周桂官 蘇生平 蘇宇翔 吳劍銘 夏 冰
(1 江蘇省東臺市農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣服務(wù)站,江蘇東臺 224200;2 東臺市東臺鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,江蘇東臺 224200)
江蘇省東臺市在設(shè)施西瓜生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)應(yīng)用先進的農(nóng)機具,使西瓜機械化水平達到80%以上,相比人工作業(yè),采用機械化移栽和運輸每667 m2 可節(jié)約成本206 元。
江蘇省東臺市是全國聞名的早春設(shè)施西瓜生產(chǎn)基地,常年種植面積近2 萬hm2(30 萬畝),總產(chǎn)量達100 萬t,效益30 億元。西瓜種植屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè),近年來隨著勞動力短缺、人工成本增加、農(nóng)時用工緊張等問題的出現(xiàn),影響了東臺西瓜栽培規(guī)模的進一步擴大。2019 年東臺市農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣服務(wù)站開展了“東臺西瓜生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)機械化裝備與技術(shù)推廣應(yīng)用”項目研究,在耕翻撒肥、整地起壟、建棚覆膜、播種育苗、覆膜移栽、環(huán)境調(diào)控、灌溉追肥、病蟲害防控、機械運輸、尾菜處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)采用適宜機械,使西瓜生產(chǎn)機械化水平達到80%以上,提高了經(jīng)濟效益。若采用機械化栽培,僅移栽和運輸兩項作業(yè),就可為全市近2 萬hm2設(shè)施西瓜節(jié)約成本約6 000 萬元。
1.1 設(shè)施西瓜機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀 由于西瓜不同種植區(qū)域、不同品種之間的栽培模式、農(nóng)藝要求均存在較大差異,使得我國西瓜綜合機械化水平不高,特別是設(shè)施西瓜機械化水平更低。目前西瓜的機械化作業(yè)主要應(yīng)用在耕整地和田間管理環(huán)節(jié),而嫁接、移栽、整枝、授粉、采收等環(huán)節(jié)仍依賴于人工作業(yè)。耕整地環(huán)節(jié)主要采用鏵式犁、旋耕機、起壟機、開溝機、鋪管鋪膜機、微耕機等通用型耕整地機械;膜下滴灌及水肥一體化設(shè)備在部分地區(qū)推廣應(yīng)用;化學施藥主要采用背負式手動或電動噴霧器、背負式噴霧噴粉機、擔架式機動噴霧機等傳統(tǒng)植保機械;膜上機械移栽還處于示范階段,采收環(huán)節(jié)完全依賴于人工。從項目研究來看,設(shè)施西瓜的授粉、整枝和采收環(huán)節(jié)還“無機可用”,鋪管鋪膜機和水肥一體化設(shè)備“有機難用”,移栽、施藥和運輸設(shè)備“無好機可用”,制約著西瓜產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。因此,農(nóng)機農(nóng)藝融合技術(shù)還需要進一步加強。
1.2 設(shè)施西瓜生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械應(yīng)用 針對設(shè)施西瓜生產(chǎn)的農(nóng)藝要求,明確了機械化生產(chǎn)技術(shù)路線:耕翻撒肥→整地起壟→建棚覆膜→播種育苗→覆膜移栽→環(huán)境調(diào)控→灌溉追肥→病蟲害防控→機械運輸→尾菜處理,并制定了生產(chǎn)機具配套方案。
1.2.1 耕翻撒肥 選擇近5 年未種過瓜類或棉花的旱茬田塊,或水旱輪作不少于3 年的田塊,采用大中型拖拉機配套液壓翻轉(zhuǎn)犁進行深耕,拖拉機的動力要與液壓翻轉(zhuǎn)犁的犁鏵數(shù)、犁鏵寬度相配套,耕翻深度不小于25 cm。在移栽前30 d(天),采用禾田TKT-S600C-1 型履帶式撒肥機,或筑水SD500 型履帶式撒肥機撒施有機肥,有機肥選用商品有機肥或餅肥或腐熟的人畜糞肥,每667 m2用量500~1000 kg。在移栽前7~10 d(天),采用雷沃歐豹系列輪式拖拉機配套佐佐木CFC200 型撒肥機撒施無機肥,每667 m2施45%硫酸鉀型復(fù)合肥(N-P-K 為15-15-15)50 kg。
禾田TKT-S600C-1 型履帶式撒肥機由滁州禾田農(nóng)業(yè)機械有限公司銷售,該機具能在狹小的場所、濕地、斜坡等特殊環(huán)境下作業(yè),外形尺寸2 520 mm × 1 105 mm × 1 400 mm,撒肥類型包括有機肥和堆肥,撒肥方式為圓盤旋轉(zhuǎn)式,裝載質(zhì)量500 kg,撒肥幅寬4~5 m。
筑水SD500 型履帶式撒肥機由筑水農(nóng)機(常州)有限公司生產(chǎn),可滿足果園、菜園、農(nóng)田等不同場所的撒肥作業(yè),外形尺寸2 330 mm × 1 100 mm × 1 140 mm,配套動力4.2 kW,最大載重量500 kg,最大裝載容量0.7 m3,作業(yè)范圍1.5~4.0 m,前進速度0.6~6.0 km·h-1。
雷沃歐豹系列輪式拖拉機由雷沃重工股份有限公司生產(chǎn),作業(yè)效率高,可配套多種農(nóng)機具,適宜在大棚和小面積田塊作業(yè),外形尺寸3 136 mm ×1 350 mm × 1 420 mm,發(fā)動機動力29.4~44.1 kW(40~60 馬力),后置三點懸掛,前輪輪距和后輪輪距均為980 mm,最小離地間隙292 mm。
佐佐木CFC200 型撒肥機由佐佐木愛克賽路機械(南通)有限公司生產(chǎn),適合蔬菜大棚、果園作業(yè),撒肥均勻性高,對肥料要求低,外形尺寸1 190 mm × 1 150 mm × 1 000 mm,配套動力18.4 kW(25馬力)及以上,可撒施無機肥,肥箱容積200~300 L,撒肥幅寬6~12 m,作業(yè)速度4~8 km·h-1。
1.2.2 整地起壟 建棚前利用大中型拖拉機配套旋耕機進行耕翻作業(yè),使土壤平整、疏松、細碎,旋耕深度不小于8 cm,要求耙細整平、表里一致;對原已搭建好的大棚,用動力不小于36.75 kW(50馬力)的鹽海金馬大棚王拖拉機配套旋耕機耕整土地,旋耕深度不小于8 cm。利用履帶開溝(墑)機,或西甜瓜超寬幅旋耕起壟復(fù)式作業(yè)機,或璟田3TGQ-5.5 型多功能田園管理機實施開墑起壟作業(yè),壟面呈弧狀,壟高25 cm,與地面保持一定的角度,高低和深淺一致。棚間墑深度不低于30 cm。
鹽海金馬大棚王拖拉機由江蘇悅達智能農(nóng)業(yè)裝備有限公司生產(chǎn),體型小,外形尺寸3 230 mm ×1 450 mm × 1 985 mm,適合大棚和小塊田作業(yè),動力輸出轉(zhuǎn)速540~720 r·min-1,前輪輪距1 200~1 300 mm,后輪輪距1 150~1 450 mm,最小離地間隙292 mm。
西甜瓜超寬幅旋耕起壟復(fù)式作業(yè)機由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研發(fā),集碎土、起壟、整平、壓實等功能于一體,配套動力44.10~66.15 kW(60~90 馬力),作業(yè)幅寬250~285 cm,起1條壟,起壟高度15~25 cm,適宜6 m 寬的大棚兩壟種植。
璟田3TGQ-5.5 型多功能田園管理機由上??挡崢I(yè)有限公司銷售,適用于大棚內(nèi)起壟作業(yè),外形尺寸1 830 mm × 1 700 mm × 1 000 mm,壟面工作幅寬50~120 cm,起壟高度15~25 cm,發(fā)動機噪音小,動力持久穩(wěn)定。
1.2.3 搭棚覆膜 在移栽前20~30 d(天)搭建單層或雙層標準鋼架大棚,先采用鋼管調(diào)直機調(diào)節(jié)鋼管的彎度,然后用機械打孔機進行打孔插鋼管,外層大棚長度不超過100 m,寬度不小于6 m,肩高不小于1.8 m,頂高不小于2.2 m。為便于機械運輸,可采用寬窄行搭建大棚,其中一側(cè)寬行棚間距不小于70 cm。覆蓋大棚薄膜可用卷揚機進行拉緊。標準大棚和連棟大棚應(yīng)安裝手動或電動卷簾設(shè)備。
1.2.4 播種育苗 根據(jù)江蘇各地的氣候條件以及消費習慣等,選擇口感好、產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、抗逆性好、不易早衰、耐貯存的品種,如小蘭、蘇蜜9號、黑晶等小果型西瓜,8424、蘇蜜518、美都等中果型西瓜。播種前進行曬種,然后用55~60 ℃的熱水浸種3~4 h(小時),反復(fù)清洗種子表皮上的黏液后,置于30~32 ℃的恒溫箱或育苗室中催芽。春季設(shè)施栽培,一般在1——3 月采用50 孔穴盤播種育苗,使用集基質(zhì)混合、填充打孔、精量播種、覆土壓實、澆水等多種功能于一體的賽得林2YBG1000 氣吸滾筒式秧盤精量播種機播種。該播種機由臺州賽得林機械有限公司生產(chǎn),適用于西瓜、蔬菜、花卉、煙草等集約化育苗,可以根據(jù)不同穴盤規(guī)格配置相應(yīng)規(guī)格的播種滾筒。鋪土箱容積500 L,形式為輸送帶傳送+鏈條提升;覆土箱容積150 L,形式為輸送帶傳送,滾動毛刷刮平;壓孔形式為無動力滾輪壓孔,排種器為自動吸氣滾筒式,播種氣源壓力0.4~0.8 MPa,灑水形式為直線噴淋式;播種箱容積1.5 L,育苗盤尺寸要求寬度<350 mm,高度<120 mm,生產(chǎn)效率>1 000 盤·h-1。
春季溫度低,可采用大棚多層覆蓋+電熱線加溫育苗,也可在大棚內(nèi)采用熱風爐鼓風機加溫育苗。出苗前溫度保持在28~30 ℃;當出苗率達到50%時揭去地膜,出苗后減少澆水,白天溫度保持在22~25 ℃,夜間13~15 ℃。移栽前7 d(天)開始降溫煉苗,注意防控病害。
1.2.5 覆膜移栽 移栽前采用DEMETDMLM-120碎土起壟鋪膜鋪管一體機鋪設(shè)滴灌帶和覆蓋地膜,壟長不超過100 m,壟上覆蓋易降解的白色地膜或銀灰色避蚜膜。幼苗兩葉一心至三葉一心時移栽,選用井關(guān)2ZS-1A 單行蔬菜移栽機,小果型西瓜株距25~30 cm,每667 m2定植750~800 株;中果型西瓜株距30~35 cm,每667 m2定植600~750株。機械移栽后要進行查苗補缺,以防漏栽。
DEMETDMLM-120 碎土起壟鋪膜鋪管一體機由吉福瑞農(nóng)業(yè)機械成都有限公司銷售,適用于溫室大棚和露地蔬菜耕整地作業(yè),壟高15~25 cm,壟面寬120~125 cm,壟底寬≤155 cm,施肥、鋪膜和鋪滴灌管可以根據(jù)用戶需求選擇使用。
井關(guān)2ZS-1A 單行蔬菜移栽機由井關(guān)農(nóng)機(常州)有限公司生產(chǎn),適用于平地、壟上、膜上單行栽植西瓜、蔬菜等,適合缽苗,要求苗高40~170 mm;適應(yīng)壟高40~300 mm,栽植行數(shù)1 行,栽植深度0~60 mm,栽植株距250~600 mm 可調(diào)節(jié),結(jié)構(gòu)小,可在6 m 寬塑料大棚內(nèi)操作,移栽軌跡整齊,作業(yè)效率2 300 株·h-1,具有作業(yè)效率高、輔助用工少等特點。
1.2.6 環(huán)境調(diào)控 春茬西瓜移栽后前期溫度低,標準大棚可采用多層覆蓋保溫,連棟大棚可采用熱風爐鼓風機加溫。中后期溫度高時采用電動或手動搖膜器通風調(diào)溫,白天溫度控制在25~28 ℃,夜間不低于15 ℃。連棟大棚白天溫度超過35 ℃時,可采用濕簾、排風機降溫。西瓜成熟期適當降低溫度,加大晝夜溫差,以利于糖分積累。
1.2.7 灌溉追肥 定植后,采用雨辰WD.P-7.5 微噴滴灌水肥一體機或簡易滴灌帶滴灌緩苗水,追施促根劑。緩苗后采用小肥大水追發(fā)棵肥,一般每667 m2用水溶肥(N-P-K 為18-18-18)3~5 kg兌水10~12 m3進行滴灌。伸蔓期根據(jù)植株長勢和墑情,及時整枝壓蔓授粉,補充水分和養(yǎng)分。如植株長勢偏旺,則每667 m2用15%多效唑2~3 g 兌水25 kg 對葉片進行噴霧。爬地栽培采用人工整枝壓蔓,吊蔓栽培采用綁蔓器捆綁瓜蔓。果實膨大期至收獲前10 d(天)通過水肥一體機追肥,一般每667 m2用高鉀水溶肥(N-P-K 為15-10-35)3~5 kg 兌水10~12 m3滴灌2~3 次,以增加養(yǎng)分,同時有利于提高果實含糖量。
雨辰WD.P-7.5 微噴滴灌水肥一體機由江蘇省灌溉防塵工程有限公司生產(chǎn),具有省水、高效等特點,適用于6.67 hm2(100 畝)左右的農(nóng)田微噴和滴灌。微噴、滴灌主要參數(shù):電機功率7.5 kW,水泵流量25 m3·h-1,過濾精度120 目,施肥裝置溶液吸入量80~160 L·h-1,主管、支管適宜流速0.3~2.5 m·s-1,灌區(qū)支管線上灌水器<20%。其中,噴灌灌水器入口額定工作水壓150 kPa,灌水器流量100、120、250 L·h-1·m-1(帶);滴灌灌水器入口額定工作水壓100 kPa,灌水器流量1.38、2.00、3.20 L·h-1(單個滴水元件)。
1.2.8 病蟲害防控 選擇抗病品種,注意輪作換茬。早春茬西瓜基本不發(fā)生蟲害或發(fā)生較輕。重茬田塊易發(fā)生枯萎病,結(jié)瓜初期若發(fā)生枯萎病,應(yīng)及時用40%氟硅唑(杜邦福星)乳油20 mL+50%多菌靈可濕性粉劑400 g 兌水160 kg 進行灌根,每株灌250 mL,可有效預(yù)防或減輕枯萎病。西瓜生長中后期蟲害主要有蚜蟲、煙粉虱等,主推黃板或藍板誘殺,同時噴施22%氟啶蟲胺腈懸浮劑3 000倍液+激健助劑水劑(成都激健生物科技有限公司生產(chǎn))2 000 倍液。噴霧采用噴桿噴霧機,或凱銳KR-L2 自走式噴霧機。
凱銳KR-L2 自走式噴霧機由洛陽市曼德機械制造有限公司生產(chǎn),最低處距離地面40 cm,藥箱容量500 L,射程600~1 200 cm,最小回旋半徑110 cm,可一機多用,操作簡單,使用方便,適用于蔬菜大棚、果園的噴霧及搬運作業(yè)。
1.2.9 機械運輸 授粉后30~40 d(天)西瓜成熟,采取人工采摘與機械運輸相結(jié)合的采收方式。采用沃豐凱銳KR-LC 田園管理搬運機或軌道運輸車進行運輸,棚間預(yù)留間距不小于70 cm,運輸過程中應(yīng)輕拿輕放,防止西瓜開裂。采用西瓜自動無損糖分檢測和分揀設(shè)備流水線對西瓜的含糖量和單瓜質(zhì)量等指標進行檢測分類,實行分等分級,集中貼標、套網(wǎng)袋包裝上市。
沃豐凱銳KR-LC 田園管理搬運機由洛陽市曼德機械制造有限公司生產(chǎn),具有開放式寬體貨箱,貨箱尺寸110 cm × 75 cm × 40 cm,最大載重量600 kg,適用于大棚、田地、果園等的搬運作業(yè)。
西瓜無損糖分檢測自動化等級分選設(shè)備由藤田(常州)智能裝備有限公司銷售,主要用于西甜瓜分選,包括清洗、單瓜質(zhì)量、糖度、果形、空洞、重金屬6 項分選,PC 中文操作界面(觸摸屏電腦),分選速度4 000 個·h-1,處理量8 t·h-1,分選范圍20~9 000 g;具有自動計量功能,可按照各種標準裝箱輸出,可重疊多個等級輸出,多個出口可同時輸出同等級水果,可獲每日累計、加工總數(shù)量,數(shù)據(jù)可打印。
1.2.10 尾菜處理 西瓜收獲后,采用筑水農(nóng)機(常州)有限公司生產(chǎn)的CG101 型手扶履帶式割草機割除瓜蔓,采用禹城市博豐機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的4HS-80 地膜回收機回收田間地膜,采用成都吉峰農(nóng)機有限公司生產(chǎn)的RX-803 型履帶式蔬菜滅茬粉碎機粉碎瓜蔓,然后使用大棚王配套旋耕機旋耕埋入土中。
1.3 經(jīng)濟效益分析
1.3.1 機械化水平對比 2020 年在東臺市三倉吳劍家庭農(nóng)場、安豐國貿(mào)農(nóng)莊、東臺鎮(zhèn)歐美尚農(nóng)業(yè)園3 個基地建立項目示范點,推廣應(yīng)用移栽機、運輸機等機具面積逾20 hm2(300 畝),在同等條件下,根據(jù)NY/T 1408.6——2016《農(nóng)業(yè)機械化水平評價》第6 部分設(shè)施農(nóng)業(yè)中的農(nóng)業(yè)機械化水平評價方法,對比人工栽培,西瓜生產(chǎn)機械化水平從項目實施前的45%提高到了85%。
1.3.2 經(jīng)濟效益對比 以人工每天工作8 h(小時)、西瓜種植密度750 株·(667 m2)-1為例,對設(shè)施西瓜機械化移栽與人工移栽效益進行對比:移栽機作業(yè)效率為2 300 株·h-1,每天作業(yè)面積1.60 hm2(24 畝),需駕駛員1 人、雜工1 人,人工費用駕駛員300 元·d-1,雜工120 元·d-1,折合每667 m2人工成本17.5 元、燃油和機具折舊成本13 元,成本合計約30 元。人工移栽的作業(yè)效率為150 株·h-1,每天作業(yè)面積0.11 hm2(1.6 畝),需雜工1 人,費用為120 元·d-1,折合每667 m2人工成本75 元,無燃油和機具折舊成本,成本合計75元。綜上,西瓜機械化移栽作業(yè)效率約為人工移栽的15 倍,每667 m2節(jié)約成本45 元以上。
對設(shè)施西瓜機械化運輸與人工挑運效益進行對比:機械化運輸需操作工1 人,每天工作8 h(小時),費用120 元,作業(yè)效率為0.33 hm2(5 畝)·d-1,折合每667 m2人工成本24 元、燃油和機具折舊成本15 元,成本合計39 元。人工挑運每人每天作業(yè)效率僅為0.17 hm2(2.5 畝);以每667 m2產(chǎn)量2 500 kg、人工費用0.08 元·kg-1計算,每667 m2人工成本為200 元。機械化運輸作業(yè)效率約為人工挑運的2 倍,每667 m2節(jié)約成本161 元。
2.1 種植標準不統(tǒng)一 江蘇省西瓜種植基本以個體農(nóng)戶為主,不同產(chǎn)區(qū)栽培品種差異大,同一產(chǎn)區(qū)栽培模式也不一致,給機械的研制開發(fā)與成果轉(zhuǎn)化帶來困難。
2.2 機具性價比不高 全國西瓜種植規(guī)模較大,但主要集中在幾個省和分布在十多個區(qū)域,一家一戶種植面積相對較小,西瓜機械化使用面積相對較小,研發(fā)企業(yè)感到效益不高,興趣不大,導(dǎo)致專業(yè)化的裝備數(shù)量少。加之我國機具研發(fā)起步較晚,部分新型機具存在價格高、類型少,不能滿足千家萬戶的需求,小戶、散戶機具投入成本高,且性價比低。
2.3 機器作業(yè)效果不夠理想 設(shè)施西瓜的作業(yè)空間狹小、設(shè)施標準不統(tǒng)一,使得大型機械裝備無法進入設(shè)施內(nèi)作業(yè),即使是大棚王等中小馬力拖拉機也存在“路難走,門難進,邊難耕,頭難掉”的問題,難以發(fā)揮機械化裝備高效節(jié)本省工的優(yōu)勢;而微型耕整機械馬力小,作業(yè)后的耕層深度、土壤疏松度、田塊平整度等耕作質(zhì)量有時不能滿足西瓜種植農(nóng)藝要求。
3.1 加強農(nóng)機農(nóng)藝融合 建立基于西瓜典型區(qū)域特點與品種特性的農(nóng)機農(nóng)藝融合標準化栽培模式,實現(xiàn)栽培模式標準化、農(nóng)藝要求輕簡化、田間作業(yè)機械化,由整地壟形規(guī)范化、系列化開始,為不同作業(yè)環(huán)節(jié)機械化裝備的銜接配套提供保障。
3.2 加強新機具研發(fā) 通過西瓜種植適度規(guī)?;⒃O(shè)施結(jié)構(gòu)大型化,為西瓜機械化生產(chǎn)提供必要條件,針對西瓜機械化生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié),攻關(guān)研發(fā)集旋耕、開溝、施肥、覆膜于一體的耕整機械,整枝、授粉等機械,真正解放勞動力。
3.3 加大社會化服務(wù)力度 一臺小型機具少則幾千元,多則幾萬元,一家一戶西瓜種植面積小,購買一臺機具不劃算,只有大力發(fā)展社會化服務(wù),采用大戶購機,或農(nóng)機機手購機,或幾個種植戶聯(lián)合購機為西瓜種植戶進行有償移栽服務(wù),才能滿足大部分農(nóng)戶的需求,促進西瓜機械化水平的提升。
3.4 進行設(shè)施宜機化改造 一是連棟溫室、標準鋼架塑料大棚等農(nóng)業(yè)設(shè)施的跨度不小于6 m,肩高不小于1.8 m,橫梁高度不小于2.0 m,棚門寬度大于1.8 m,高度大于2.2 m。二是棚間溝距預(yù)留在50~70 cm,其中采用履帶式田園管理搬運機運輸?shù)模g距應(yīng)確保在70 cm 以上。三是平鋪地膜要求地膜厚度在0.04 mm 左右,同時鋪平鋪實拉緊,不得懸空,以免影響機械化移栽。四是大棚外道路盡量做到機耕道硬質(zhì)化,路(橋)寬3.5 m 以上,便于機器進出作業(yè)。
3.5 強化人員規(guī)范化操作和機具保養(yǎng) 農(nóng)機操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓,獲得操作合格證書后才能駕駛;嚴謹疲勞、身體不適、酒后、兒童、孕婦等人員操作;駕駛?cè)藛T應(yīng)當穿著適宜的服裝進行作業(yè),嚴禁穿拖鞋、便裝等操作;農(nóng)機具上的座位應(yīng)牢固,沒有座位的地方嚴禁坐人;不得擅自改裝機械,嚴禁超載使用等。所有農(nóng)機具在操作前都應(yīng)仔細閱讀使用說明書和注意事項;充分理解機具上的警告標識,保持標識的整潔,如有破損或者遺失要重新更換;駕駛操作前必須檢查,以確保機具、設(shè)備技術(shù)狀態(tài)完好,保證安全信號、旋轉(zhuǎn)部件、防護裝置和安全警示標志齊全,定期、規(guī)范、常態(tài)化實施維護保養(yǎng);機具作業(yè)后要妥善處理殘留藥液、肥料,徹底清洗容器,防止污染環(huán)境。