摘要：蔬菜产业作为农业经济中的重要组成部分，也是关乎民生的重要产业。河北省是农业大省，也是蔬菜大省，是环京津重要的蔬菜生产基地，目前，蔬菜生产机械化水平低、人工成本高、基础设施落后成了制约河北省蔬菜产业健康发展的重要因素，因此提高蔬菜机械化水平，促进蔬菜产业提档升级，向着规模化、标准化、集约化法相发展成了农业管理及农机推广工作的重点工作。然而，蔬菜产业有着种类繁多、形态各异且差别较大、农艺管理环节复杂等特点，这给机械化生产模式的推广普及带来了一定的挑战，当前的蔬菜机械也面临着农机农艺不融合的问题。本文就笔者实际的工作经验探讨当前蔬菜生产的机械化发展现状，进而提出其发展思路。
关键词：蔬菜,农业机械化,智能化农业
1蔬菜机械化的发展现状
蔬菜产业是农业经济中的重要组成部分，是关乎民生与农村发展的重要产业。河北省是环京津重要的蔬菜生产基地，据国家数据统计显示，河北省蔬菜种植面积达到了838.66千hm2（2022年数据），产量达5498.04万t（2023年数据），其中设施蔬菜面积将近300万亩，蔬菜种植面积及产量位居全国第二位。
河北省蔬菜产业规模大但整体的发展水平不高。主要表现为经营分散，没有形成规模化、标准化生产，且机械化程度较低，蔬菜生产中的关键管理环节严重依赖人工，生产成本高，且效率较低。而且，基础设施薄弱的情况也较为严重，设施蔬菜具有经济效益高、不限季节性等优势，是蔬菜产业中重要的组成部分。河北省设施蔬菜的基础设施较为落后，适合规模化、标准化、智能化生产的大中型温室占比较少，小拱棚、网棚等日光温室占比较多。这些小拱棚由于室内空间有限，在生产关节上通常以传统技术模式为主，很难运用新型技术及机械化装备，也限制了生产能力及效益。其次，河北省种植蔬菜种类繁多，涵盖叶菜类、根茎类、瓜菜类、茄果类、葱蒜类、菜用豆类、水生蔬菜等，形态各异且差别较大，管理环节农艺复杂。而且，区域不同，河北省蔬菜种植模式也有较大不同，例如冀北坝上地区以夏秋露地蔬菜为主，冀东地区以冬春日光温室瓜菜类为主，冀中地区以冬春季棚室蔬菜为主，冀南地区以春秋季节的大中小拱棚蔬菜为主，露天蔬菜与设施蔬菜的机械需求有所不同，大型温室与中小拱棚的生产环境也有着较大不同，对机械化的需求也有着较大不同。繁多的蔬菜种类及不同的需求，对蔬菜机械化的应用普及带来了很大的挑战，因此河北省蔬菜生产的机械化水平仍然较低[1]。
2蔬菜机械化生产模式发展现状
面对蔬菜对于机械化生产的重大需求，经过社会各界的不断努力，蔬菜装备已经开始在蔬菜生产的部分环节有所应用。从整体上来看，露地蔬菜的机械化发展水平要高于设施蔬菜的机械化发展水平，相比于露地蔬菜，设施蔬菜普遍存在着室内空间和种植模式与机械化生产不配套、不融合的情况，需要促进农机农艺的融合发展。
2.1蔬菜机械化耕整地环节
机械化耕整地是技术较为成熟的机械化环节，例如翻耕、旋耕、耙耕等有着十分成熟的机械化配套装备。液压翻转犁、旋耕机、动力驱动耙等农机装备配套相应的动力设备可以用于露天蔬菜的耕整地环节中，效率高，且可以达到蔬菜种植的农艺要求；例如葱、萝卜等部分需要起垄栽培的作物可以利用起垄机进行起垄，起垄机通常与拖拉机悬挂配套作业，由旋耕机、垄模具等组成，可以在未旋耕的地表作业，特殊布局的旋耕刀片可以疏松土壤，并将土壤集中抛向起垄模具中，经模具挤压成型后，垄畦硬实、平整，垄宽、垄距可选可调，适合后续的机械化移栽作业。
部分日光温室等设施由于空间有限且为了设施保温，入口通常较为狭窄、矮小，因此不利于大型机械设备作业，目前的设施内耕整地多采用手扶动力设备带动小型耕整设备进行，虽然提高了耕整效率，但耕整的土地不齐且深度较浅，因此耕整效果较差，可以应用低矮窄宽的小型拖拉机（大棚王）配套小型的耕整地设备进行耕整作业，该类拖拉机通常在40~70马力之间，可以适应空间较小的棚室内工作。
2.2播种育苗技术与移栽
蔬菜的播种主要有两种方式，大田直接播种以及秧苗移栽。相比于传统的粮食作物，蔬菜种子多为小颗粒种子，且价格较高，因此多为人工精量播种，以节省种子，降低成本，减少管理环节。目前，技术较为成熟的机械化播种方式主要有两种：气吸式播种机精量播种以及种带播种。蔬菜气吸式精量播种机属于精密设备，其核心技术是取种技术，在不对种子造成损伤的基础上，精良取种并播下种子，由于蔬菜种子一般尺寸较小，这对取种盘提出了较高的要求；为了更加简单快速地进行蔬菜精量化播种，种带播种技术应运而生。种带播种技术是将蔬菜种子按照株距的要求包裹在可降解的种带中，播种时，播种机只需完成开沟、铺设种带、填埋的步骤，大幅降低了播种设备的复杂程度，提升了播种效率及播种效果，而且种带在遇水溶解后还可以作为种子发芽的肥料，一举多得。目前，种带播种的方式已经开始普及应用。
种苗移栽目前是使用较为广泛的播种方式，机械化秧苗移栽主要应用的设备是秧苗移栽机。秧苗移栽机可分为导苗管式移栽机、钳夹式移栽机、鸭嘴式移栽机、挠性圆盘式移栽机几种。导管式秧苗移栽机工作时，需要人工将秧苗投入喂入筒中，喂入筒再将秧苗投入导苗管中，随后导苗管将秧苗引入苗沟内，秧苗在扶苗器的扶持下进行覆土，导苗管式移栽机移栽的秧苗直立度较好，且不伤苗，不产生窝根现象，但结构复杂；钳夹式移栽机也是需要人工辅助放苗，当秧苗夹转到人工位置时，苗夹打开，人工放苗，秧苗随着苗夹进入导轨中运转，导轨引导秧苗进入开沟器开好的苗沟中，覆土轮进行覆土压实。该种技术模式的优点是株距一致性好、作物直立度高、整体运转流畅性好，但如果运行速度过快则容易出现漏苗、重载的现象，且夹持装置容易对秧苗造成损伤；鸭嘴式移栽机是最为常见的移栽机技术类型，该种移栽机在工作时，也需要人工辅助进行，人工将秧苗投放在吊杯中，旋转吊杯将秧苗输送至鸭嘴杯中，鸭嘴杯接触地面时刺破地表疏松的土壤形成移栽穴，随后鸭嘴杯张开，秧苗投放在移栽穴中，覆土轮再进行覆土、压实。该种类型的移栽机适应性好，可以完成多种作物的秧苗移栽工作，但对秧苗的尺寸有着较为严格的限制，如果秧苗过大可能会对秧苗造成损伤；挠性圆盘式移栽机的主要工作部件是移栽盘，人工将秧苗放入输送带后，输送带将秧苗输送至张开的两篇移栽盘中，两片柔软的移栽盘夹持住秧苗后进行移栽覆土、镇压，该种类型的移栽机适合结构简单、不易损伤的秧苗。且移栽盘的使用寿命通常较短，移栽深度和株距不稳定，多用于红薯等秧苗的移栽作业[2]。
针对露地蔬菜及设施蔬菜不同的作业模式，移栽机衍生出了多种类型。例如，电动移栽机在深度、株距等方面的精度有着较大优势，但工作效率较低，适合设施内作业使用，而且电动设备在作业时不会产生尾气，不会影响设施内环境；牵引式或者悬挂式移栽机与拖拉机配套联合使用，移栽深度、株距等精度较差，但效率较高，适合大规模的露地蔬菜使用。除此以外，目前，全自动移栽机也有了较大突破，相比于传统的移栽机，全自动移栽机配备了自动取苗装置，可以实现自主夹苗、取苗与投苗作业，人工只需要更换苗盘既可，工作效率大大提升，也大幅降低了辅助人员的工作强度[3]。
2.3灌溉
露天蔬菜的灌溉方式包括传统的大水漫灌以及新型的浅埋滴灌以及淋灌方式。传统的大水漫灌耗时费力，且极大地浪费了水资源，目前该种方式的应用越来越少，浅埋滴灌以及淋灌成了露天蔬菜的主流灌溉方式。浅埋滴灌的灌溉方式适应性较广，平地蔬菜以及垄作蔬菜都可以应用，通常在整地或者播种时，利用作业机械铺设滴灌带，滴灌带通过主管道连接在一起，利用水肥一体化设备进行加压供水，既节省了人力，也极大提高了水资源的利用率。机械化淋灌主要由利用淋灌机来实现灌溉，淋灌机主要有转盘主机系统、淋灌架以及管道组成，由电力或者拖拉机驱动，主机的水泵抽取井水、河水或者地下水加压后通过管道将灌溉水经淋灌架释放，以模拟自然降水的方式实现灌溉，土壤不板结、不伤苗，灌溉量由转盘的回收速度控制，设备购置及应用成本较低，是较为常见的灌溉方式。设施内蔬菜则主要通过水肥一体化设备来进行水肥灌溉，作业效率高，且可以精准控制水肥的灌溉量，可以满足设施内蔬菜的精细化管理需求。
2.4化学植保
露地蔬菜的机械化植保可以利用技术成熟的大田粮食作物的机械化植保技术模式，利用自走式喷杆喷雾机或者无人植保机进行化学植保，效率高，可节约人力成本。自走式喷杆喷雾机可以根据种植规模、作物株高等方面，选择不同型号、规格的植保机械，自走式喷杆喷雾机的药箱容量最高可达2000L以上，适合大面积作业使用，轮距可根据作物行距进行调整，避免产生压苗、伤苗的情况，喷杆高度也可调，防风性能好；无人植保机的携药量相对较小，通常在40~60L以内，但作业效率高，理论情况下，一台无人植保机每天可以进行几百至一千亩的飞防作业，且无人植保机的智能化控制系统可以适应各种复杂地形作业，还可以有效避免漏喷、重喷的现象，更适合千亩以上的大规模植保使用。
目前，设施内化学植保的方式主要有粉尘喷雾机、人工化学植保等方式，相对于露地蔬菜，机械化程度仍然较低。当前，一种吊轨式植保管理机已经成功应用。吊轨式植保管理机对设施的结构有所要求，其导轨需要通过设施顶部固定，因此需要设施的顶部具有一定的承重能力，管理机通常由电力驱动，可以加装水肥、化学药剂、水，通过喷头来完成喷施叶面肥、化学植保以及补水的作业环节，该种方式雾化均匀，覆盖程度较好，可以由手机App实现远程操控，智能化程度较好，适合高规格的设施内使用。
2.5采摘及收获
2.5.1叶菜类收获
目前，叶菜类的机械化收获技术已经有所发展。例如大白菜、包菜、甘蓝等露地叶类蔬菜的需求主要是高效率，目前自走式的蔬菜收获机已经开始运用，可以用来收获大白菜、甘蓝、包菜等作物，可以一次性完成切根、集运、装车等环节，收获部件的柔性抓取输送装置可以避免蔬菜的损伤，效率较高，填补了露地叶菜类蔬菜机械化收获的空白。例如生菜、菠菜、油菜、油麦等设施类叶菜蔬菜目前的收获方式主要是人工收获，该类收获机已经有所发展，但应用较少，该种机械主要由切根装置、拨禾轮以及输送带组成，切根装置将作物的根部切断，拨禾轮将切断的叶茎拨到输送带上，然后进行收集装箱，收获的叶菜适合净菜产业处理加工。相比于其他叶菜类，韭菜的机械化收获技术较为成熟，可以一次性完成切根、疏松、集运等环节，切根整齐，效率较高，露天韭菜及设施内韭菜都适用。
2.5.2果实类蔬菜收获
果实类蔬菜主要在设施内，露地果实类蔬菜较少。目前，果实类蔬菜的机械化收获仍然是空白，果实类收获装置在采摘效率、识别度以及购置应用成本等方面距离普及应用还有较大距离，因此，提高该类蔬菜的采摘效率应当采用机械化辅助、人工为主的技术模式。设施内采摘的环节通常是人工采摘，再将果实运到通道上，再进行统一运输，劳动强度较大，因此，可以借助机械化运输的方式，辅助人工采摘。采摘人员采摘果实后，直接将果实放在运输设备上装箱，可以大幅降低人工采摘的劳动强度，提高采摘效率。
2.5.3根茎类蔬菜的收获
例如萝卜、马铃薯、红薯、麻山药、洋葱等根茎类作物的机械化收获技术发展较为成熟。例如薯类作物的收获设备，主要由挖掘铲、清选筛等组成，薯类作物在进行机械化杀秧之后，由收获设备直接进行挖掘、清选，工作效率较高，且损伤较小。与胡萝卜收获机的机械化收获模式类似，首先通过挖掘铲将土层进行输送振动，抓取装置抓取胡萝卜的茎叶与土壤分离，作业效率较高，且损伤较小。
3蔬菜机械化发展措施
3.1进行宜机化改造
设施类蔬菜机械化程度较低的主要原因之一是设施空间过于狭小且种植模式不适合机械化。因此，提升设施蔬菜机械化水平首要的是进行宜机化改造，增加设施内空间，拓宽设施的出入口。目前，一些农艺农机专家团队正在试验、推广设施内蔬菜东西向的种植模式，该种模式将设施内传统的南北短距垄改为了东西向的长垄种植，这种种植方式有利于机械化作业，同时对产量影响较小[4]。
3.2对成熟的蔬菜全程机械化生产模式进行试验示范
规模化、标准化的现代化蔬菜生产模式需要全程的机械化配套模式，对这些成熟可应用的全程机械化生产模式进行试验示范，通过建立试验示范点，以点带面，让广大种植户对机械化生产模式产生清晰且正确的认知，可有效促进蔬菜全程机械化的推广应用[5]。
3.3利用政策补贴，减轻购机者的经济压力
尽管蔬菜产业具有良好的经济效益，但全套的蔬菜机械化生产设备数量较多，价格较高，这对于普通种植户来讲存在着较大的经济压力。因此，为了提高蔬菜生产全程机械化的发展水平，地方部门可以出台相关政策，促进蔬菜机械化的发展，利用农机购置补贴政策，减轻购机者的经济压力，提高其购机的积极性。除此以外，还可以利用政策扶持有规模、有实力的农机社会化服务组织，蔬菜机械的社会化服务，可以快速且有效地提高蔬菜机械化水平，使得蔬菜产业更好、更快发展[6]。
参考文献：
[1]刘博,刘斯超,郑鹏婧,等.浅谈冀北山区设施蔬菜生产机械化发展[J].河北农业,2024,(10):70-72.
[2]梅凯博,韩金星.唐山市设施蔬菜机械化移栽技术推广问题及对策[J].农机科技推广,2024,(09):29+37.
[3]李守雨.北方春季备耕蔬菜机械化生产技术要点[J].新农民,2024,(25):111-113.
[4]朱勃,周奇.丘陵山区蔬菜机械化发展现状与建议[J].农业装备技术,2024,50(04):4-6.
[5]李峰.蔬菜机械化收获技术及其发展需求分析[J].农机使用与维修,2024,(03):78-80.
[6]吴传云.蔬菜机械化发展现状与挑战[J].农机质量与监督,2023,(05):12.
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