVFM 140 140 三点悬挂 36 200 170 130 旋耕起垄铺膜一体机 3 1GVFM 160 140 三点悬挂 36 200 190 130 耙齿式搂膜机 95 5 10 140 180 旋耕机 210 圆盘犁 150 铧式犁 180 旋耕起垄铺膜一体机 1 15 20 80 100 400 旋耕起垄铺膜一体机 2 15 20 100 120 450 旋耕起垄铺膜一体机 3 15 20 120 140 480 设备 参数 起垄高度 cm 垄面宽度 cm 废膜捡拾率 起膜深度 cm 起膜宽度 cm 整机质量 kg 配套拖 拉机 灭茬机 240 雷沃 M604L 大棚 王 后 置三点 悬挂 设备 型号 工作幅宽 cm 最小离地 间隙 cm 连接形式 总安装刀片数 片 长 宽 高 cm cm cm 耕深 cm 表 1 8 m 宽蔬菜设施大棚机耕整地主要机械参数 设备 型号 功率 kW 长 高 宽 cm cm cm 撒肥幅宽 m 667 m 2 撒肥量 kg 撒肥方式 行走方式 表 2 8 m 宽蔬菜设施大棚撒肥车主要机械参数 轮式有机肥 撒肥车 订制 36 75 385 140 160 3 8 250 2 000 双圆盘 底部出肥 四轮 注 1马力约等于 735 W 8 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL设施蔬菜机械化2021 15 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 s 2 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 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 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 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 表 3 8 m 棚设施蔬菜机耕整地机械作业质量标准 设备名称 作业功能 作业质量标准 灭茬机 粉碎高度低于 1 m 的作物秸秆或杂草 将棚内作物秸秆或杂草粉碎 长度小于 10 cm 作业有序无遗漏 铺地膜的田块作 业时抬高 5 cm 避免地膜太碎 影响搂膜机作业 耙齿式搂膜机 清洁田园 灭茬机作业后将铺有地膜的棚内废旧地膜连同部分杂草清理出棚外机耕路边 注 意尽量捡拾干净 有机肥撒肥车 基肥撒施 田块翻耕前撒施有机基肥 按种植品种用肥标准装配有机肥 撒施均匀 旋耕机 田块翻耕 适合于浅根叶菜类作物翻耕作业 要求翻耕深度 15 cm 土块直径小于 5 cm 整个 田块疏松均匀 无遗漏 翻耕后田面平整 无零星堆积土 必要时可作业 2遍 圆盘犁 田块深翻 适合叶菜 根茎类 茄果类作物 要求翻耕深度 20 cm 左右 翻耕后旋耕机再耙耘 土块 1遍 整个田块疏松均匀 无遗漏 田面平整 无零星堆积土 铧式犁 田块深翻 适合叶菜 根茎类 茄果类作物 连续种植 2 茬以上田块深翻 要求翻耕深度 25 cm 翻耕后旋耕机再耙耘土块 1 遍 整个田块疏松均匀 无遗漏 田面平整 无 零星堆积土 旋耕起垄铺膜 一体机 1 1GVFM 120 田块起垄铺膜 垄面宽 80 cm 垄高 20 cm 垄数 5 条 垄沟 50 60 cm 两侧垄离棚边 40 50 cm 要 求垄面平整 垄形直 根据铺膜需要沟内留土 便于覆土压膜 适合 5 垄作物 芋 头 番茄 茄子 芦笋 黄秋葵 西葫芦 儿菜等 适合 2垄作物 苦瓜 丝瓜 南瓜等 旋耕起垄铺膜 一体机 2 1GVFM 140 田块起垄铺膜 垄面宽 110 cm 垄高 20 cm 垄数 4 条 垄沟 50 60 cm 两侧垄离棚边 40 50 cm 要求垄面平整 垄形直 根据铺膜需要沟内留土 便于覆土压膜 适合作物 甘蓝 类 大白菜 花菜类 根茎类 豆类 瓜类 辣椒等 旋耕起垄铺膜 一体机 3 1GVFM 160 田块起垄铺膜 垄面宽 140 cm 垄高 20 cm 垄数 4 条 垄沟 30 40 cm 两侧垄离棚边 40 50 cm 要求垄面平整 垄形直 根据铺膜需要沟内留土 便于覆土压膜 适合作物 直播叶 菜 移栽叶菜 生菜 蕹菜 木耳菜 韭菜等 9 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 2021 15设施蔬菜机械化 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 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 44 47 2 陈永生 刘先才 高庆生 等 发展蔬菜机械化必须推进种 植标准化 J 长江蔬菜 2019 12 18 21 3 农业部 中国农业机械化年鉴 2018 M 北京 中国农业科 学技术出版社 2018 4 闫子双 赵景文 刘晓明 等 塑料大棚生产关键环节机械 化技术指导意见 J 农业工程技术 2020 7 49 51 54 5 陈永生 中国蔬菜生产机械化 2018 年度发展报告 J 中国 农机化学报 2019 40 4 1 6 18 6 廖禺 潘松 黄俊宝 等 蔬菜生产机械化技术的现状与发 展研究 J 粮食科技与经济 2018 10 99 101 7 陈永生 刘先才 2019 中国蔬菜机械化发展报告 J 中国农 机化学报 2020 41 3 46 53 表 4 8 m 棚设施蔬菜农机农艺标准 作物 种植方式 单棚垄数 垄 垄面宽度 cm 垄高 cm 每垄行数 行 行距 cm 株距 cm 每 667 m 2 基肥用量 kg 青菜 移栽 4 140 15 20 12 14 10 12 15 20 500 4 110 15 20 10 11 10 12 15 20 500 散叶生菜 娃娃菜 移栽 4 140 15 20 8 15 20 15 20 500 1 000 4 110 15 20 6 15 20 15 20 500 1 000 甘蓝 移栽 4 140 15 20 4 35 40 35 40 1 000 4 110 15 20 3 30 35 30 35 1 000 杭白菜 菜心 苋菜等 直播 4 140 15 20 撒播间苗 15 20 8 15 500 大番茄 搭架移栽 5 80 18 20 2 40 50 35 40 1 500 紫长茄 移栽 5 80 18 20 1 60 1 500 菜豆 搭架移栽 4 110 15 20 2 40 45 60 500 早 泡 椒 移栽 4 110 15 20 2 40 45 60 1 500 大黄瓜 搭架移栽 4 110 15 20 2 40 45 60 1 500 胡萝卜 直播 5 80 18 20 3 25 30 8 10 1 500 松花菜 移栽 4 140 15 20 4 40 45 50 1 500 4 110 15 20 3 40 45 50 1 500 小西芹 移栽 4 140 15 20 9 12 15 15 20 1 000 4 110 15 20 7 12 15 15 20 1 000 丝瓜 搭架移栽 2 80 15 20 1 30 40 1 000 注 紫长茄和丝瓜为单行栽培 激光平地机露地作业 10