設施蔬菜基地機耕整地農(nóng)機農(nóng)藝融合技術_魏安民.pdf

JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 特約欄目主持 萬勇 設施蔬菜機械化2021 15 1985年7月畢業(yè)于華中農(nóng)業(yè)大學工學院 現(xiàn)任武漢市農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)機械化研究所副所長 正高職稱 長期從事新產(chǎn)品開發(fā)和先進技術 裝備的引進 示范推廣工作 致力于 溫室環(huán)境智能控制 水肥一體化 蔬菜全程機械化 技術的研究與開發(fā) 近年來發(fā)表論文20余篇 擁有專 利20余項 制定地方標準5部 擔任湖 北省農(nóng)業(yè)機械學會副理事長 湖北省主 要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機械化專家指導組 成員 湖北省蔬菜機械化專家組秘書 長 設施蔬菜基地機耕整地農(nóng)機農(nóng)藝融合技術 魏安民 何圣米 受農(nóng)村人口老齡化和機械化整體水平低的影響 蔬菜生產(chǎn)的勞 動力成本以每年 17 的速度上漲 2015 年 蔬菜生產(chǎn)的勞動力成本 已經(jīng)占到其生產(chǎn)總成本的一半以上 1 隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的持續(xù) 推進 設施蔬菜發(fā)展迅速 面積逐年增加 機械化是解決設施蔬菜 用工難 用工貴 的有效途徑 現(xiàn)階段 我國設施蔬菜種植機械化整 體水平較低 主要是蔬菜設施 農(nóng)機 農(nóng)藝三者融合受設施結構 蔬 菜品種和農(nóng)藝等因素制約 農(nóng)機農(nóng)藝融合度不足成為蔬菜生產(chǎn)機械 化發(fā)展的瓶頸已成為行業(yè)共識 我國設施園藝面積中設施蔬菜占比 95 以上 設施園藝機械化水平約在35 2 3 2019年12月農(nóng)業(yè)農(nóng)村 部農(nóng)業(yè)機械化管理司于浙江湖州召開全國設施農(nóng)業(yè)機械化推進會 會議提出 到 2025 年以塑料大棚 日光溫室和連棟溫室為主的設施 總面積穩(wěn)定在 200 萬 hm 2 以上 設施栽培機械化水平總體達到 50 以上 著力推進農(nóng)機裝備與種養(yǎng)工藝 工程設施融合發(fā)展 推動設施 農(nóng)業(yè)高質高效發(fā)展 作者以嘉心菜有機農(nóng)業(yè)園區(qū)在園區(qū)機耕整地環(huán) 節(jié)蔬菜設施宜機化規(guī)劃 設施蔬菜農(nóng)機選型 以及農(nóng)機適應農(nóng)藝 農(nóng) 藝適合農(nóng)機的實踐為基礎 探討 設施建設標準化 種植農(nóng)藝標準 化 設施作業(yè)機械化 緩解設施蔬菜生產(chǎn) 用工難 用工貴 難題 1 蔬菜設施宜機化規(guī)劃 隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施的不斷改進 早期建設的中小型塑料拱棚逐 步被淘汰 以 8 m 及以上跨度為主的單體塑料大棚 連棟大棚開始 推廣 在實際蔬菜基地規(guī)劃建設中 蔬菜設施除了需要滿足一定的 導讀 以嘉心菜有機農(nóng)業(yè)園區(qū)設 施 農(nóng)機 農(nóng)藝三者融合在設施 蔬菜種植中的實踐運用為例 介 紹了蔬菜設施宜機化規(guī)劃 設施 蔬菜機耕整地環(huán)節(jié)農(nóng)機選型 機 耕整地農(nóng)機農(nóng)藝融合技術標準 的建立等 為設施蔬菜生產(chǎn)基地 的種植機械化應用提供參考 魏安民 嘉興市嘉心菜農(nóng)業(yè)發(fā)展集團有限 公司 浙江 314000 E mail 368757137 何圣米 通訊作者 浙江省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜 研究所 杭州 310021 E mail 820084227 收稿日期 2021 03 16 起壟覆膜一體機 7 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 2021 15設施蔬菜機械化 抗風雪 降保溫 防暴雨 減病蟲 等功能外 還必 須考慮設施的宜機化 1 1 路 溝 渠 機庫的宜機化 為方便農(nóng)機通行 作業(yè) 停放 維修維護 蔬菜 基地應在路 溝 渠 機庫的設置方面充分考慮農(nóng)機 的特點和需求 2 3 考慮蔬菜種植種類繁多 農(nóng)藝復 雜 更換機具頻繁 機庫一般選擇在基地的中心位 置 場地地勢較高 不能積水 四周道路通暢 作業(yè) 通行覆蓋整個基地半徑基本一致 以有效降低農(nóng)機 無效通行時間 機庫面積根據(jù)基地規(guī)模 機具數(shù)量 機具更換 維修保養(yǎng) 進出方便等原則而定 一般不 少于2 000 m 2 路 溝 渠的規(guī)劃建設原則主要是滿 足機械化作業(yè)的安全性和蔬菜農(nóng)藝要求的溝渠排 水及時性 機耕路寬度要求 2 m 以上 水泥或瀝青 澆筑 承重 3 5 t 以上 路面兩邊各有至少 50 cm 的 緩沖 每隔一定距離設置農(nóng)機會車緩沖區(qū) 路口轉 彎考慮農(nóng)機轉彎半徑 機耕路面比設施田塊低 10 15 cm 形成緩坡 避免路面積水進入設施內(nèi)和保障 農(nóng)機進出設施時的安全 溝渠面比設施田塊低 15 20 cm 以利于及時排水 連接機耕路與設施田塊的 下田坡橫跨溝渠 寬度與設施門一致 承重 3 5 t 以 上 坡面澆筑紋路 避免打滑 1 2 大棚設施的宜機化 門難進 頭難掉 彎難轉 邊難耕 是目前很多 設施大棚機械作業(yè)所面臨的尷尬問題 門太小 高 度矮 跨度小 立柱多的溫室 大棚 限制了大中型 機械的運行 2 以普遍采用的GP832型或GP825型 鋼管單體大棚為例 原大棚寬 8 m 高 3 5 m 首端 中間設置作業(yè)移門 門寬 1 8 2 0 m 尾端作業(yè)移門 門寬 0 9 1 0 m 棚肩高 1 4 1 5 m 長度不一 不便 于機械進出作業(yè) 因此 建造大棚設施時 保持棚寬 8 0 m 高 3 5 m 在不降低原有抗風雪災強度的同 時 為便于機械化作業(yè) 于大棚首尾兩端面中間設 置作業(yè)移門 門寬 2 0 2 2 m 農(nóng)機由棚頭進 棚尾 出 解決中型機械 門難進 頭難調 彎難轉 的問 題 棚肩高改為 1 5 1 6 m 解決 邊難耕 的問題 滅茬機 1JQ 125 125 40 三點懸掛 32 131 152 71 耙齒式摟膜機 IFMJ 1450 140 三點懸掛 135 175 90 旋耕機 1GKN 150S 140 三點懸掛 34 155 80 80 10 18 圓盤犁 訂制 50 70 三點懸掛 2 130 100 80 18 20 鏵式犁 訂制 50 70 三點懸掛 2 150 100 90 20 25 旋耕起壟鋪膜一體機 1 1GVFM 120 125 三點懸掛 34 200 150 130 旋耕起壟鋪膜一體機 2 1GVFM 140 140 三點懸掛 36 200 170 130 旋耕起壟鋪膜一體機 3 1GVFM 160 140 三點懸掛 36 200 190 130 耙齒式摟膜機 95 5 10 140 180 旋耕機 210 圓盤犁 150 鏵式犁 180 旋耕起壟鋪膜一體機 1 15 20 80 100 400 旋耕起壟鋪膜一體機 2 15 20 100 120 450 旋耕起壟鋪膜一體機 3 15 20 120 140 480 設備 參數(shù) 起壟高度 cm 壟面寬度 cm 廢膜撿拾率 起膜深度 cm 起膜寬度 cm 整機質量 kg 配套拖 拉機 滅茬機 240 雷沃 M604L 大棚 王 后 置三點 懸掛 設備 型號 工作幅寬 cm 最小離地 間隙 cm 連接形式 總安裝刀片數(shù) 片 長 寬 高 cm cm cm 耕深 cm 表 1 8 m 寬蔬菜設施大棚機耕整地主要機械參數(shù) 設備 型號 功率 kW 長 高 寬 cm cm cm 撒肥幅寬 m 667 m 2 撒肥量 kg 撒肥方式 行走方式 表 2 8 m 寬蔬菜設施大棚撒肥車主要機械參數(shù) 輪式有機肥 撒肥車 訂制 36 75 385 140 160 3 8 250 2 000 雙圓盤 底部出肥 四輪 注 1馬力約等于 735 W 8 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL設施蔬菜機械化2021 15 大棚長度 60 m 以上 考慮棚內(nèi)蔬菜通風 降保溫 除濕等農(nóng)藝需要 以 60 80 m 為宜 也可在大棚頂 部設置天窗 實現(xiàn)對塑料大棚中上層溫度的有效調 節(jié) 4 增加大棚長度 提高設施內(nèi)農(nóng)機作業(yè)效率 2 引進設施蔬菜機耕整地機械 機耕整地的規(guī)范化 標準化 精細化是蔬菜全 程機械化的基礎 5 蔬菜設施經(jīng)宜機化規(guī)劃建設 后 仍會受棚室空間環(huán)境的限制 決定了宜選擇操 作勞動強度小 適合設施內(nèi)作業(yè)的中小型機械 以 嘉心菜有機農(nóng)業(yè)園區(qū) 8 m 寬單體大棚宜機化設施 農(nóng)機農(nóng)藝融合實踐為例 采用雷沃 M604L 大棚王 拖拉機 后置三點懸掛為牽引動力 該拖拉機長 3 136 mm 寬 1 350 mm 高 1 420 mm 整機質量 1 350 kg 標定功率 44 2 kW 額定牽引動力 6 kN 1 N 1 kg m s 2 可配套滅茬 清園 翻耕 起壟 覆 膜和旋耕起壟覆膜一體機等多種農(nóng)機 表1 2 換機 裝配簡單 機手坐臥駕駛 動力足 機手勞動強度小 3 機耕整地農(nóng)機農(nóng)藝融合技術標準 3 1 機耕整地機械作業(yè)質量標準 機耕整地質量關系到后續(xù)蔬菜生產(chǎn)環(huán)節(jié)機械 化的推進 制訂機械作業(yè)質量標準時 要綜合考慮 各機械參數(shù) 土質條件 棚內(nèi)土地利用率 蔬菜栽培 中各環(huán)節(jié)農(nóng)藝要求 清潔生產(chǎn)要求 機手操作難易 程度等因素 實踐中要多次試驗 跟蹤 驗證 表3 3 2 機耕整地農(nóng)藝標準 從提高作業(yè)效率和質量的角度 制訂簡化規(guī) 范 完整統(tǒng)一的種植農(nóng)藝要求 形成適應機械化作 業(yè)的種植技術體系 2 機耕整地農(nóng)機農(nóng)藝融合的關 鍵是在機械作業(yè)質量標準的基礎上針對不同蔬菜 品種調整農(nóng)藝標準 以適合農(nóng)機作業(yè) 應以壟面寬 度為核心 便于后期田間管理為原則 最大化地利 用棚內(nèi)土地 確定各品種蔬菜種植壟行數(shù) 株距 行 距 并盡量將農(nóng)藝相近的品種歸類 簡化 形成農(nóng)機 農(nóng)藝標準化種植體系 以具有推廣應用的廣泛性 以嘉心菜有機農(nóng)業(yè)園區(qū)種植的部分蔬菜品種為例 綜合考慮氣候 病蟲害綠色防控 棚內(nèi)通風換氣等 農(nóng)藝需要 制訂了 8 m 棚設施農(nóng)機農(nóng)藝融合標準 表4 4 結束語 提升蔬菜機械化水平是一個系統(tǒng)工程 需多學 科知識和多部門聯(lián)合協(xié)同創(chuàng)新 以經(jīng)濟適用的裝備 表 3 8 m 棚設施蔬菜機耕整地機械作業(yè)質量標準 設備名稱 作業(yè)功能 作業(yè)質量標準 滅茬機 粉碎高度低于 1 m 的作物秸稈或雜草 將棚內(nèi)作物秸稈或雜草粉碎 長度小于 10 cm 作業(yè)有序無遺漏 鋪地膜的田塊作 業(yè)時抬高 5 cm 避免地膜太碎 影響摟膜機作業(yè) 耙齒式摟膜機 清潔田園 滅茬機作業(yè)后將鋪有地膜的棚內(nèi)廢舊地膜連同部分雜草清理出棚外機耕路邊 注 意盡量撿拾干凈 有機肥撒肥車 基肥撒施 田塊翻耕前撒施有機基肥 按種植品種用肥標準裝配有機肥 撒施均勻 旋耕機 田塊翻耕 適合于淺根葉菜類作物翻耕作業(yè) 要求翻耕深度 15 cm 土塊直徑小于 5 cm 整個 田塊疏松均勻 無遺漏 翻耕后田面平整 無零星堆積土 必要時可作業(yè) 2遍 圓盤犁 田塊深翻 適合葉菜 根莖類 茄果類作物 要求翻耕深度 20 cm 左右 翻耕后旋耕機再耙耘 土塊 1遍 整個田塊疏松均勻 無遺漏 田面平整 無零星堆積土 鏵式犁 田塊深翻 適合葉菜 根莖類 茄果類作物 連續(xù)種植 2 茬以上田塊深翻 要求翻耕深度 25 cm 翻耕后旋耕機再耙耘土塊 1 遍 整個田塊疏松均勻 無遺漏 田面平整 無 零星堆積土 旋耕起壟鋪膜 一體機 1 1GVFM 120 田塊起壟鋪膜 壟面寬 80 cm 壟高 20 cm 壟數(shù) 5 條 壟溝 50 60 cm 兩側壟離棚邊 40 50 cm 要 求壟面平整 壟形直 根據(jù)鋪膜需要溝內(nèi)留土 便于覆土壓膜 適合 5 壟作物 芋 頭 番茄 茄子 蘆筍 黃秋葵 西葫蘆 兒菜等 適合 2壟作物 苦瓜 絲瓜 南瓜等 旋耕起壟鋪膜 一體機 2 1GVFM 140 田塊起壟鋪膜 壟面寬 110 cm 壟高 20 cm 壟數(shù) 4 條 壟溝 50 60 cm 兩側壟離棚邊 40 50 cm 要求壟面平整 壟形直 根據(jù)鋪膜需要溝內(nèi)留土 便于覆土壓膜 適合作物 甘藍 類 大白菜 花菜類 根莖類 豆類 瓜類 辣椒等 旋耕起壟鋪膜 一體機 3 1GVFM 160 田塊起壟鋪膜 壟面寬 140 cm 壟高 20 cm 壟數(shù) 4 條 壟溝 30 40 cm 兩側壟離棚邊 40 50 cm 要求壟面平整 壟形直 根據(jù)鋪膜需要溝內(nèi)留土 便于覆土壓膜 適合作物 直播葉 菜 移栽葉菜 生菜 蕹菜 木耳菜 韭菜等 9 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 2021 15設施蔬菜機械化 技術為支撐 建設完備先進的園區(qū) 方便作業(yè)的設 施 規(guī)范的栽培模式 適宜的機具配置 統(tǒng)一的作業(yè) 質量要求 6 近幾年我國蔬菜機械化發(fā)展緩慢 推進 過程中農(nóng)機農(nóng)藝融合少 適用裝備配套難 無機可 用 無好機用 有機難用 現(xiàn)象還普遍存在 7 從國內(nèi) 蔬菜種植耕 種 管 收及采后處理機械化水平來 看 機械化程度最高的是機耕整地 灌溉和運輸 通 用性強 適用機械多 機械化水平 80 以上 6 工廠 化穴盤育苗與機械移栽的農(nóng)藝融合 育苗移栽與機 械采收的農(nóng)機農(nóng)藝融合基本處于研發(fā) 試驗階段 也是我國蔬菜機械化發(fā)展最大的 2 個短板 這需要 政府主管部門頂層設計發(fā)展規(guī)劃 行業(yè)研究機構加 強農(nóng)機農(nóng)藝標準制訂指導 裝備制造廠商協(xié)同創(chuàng)新 科研攻關 培育農(nóng)機社會化服務組織加大推廣力 度 更需要農(nóng)技管理人員經(jīng)常關注國內(nèi)蔬菜種植育 苗與移栽 栽培與收獲等機械化示范 推廣情況 引 進合適的機械 系統(tǒng)建立種前 種后 收獲各環(huán)節(jié)融 合的農(nóng)機農(nóng)藝標準體系 參考文獻 1 宋衛(wèi)堂 李明 以 農(nóng)藝 農(nóng)機 設施 深度融合推動設施園 藝高效發(fā)展 J 農(nóng)業(yè)工程技術 2020 1 44 47 2 陳永生 劉先才 高慶生 等 發(fā)展蔬菜機械化必須推進種 植標準化 J 長江蔬菜 2019 12 18 21 3 農(nóng)業(yè)部 中國農(nóng)業(yè)機械化年鑒 2018 M 北京 中國農(nóng)業(yè)科 學技術出版社 2018 4 閆子雙 趙景文 劉曉明 等 塑料大棚生產(chǎn)關鍵環(huán)節(jié)機械 化技術指導意見 J 農(nóng)業(yè)工程技術 2020 7 49 51 54 5 陳永生 中國蔬菜生產(chǎn)機械化 2018 年度發(fā)展報告 J 中國 農(nóng)機化學報 2019 40 4 1 6 18 6 廖禺 潘松 黃俊寶 等 蔬菜生產(chǎn)機械化技術的現(xiàn)狀與發(fā) 展研究 J 糧食科技與經(jīng)濟 2018 10 99 101 7 陳永生 劉先才 2019 中國蔬菜機械化發(fā)展報告 J 中國農(nóng) 機化學報 2020 41 3 46 53 表 4 8 m 棚設施蔬菜農(nóng)機農(nóng)藝標準 作物 種植方式 單棚壟數(shù) 壟 壟面寬度 cm 壟高 cm 每壟行數(shù) 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 散葉生菜 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 甘藍 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 莧菜等 直播 4 140 15 20 撒播間苗 15 20 8 15 500 大番茄 搭架移栽 5 80 18 20 2 40 50 35 40 1 500 紫長茄 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 大黃瓜 搭架移栽 4 110 15 20 2 40 45 60 1 500 胡蘿卜 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 絲瓜 搭架移栽 2 80 15 20 1 30 40 1 000 注 紫長茄和絲瓜為單行栽培 激光平地機露地作業(yè) 10