趙昌娜，王銳竹，房 駿，張雨辰，運(yùn) 杰

（天津市農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，天津 300061）

“十四五”期間，天津市將全力打造6.67萬(wàn)hm2“一環(huán)、兩翼、三區(qū)”的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展新格局，設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展成為必然趨勢(shì)?！耙画h(huán)”是指推進(jìn)天津市環(huán)城四區(qū)高檔設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)工作，主要發(fā)展以休閑采摘和精品農(nóng)產(chǎn)品直供為主要模式的高檔設(shè)施農(nóng)業(yè)；“兩翼”是指打造天津市濱海新區(qū)、寧河區(qū)、東麗區(qū)“東翼”果蔬產(chǎn)業(yè)帶，武清區(qū)、西青區(qū)、靜海區(qū)“西翼”傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)蔬菜產(chǎn)業(yè)帶，大力推進(jìn)優(yōu)勢(shì)特色果蔬品種種植發(fā)展；“三區(qū)”是指發(fā)展天津市薊州區(qū)特色設(shè)施作物聚集區(qū)、寶坻區(qū)外向型設(shè)施作物聚集區(qū)和武清區(qū)京津保供設(shè)施作物聚集區(qū)，主要分布在天津市武清區(qū)、西青區(qū)、靜海區(qū)、薊州區(qū)、寶坻區(qū)和寧河區(qū)。2022年，天津市設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積為5.33萬(wàn) hm2，擁有規(guī)?；卟朔N植基地60 余家，設(shè)施蔬菜年產(chǎn)量140 萬(wàn)t 以上，綜合收入突破75 億元，為保障京津冀地區(qū)生鮮產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)安全供應(yīng)發(fā)揮了重要作用。面對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力緊缺和勞動(dòng)力成本上漲的現(xiàn)狀，大力發(fā)展設(shè)施蔬菜宜機(jī)化生產(chǎn)是不斷提升天津市蔬菜保供水平和能力的必然選擇。

1 設(shè)施蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及特點(diǎn)

天津市設(shè)施蔬菜類型主要分為日光溫室、塑料大棚和連棟溫室3 種類型，目前這3 類設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基本采用人工作業(yè)，對(duì)機(jī)械化作業(yè)需求迫切。為提升天津市設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)水平，自2008年起，天津市農(nóng)業(yè)部門開始引進(jìn)單項(xiàng)機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)，主要包括機(jī)械化耕整地、灌溉和環(huán)境調(diào)控等農(nóng)機(jī)技術(shù)，但其他作業(yè)環(huán)節(jié)機(jī)械化技術(shù)裝備缺失，尤其是匹配同一類型設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的全程宜機(jī)化作業(yè)技術(shù)裝備和模式基本為空白，導(dǎo)致天津市設(shè)施蔬菜機(jī)械化綜合作業(yè)水平不高。

1.1 日光溫室蔬菜機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)

天津市用于蔬菜生產(chǎn)的日光溫室面積為0.93萬(wàn)hm2，主要為二代節(jié)能日光溫室，約占天津市設(shè)施棚室總面積的30%，目前應(yīng)用比較成熟的有機(jī)械化耕整地技術(shù)、機(jī)械化卷簾技術(shù)、機(jī)械化節(jié)水灌溉技術(shù)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，天津市具有一定規(guī)模的設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)在蔬菜種植中的耕作機(jī)械化水平近50%，卷簾機(jī)機(jī)械化水平近30%，節(jié)水灌溉機(jī)械化作業(yè)水平可達(dá)到50%，高效植保機(jī)械化水平超過25%。但由于這類溫室后墻以磚石為材料，一般為厚度37 ～60 cm、跨度8 ～12 m、長(zhǎng)度60 ～80 m、脊高6 ～8 m，多采取南北壟向種植，作業(yè)壟長(zhǎng)僅10 m 左右，北面為棚室墻體，其高度較高，南面為弧線鋼骨架的尾端，與地面夾角小，角度不足30°，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)具作業(yè)空間狹小，不利于農(nóng)機(jī)具調(diào)頭操作。還有一部分老舊的日光溫室存在進(jìn)門處窄小，較大機(jī)械設(shè)備不便進(jìn)出等問題，嚴(yán)重阻礙了日光溫室蔬菜機(jī)械化應(yīng)用。

1.2 塑料大棚蔬菜機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)

天津市用于蔬菜生產(chǎn)的塑料大棚面積為0.92萬(wàn) hm2，約占天津市設(shè)施棚室面積的50%以上，是天津市面積最大的設(shè)施類型。這類棚室一般以鍍鋅鋼架為主體，以棚膜為單一覆蓋的保護(hù)地栽培設(shè)施，跨度10 ～20 m、長(zhǎng)度100 ～200 m、脊高2.6 ～4.5 m。這類塑料大棚兩端以固定結(jié)構(gòu)為主，用于出入的大棚門較小，大型農(nóng)機(jī)設(shè)備難以進(jìn)出。目前，主要應(yīng)用的機(jī)械化技術(shù)為耕整地技術(shù)，部分農(nóng)機(jī)設(shè)備雖勉強(qiáng)能夠進(jìn)出這類棚室，但受作業(yè)空間限制，且大棚兩端留有作業(yè)死角，農(nóng)機(jī)具掉頭轉(zhuǎn)彎均浪費(fèi)作業(yè)面積，因此這類塑料大棚的蔬菜機(jī)械化綜合作業(yè)水平也不高。

1.3 連棟溫室機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)

連棟溫室在天津市設(shè)施農(nóng)業(yè)類型中占比不大，用于設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)面積為0.09 萬(wàn)hm2，多采用水平桁架做主要承力構(gòu)建，與立柱形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，頂部覆蓋材料為浮法玻璃或PC 板，每個(gè)溫室跨度為8.6 m、9.6 m 等不同規(guī)格，開間4 ～5 m，作業(yè)空間寬闊，適合機(jī)械化發(fā)展。近年來(lái)，在農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策以及一系列扶持措施的促進(jìn)下，連棟溫室機(jī)械化技術(shù)裝備從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的耕整地技術(shù)、卷簾技術(shù)、水肥一體化灌溉技術(shù)不斷向高效精準(zhǔn)智能化的設(shè)施農(nóng)業(yè)植保技術(shù)、溫濕度環(huán)境調(diào)控技術(shù)、補(bǔ)光技術(shù)方向發(fā)展。但由于連棟溫室的成套機(jī)械化技術(shù)裝備成本較高，每個(gè)連棟溫室的設(shè)施設(shè)備配套標(biāo)準(zhǔn)不一，天津市短期內(nèi)難以形成可推廣、可復(fù)制的機(jī)械化技術(shù)模式。

2 設(shè)施蔬菜宜機(jī)化生產(chǎn)存在的問題

2.1 設(shè)施蔬菜栽培種類及栽培模式多樣，機(jī)械化應(yīng)用難度大

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)完整、有機(jī)的整體[1]，與大宗糧食作物相比，天津市設(shè)施蔬菜栽培種類繁多，達(dá)到十個(gè)大類、150 多個(gè)品種，種植面積較大的作物有設(shè)施番茄、芹菜、黃瓜、大白菜、蘿卜、茄子等，種植面積分別為0.58 萬(wàn)hm2、0.46 萬(wàn)hm2、0.43 萬(wàn)hm2、0.41 萬(wàn)hm2、0.25 萬(wàn)hm2、0.16 萬(wàn)hm2。不同種類的設(shè)施蔬菜種植模式差異較大，生產(chǎn)管理復(fù)雜，加之生產(chǎn)周期短、茬口多，對(duì)機(jī)械化技術(shù)和設(shè)備的需求不同，非常不利于機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用。例如需要采用機(jī)械化播種的設(shè)施蔬菜，由于不同種類蔬菜種子的大小、形狀、光滑度、含水率、摩擦系數(shù)、黏著系數(shù)各不相同，這些不同種類蔬菜種子物理特性的差異為設(shè)施蔬菜播種機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用都帶來(lái)了較大困難，通常一種播種機(jī)只適合播種一類或幾類蔬菜種子，利用效率較低，增加了設(shè)施蔬菜生產(chǎn)成本。再如需要移栽的設(shè)施蔬菜，因不同種類蔬菜對(duì)移栽機(jī)的作業(yè)需求不同，種植模式也不相同，一臺(tái)農(nóng)機(jī)設(shè)備很難滿足多種設(shè)施蔬菜的移栽作業(yè)要求。

2.2 設(shè)施棚室結(jié)構(gòu)類型差異大，宜機(jī)化條件不足

天津市用于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的設(shè)施類型主要為日光溫室、塑料大棚以及大型連棟溫室，由于生產(chǎn)環(huán)境差異較大，種植模式各不相同，茬口安排也各具特色，執(zhí)行的栽植標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)差異較大，導(dǎo)致對(duì)機(jī)械化作業(yè)水平要求不同。一類是日光溫室，天津市日光溫室每個(gè)棚室面積平均為533.6 m2，操作間入戶門為90°直角設(shè)計(jì)，一般為門寬0.7 m、高2.0 m，這樣只能進(jìn)入寬度小于1 m 的微耕機(jī)，而不利于普通中型移栽、植保、運(yùn)輸?shù)绒r(nóng)機(jī)具進(jìn)入，即使是常用的耕整地設(shè)備能夠進(jìn)入到大棚作業(yè)，但在棚室南側(cè)尾端較低的前底角作業(yè)時(shí)，機(jī)械也很難耕作到棚室邊緣。另一類是塑料大棚，雖然兩端都有門，但門寬約2 m、高約2 m，大型農(nóng)機(jī)具一般寬度為1.8 m 以上，這類大型農(nóng)機(jī)具很難自由進(jìn)出大棚，即使這類機(jī)具勉強(qiáng)進(jìn)入塑料大棚，但作業(yè)、調(diào)頭都比較困難，嚴(yán)重影響了機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用。此外，在設(shè)施蔬菜移栽作業(yè)過程中，中型移栽機(jī)加上配套的動(dòng)力，長(zhǎng)度約為2.5 m，在塑料大棚作業(yè)時(shí)，遇到地邊必須留出2.5 m 以上的調(diào)頭半徑，極大地浪費(fèi)了棚內(nèi)蔬菜種植面積或者需要人工補(bǔ)種作業(yè)，浪費(fèi)人力和財(cái)力。

2.3 設(shè)施蔬菜機(jī)械化整體作業(yè)水平不高，勞動(dòng)力不足

天津市設(shè)施蔬菜生產(chǎn)耕整地、灌溉以及環(huán)境控制技術(shù)環(huán)節(jié)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，但播種移栽后的田間管理、采收和儲(chǔ)運(yùn)等多個(gè)環(huán)節(jié)尚處于起步和試驗(yàn)階段，技術(shù)設(shè)備研發(fā)水平滯后，應(yīng)用于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的農(nóng)機(jī)化新技術(shù)設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中的推廣率不足30%，導(dǎo)致天津市設(shè)施蔬菜整體機(jī)械化作業(yè)水平不高。

隨著天津市城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力人口不斷減少，老齡化嚴(yán)重，知識(shí)結(jié)構(gòu)落后，已不能滿足設(shè)施蔬菜機(jī)械化發(fā)展的需求。據(jù)調(diào)查，天津市從事設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的勞動(dòng)力平均年齡超過50 周歲，大專及以上學(xué)歷的人員數(shù)量不足3%。同時(shí)，由于農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力外出務(wù)工人數(shù)增多，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用工緊張、成本過高。據(jù)對(duì)天津市24 個(gè)典型設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)用工調(diào)查顯示，勞動(dòng)力成本占設(shè)施蔬菜生產(chǎn)總成本的50%左右。如在設(shè)施番茄的生產(chǎn)過程中，每667 m2生產(chǎn)成本為3 000 元，其中人工成本即達(dá)到1 600 元，占設(shè)施番茄生產(chǎn)成本的53%。因此，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)對(duì)機(jī)械化技術(shù)設(shè)備需求較為迫切。

3 設(shè)施蔬菜宜機(jī)化生產(chǎn)發(fā)展對(duì)策

3.1 大力推廣設(shè)施蔬菜宜機(jī)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

3.1.1 做好設(shè)施蔬菜移栽技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作 對(duì)需要進(jìn)行移栽種植的設(shè)施蔬菜，要做好產(chǎn)前育苗準(zhǔn)備、產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)化管理和產(chǎn)后統(tǒng)一采收運(yùn)輸?shù)葮?biāo)準(zhǔn)化工作。一是做好產(chǎn)前的土地平整、株行距確定、底肥種類和用量等的標(biāo)準(zhǔn)化工作；二是產(chǎn)中的播種密度、定植規(guī)格、灌溉、施肥、病蟲害防治、溫度控制、通風(fēng)等農(nóng)事管理要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作；三是設(shè)施蔬菜產(chǎn)后采收標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一運(yùn)輸工作。只有實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，農(nóng)機(jī)的適用性才能大幅度提高。以天津市設(shè)施蔬菜中種植面積最大的設(shè)施番茄為例，通過適度改變農(nóng)藝種植模式，采取大壟行、小株距、一壟雙行的種植模式，為設(shè)施番茄宜機(jī)化技術(shù)設(shè)備應(yīng)用創(chuàng)造條件，形成可復(fù)制、可推廣的設(shè)施果菜宜機(jī)化種植模式。

3.1.2 做好設(shè)施蔬菜種子處理標(biāo)準(zhǔn)化工作 對(duì)直接播種的設(shè)施蔬菜，可采用種子丸?；录庸ぜ夹g(shù)，使種子成為一個(gè)表面光滑、形狀大小一致的圓球，粒徑變大，質(zhì)量增加，便于機(jī)械化播種，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)精量播種，節(jié)省種子用量。也可采用種子帶精量播種技術(shù)，按照預(yù)先設(shè)定的株距和行距，將蔬菜種子定量、定位包裹在可降解的天然纖維制成的種子帶中，采用專用播種機(jī)將種子帶播入土壤中，可實(shí)現(xiàn)省力、省時(shí)、播深播距均勻一致，可播種不同種類的蔬菜，解決因蔬菜種子差異導(dǎo)致的播種機(jī)械適應(yīng)性差的問題，對(duì)實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜宜機(jī)化生產(chǎn)具有重要意義。2019年，天津市農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心在天津市西青區(qū)開展了衛(wèi)青蘿卜線播技術(shù)示范，使用專用種子帶播種機(jī)播種的蘿卜長(zhǎng)勢(shì)整齊，著色均勻，商品性狀好，可節(jié)約成本400 元·667 m-2。

3.2 設(shè)施農(nóng)業(yè)宜機(jī)化技術(shù)應(yīng)與設(shè)施大棚建造有機(jī)結(jié)合

3.2.1 做好宜機(jī)化設(shè)施大棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)合設(shè)施蔬菜種植規(guī)劃做好宜機(jī)化設(shè)施農(nóng)業(yè)棚室規(guī)劃設(shè)計(jì)。如在單棟塑料大棚兩邊設(shè)置適宜農(nóng)機(jī)具進(jìn)出的大門，建議將大門由常規(guī)寬度2 m 調(diào)整到5 m，或采用無(wú)立柱結(jié)構(gòu)安裝全開啟移動(dòng)門，亦可采用可折疊、可拆卸大門，方便農(nóng)機(jī)具進(jìn)出大棚作業(yè)。還可在滿足抗風(fēng)載、抗雪荷的前提下，盡量減少設(shè)施蔬菜大棚支撐立柱，為機(jī)械化作業(yè)創(chuàng)造條件。在條件允許的前提下，盡可能延伸設(shè)施大棚長(zhǎng)度，發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)優(yōu)勢(shì)，避免農(nóng)機(jī)具多次轉(zhuǎn)向和調(diào)頭，提高農(nóng)機(jī)作業(yè)效率。

3.2.2 開展老舊設(shè)施大棚的宜機(jī)化改造 對(duì)日光溫室或塑料大棚進(jìn)行宜機(jī)化改造，使其適應(yīng)蔬菜生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化作業(yè)要求[2]。目前，天津市在用的部分單棟塑料大棚雖已使用多年，但仍有一定的使用價(jià)值，如果全部拆除或新建連棟塑料大棚則造成嚴(yán)重浪費(fèi)，可利用單棟塑料大棚的骨架進(jìn)行連棟化改造，將原有的單棟塑料大棚改造成有固定路線走向作業(yè)的連棟塑料大棚，這樣既能克服單棟塑料大棚蔬菜生產(chǎn)中農(nóng)機(jī)技術(shù)設(shè)備投入高的缺點(diǎn)，又能發(fā)揮連棟大棚的空間優(yōu)勢(shì)，有利于設(shè)施蔬菜機(jī)械化作業(yè)，減少機(jī)械調(diào)頭和轉(zhuǎn)彎半徑，從而提升機(jī)械化作業(yè)效率，降低農(nóng)機(jī)具購(gòu)置成本。

3.3 引進(jìn)示范設(shè)施蔬菜宜機(jī)化關(guān)鍵技術(shù)及模式

3.3.1 做好設(shè)施蔬菜宜機(jī)化關(guān)鍵技術(shù)的配套應(yīng)用根據(jù)生產(chǎn)需求引進(jìn)示范成套系的設(shè)施蔬菜機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)先解決設(shè)施果菜宜機(jī)化技術(shù)配套，形成全程化配套技術(shù)模式。如針對(duì)設(shè)施蔬菜可采用機(jī)械耕整地→機(jī)械化起壟覆膜→機(jī)械化移栽→機(jī)械化植?！鷻C(jī)械化運(yùn)輸采收的技術(shù)路線。機(jī)械化起壟覆膜栽培可增加土壤表面積，改善土壤光、熱、水、氣條件，為作物創(chuàng)造良好的水分和熱量條件。機(jī)械化育苗移栽能充分利用光熱資源，縮短作物生長(zhǎng)周期，提高復(fù)種指數(shù)，提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)。此外，做好配套機(jī)械化植保和運(yùn)輸采收工作，對(duì)實(shí)現(xiàn)設(shè)施果蔬宜機(jī)化生產(chǎn)將發(fā)揮重要作用。

3.3.2 建立農(nóng)機(jī)農(nóng)藝設(shè)施融合發(fā)展的技術(shù)模式 設(shè)施蔬菜生產(chǎn)是一項(xiàng)綜合性的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程，應(yīng)從農(nóng)機(jī)研發(fā)、農(nóng)藝和設(shè)施協(xié)調(diào)等角度消除制約設(shè)施蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)的要素，快速提升設(shè)施蔬菜的機(jī)械化水平，應(yīng)根據(jù)蔬菜種類、栽培模式、設(shè)施配置、機(jī)具配套等進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，建立設(shè)施蔬菜宜機(jī)化綜合技術(shù)體系。只有不斷推進(jìn)農(nóng)機(jī)、設(shè)施與農(nóng)藝有機(jī)融合，才能大幅度地提高設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的綜合機(jī)械化作業(yè)水平，促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)。