山东省果蔬机械发展现状及对策_赵立虹.pdf

第 卷 第 期农 业 工 程 年 月 收稿日期 修回日期 基金项目 山东省农业科学院农业科技创新工程 山东省农业机械科学研究院学科团队建设 项目编号 作者简介 赵立虹 工程师 研究方向 农机信息 薛梅 通信作者 高级工程师 研究方向 农机信息 在线投稿 山东省果蔬机械发展现状及对策 赵立虹 刘 振 王 鑫 江秋生 王东岳 薛 梅 山东省农业机械科学研究院 山东济南 摘 要 山东省重视农业发展 农机制造和使用位居全国前列 在小麦 玉米 水稻实现全程机械化的情况下 大力 推动农机装备产业向高质量发展转型升级 山东省水果 蔬菜总产量居全国第一 对经济社会发展具有重要影响 在 当前劳动力不足的情况下 机械化需求强烈 通过探析山东省果蔬机械在果蔬生产各环节的使用情况 讨论存在的问 题 提出了果蔬机械发展建议 以提升果蔬产品的市场竞争力 促进果蔬机械行业持续发展 关键词 果蔬机械 机械化 对策 中图分类号 文献标识码 文章编号 引言 山东省是农机装备制造大省和应用大省 农机工 业种类齐全 总量位居全国首位 近年来 山东省把 全面机械化列入乡村振兴战略等重大规划 启动了现 代农机化转型升级工程 农机制造水平稳步提升 农 机装备总量持续增长 农机作业水平快速提高 由于果蔬作物种植各环节需求多样 机械作业环 境复杂 且长期以来我国农机行业研发 生产重点都 在 大主粮作物 当前农业机械化 农机装备产业存 在发展不平衡 不充分的问题 山东省果蔬机械化程 度仍处于起步阶段 综合水平在 以下 劳动效 率低 生产成本高 随着社会城市化的发展 劳动力 向城市转移 人口老龄化越来越严重 未来将面临着 谁来种地 的问题 机械化需求强烈 本文通过分 析果蔬机械存在的问题 面临的形势 探讨应对的思 路和措施 对农业机械可持续发展有积极的意义 果蔬机械发展现状 农机概况 近 年来 山东省农机工业的销售收入 利润 等几项指标均居全国各省市同行业第 位 农机总量 占到全国的 左右 农机装备 农业机械技术含 量也不断提高 山东省小麦和玉米耕种收机械化水平 分别达到 和 基本实现了全程机械 化 目前 果蔬和经济作物机械化程度较低 发 展空间也较大 按照农业部全程机械化指导意见的要 求 积极推进经济作物 园艺作物和饲草作物生产机 农业工程 装备与机械化 械化发展 探索全程机械化生产模式 以促进我国农 业机械化发展 蔬菜机械现状 山东省自然条件优越 技术水平领先 蔬菜产业 在全国占有重要地位 蔬菜 水果产量居全国首位 如图 所示 提高蔬菜机械化水平 对实现蔬菜产业 现代化和可持续发展具有重要意义 由于蔬菜种类 多 食用部分各不相同 其技术难题较多 农艺要求 区别较大 在当前劳动力不足的情况下 劳动力成本 不断提高 特别是近年来 蔬菜的生产成本在逐年增 长 平均增长幅度在 左右 增长的成本基本是 人工成本 据相关调查显示 人工成本已占到蔬菜生 产成本的 左右 因此 提高蔬菜机械化水平 对农业农村经济发展 农民增收 农业增效具有重要 促进作用 图 年各省蔬菜水果产量 山东省蔬菜种植分为设施蔬菜和露天种植 设施 农业规模较大 位居我国前列 经过多年发展 从种植蔬菜发展到高档瓜果 特色花卉和中药材等种 类 由最初的塑料大棚 发展为连栋日光温室 具有 环境控制的现代化植物工厂 有部分中小型机械代替 传统耕作 逐渐向机械化转变 山东省潍坊市寿光的设施蔬菜 青州的设施花 卉 烟台的设施樱桃 是 个基本品类的模范区域 另外在日照 临沂 淄博市临淄 青岛市平度及潍坊 市昌乐等主要地区亦有大面积分布 山东寿光更是成 为了我国最大的蔬菜基地 建成了集科研开发 生 产 加工和销售一条龙的多功能蔬菜产业化龙头科技 园 是我国最大的蔬菜集散中心和价格形成中心 在供应错季蔬菜瓜果 提供劳动就业岗位和保障国家 粮食安全等方面 发挥着至关重要的作用 在机械装备的推动下 设施农业不断发展 机械 装备是设施园艺实现高投入 高产出 高效益的重要 硬件保障 经过不断发展 日光温室的墙体建造 电动卷帘和喷灌 滴灌技术 二氧化碳气体施肥技 术 人工补光及臭氧消毒杀菌等一批新技术 新机具 得到应用 设施机械逐年增加 装备技术进步明显 露天蔬菜机械应用在耕整地 田间管理 水肥管 理和运输等环节较好 机具保有量较多 但播种 移 栽和收获等环节数量较少 耕整地作业是蔬菜栽培的主要环节之一 机械化程 度较高 随着科学技术的不断进步 北斗导航技术在农 业机械中的应用越来越广 自动导航技术 激光平地技 术逐步推广 机械化作业的精耕细作基本得到满足 播种方式主要为人工播种或半自动化播种 机械 化操作水平各地差异较大 济南 东营和潍坊等地蔬 菜集约化育苗的机械利用率已达 蔬菜移 栽技术方面 部分精量播种机械已替代进口 移栽机 仍以半自动为主 蔬菜栽植机械受品种 种植方 式 株距和种植密度等因素影响 蔬菜移栽机械的大 规模研究逐渐起步 多数在取苗环节仍需人工辅助 还有一定发展空间 随着经济发展和设施栽培技术的提高 水肥一体 化技术由于具有节水节肥 增产增效和生态环保等综 合效益显著的优势 在干旱地区和发达国家得到了广 泛应用 水肥一体化技术的应用 解决了传统灌 溉资源浪费 地下水污染和干旱缺水问题 得到广泛 推广 蔬菜收获环节 在整个生产过程中机械化率最 低 进行机械收获的主要是根茎类蔬菜 如生姜 大 葱 洋葱和大蒜等 如图 所示 山东省农机装备研 发创新计划的实施 为特色蔬菜的全程机械化提供了 支持 研发了一系列大葱移栽机 大蒜播种机 大葱 收获机 大蒜收获机等机具和设备 如图 所示 机具研发较成熟并具有产业化能力 有力推动了特色 蔬菜的全程机械化进程 图 根茎类蔬菜 赵立虹 等 山东省果蔬机械发展现状及对策 图 大蒜播种机 图 大蒜收获机 在蔬菜大面积种植地区 每年会产生大量蔬菜废 弃物 对生态环境产生严重影响 并降低农作物的产 量和质量 合理地处理废弃物成为当前农村生态环境 改善工作的一大目标 山东省农机院研发的废弃 物资源化利用装备 图 可利用蔬菜收获之后的 蔬菜秧秆 废弃物 经过无害化处理和资源利用新技 术 产出生物有机肥 实现资源的循环利用 循环农 业有利于生态环境与农业资源的可持续发展 以发展 生态循环农业来助推乡村振兴 因地制宜地创立富有 区域特色的现代生态循环农业生产与经营体系 促进 农业高效优质生产步入持续发展的良性循环轨 道 图 废弃物资源化利用技术装备 果园机械现状 山东是果树种植和水果产业大省 水果产量约 万 居全国首位 果品出口量占全国总量的 果树种植区主要分布在胶东丘陵 鲁 中山区和鲁西北黄河三角洲地区 家庭经营果园占 山东果树设施也有较大发展 增长速度超过其 他省市 涉及的树种 品种较多 已成为全国果树设 施栽培生产中心 但果园机械化程度较低 果园 装备种类少且质量不高 果园机械化研发与推广仍有 较长的路要走 地形复杂 崎岖不平成为制约农 业机械化水平提高的瓶颈 据山东省统计年鉴 年山东省农业机械总动力 万 林果 业机械仅有 万 如图 所示 随着我国城市 化进程的加快 农村劳动力大量向城镇移转 果园生 产劳动力严重不足 加之缺乏有效的农机具产品 导 致用工成本增加 已严重影响我国果品产业的健康发 展 图 年山东省农业机械动力占比 受到果园机械品种繁多 果园作业条件差 规模 化程度低 农机与农艺融合不够等多方面因素制约 果园机械化仍处于起步的阶段 水果优势产区的综合 机械化水平不到 果园全程机械化是实现果园 高效生产的唯一途径 部分地区不利于推行机械 化大规模种植 传统果园仍占较大比例 少数环节可 以实现半机械化作业 大部分作业环节依靠人工管 理 新果林更新较慢 难以满足大中型果园机械的作 业需求 目前 亟需研发推广轻便小巧的果园作 业机械 如微耕机 修剪机和喷灌机等小型果园机 械 果园管理在整地环节 有起垄 除草 培土和开 沟施肥机械 基本实现机械化作业 以中小功率拖拉 机配套不同机具完成作业 如挖沟 施肥 旋耕和除 草等 树体管理环节如修剪 授粉 疏花疏果和 套袋 使用电动 气动剪枝机或半机械化套袋机 管 理环节劳动量密集 基本依靠人工作业 劳动强度 大 植保环节 传统果园使用踏板式 压缩式喷雾器 及背负喷雾器 需要较高人力成本 农药利用率较 低 只有 左右 新果园植保使用风送式喷雾 农业工程 装备与机械化 机 果园弥雾机等 环保型 农药利用率高的新型植 保机械 因具有集约高效 对环境污染小等特点正渐 受关注 近年来 无人机技术不断进步 高效 智能 的植保无人机可完成农药喷洒 农情监测和病虫害防 治等工作 可实现精准作业 节约农药 可到达人力 所不能及的区域作业 提高了人工作业的安全性 工 作效率高 收获 采后环节的机械设备有果园作业升降平 台 配合人工进行修剪 采摘等工作 作业效率可达 到人工的 倍 安全性 通用性和适用性较 好 国外果树收获采用摇振式机械收获 但这种 收获方式不可避免对果实产生碰撞损伤 不易于保 存 多用于水果加工 与我国水果大部分鲜食的需求 有所不同 具有图像识别和分析能力的果实采摘机器 人在国外处于研究阶段 成本较高 效率提升后将会 有较大发展 存在的问题 农机农艺融合不足 农机农艺有机融合是实现机械化生产的内在要求 和必然选择 影响农机化的发展速度和质量 长 期以来 农艺栽培与农机作业不相适应 种植间距狭 窄 机械作业空间不足 不利于机械使用 蔬菜设施 大棚封闭低矮的作业环境 人工操作难度大 缺乏适 宜的小型机械设备 一家一户的经营模式 缺少统一 的种植规范 山东省 以上果园采用传统栽培模 式 果园郁闭严重 老龄低效果园逐年增多 传统种 植模式不能满足机械化作业的需求 山东省东部 半岛以丘陵为主 鲁中南有较多的丘陵地带 有很多 山地 坡地 沟地等小块耕地 采用传统栽培模式 种植规模小 机械作业空间不足 园内郁闭现象严 重 树龄老 地形复杂 不利于推行机械化大规模种 植 科技创新动力不足 长期以来的政策倾斜于 大主粮 果蔬机械装备 技术基础薄弱 科技含量 智能化水平低 科技创新 人才缺乏 协作创新 投入保障 成果评价和知识产 权等机制尚不完善 企业和科研人员研发动力不足 技术研发系统性和持续性不够 整机和零部件的协同 创新与国际相比差距较大 尽管在机械加工与制造上 的能力有了显著提高 但国内机械设计 特别是创新 设计水平依然较低 使得当前国内农业机械化技术水 平相对落后 标准化体系不完善 果蔬机械包含种类繁多 涉及的学科多 门类 广 尚未建立完整的标准化体系 缺乏统一规范的适 用性评价方法及相关标准 行业标准比较缺乏 标准 修订未能满足实际生产需求 标准发展滞后于产品的 发展 标准化程度低 科研成果的推广 应用 总结 不足 虽然果蔬机械取得一定进展 但相关行业标准 没有获得普遍应用 阻碍了机械化的发展 缺乏经济型轻简机械 果蔬机械整体水平不高 耕整地 植保环节较 好 其他播种 移栽及收获环节不能满足效率和质量 需求 缺乏低成本 灵活度高的小型机械 操作简 便 小型的机械更容易适应分散的经营方式和小地块 作业需求 果园机械同质化竞争严重 产品创新少 耐用性 可靠性差 果园机械生产企业研发力量薄 弱 自主创新能力不足 技术不成熟 缺乏经济型 高质量的关键零部件 农机社会化服务程度不高 山东省果蔬种植大多是家庭式一家一户种植 基 础装备落后 使用半手动 小功率机械作业 多数生 产环节靠人工作业 劳动力年龄普遍偏高 从业人员 老龄化 仅苹果种植来看 岁以上果农占从业人 员总量的 岁的从业人员占 岁的从业人员占 岁以下的从业人 员仅占 如图 所示 机械的使用 保养意识 淡薄 影响了果园机械推广 缺乏经济实用型作业平 台 弥雾机和翻耕机等生产装备 部分果农仍以手工 为主 农机社会化服务体系不完善 在机械的技术宣 传 机械配件更换 机械维修和监测等多个方面不能 满足农业生产的需求 阻碍了果蔬机械的健康发展 图 果园劳动力各年龄段占比 对策和建议 重视农机农艺融合 多学科联合攻关 农机农艺融合是实现机械化的前提 坚持农机农 艺融合 建立农机农艺同步机制 实现高产与高效协 同发展 提前规划好新品种 新模式定位 鲜食或加 工用果蔬品种 充分考虑机械化要求 选育适合机械 作业品种 使新品种 新模式易于进行机械化作业 在研发新型农机具时 也要充分考虑果蔬生产的农艺 要求 如针对块根 茄果类和叶菜类蔬菜的不同特点 进行研究 针对不同地区的情况研发适用农机 使农 赵立虹 等 山东省果蔬机械发展现状及对策 机符合农艺要求 设施园艺果蔬机械涉及门类广 实 际生产中技术难题较多 需要多学科 多部门联合起 来 共同攻关 对薄弱环节 关键技术提供政策保障和支持 根据果蔬机械装备总体状况和实际生产需要 在 技术装备薄弱环节 推进政策倾斜 充分发挥购置补 贴 创新示范项目资金等政策优势 缩短新产品进入 农机补贴的中间环节 实现关键技术的政策支持 突 破高端产品及关键核心零部件技术与制造瓶颈 加大 技术投入 提升制造能力和水平 是农机工业一项长 期任务 提高对关键技术装备 短板领域研发的支持力 度 针对市场对轻简化装备 经济型机械装备 收获 作业装备和智能化生产装备需求等领域 加强技术研 发 提高机械集成化 标准化和轻简化水平 促进果 蔬机械的技术升级 完善标准化体系 提高标准化水平 推动行业标准制定 由于现代农机生产技术是在 不断更新与发展 生产手段与用户需求也在不断变 化 涉及的关键技术也在不断丰富 积极应对现有的 行业标准不能满足生产需求的问题 加快更新完善标 准体系 加大标准制定力度 通过融合农机农艺 制 定具有普适性的基本种植模式和农艺技术规范 形成 完善的标准体系 积极鼓励国家标准 行业标准 团体标准 联盟标准和企业标准协调发展 发展规模经营 完善农机社会化服务 适度规模经营有利于资源整合 提高抗风险能 力 有利于机械化的推广 适度规模经营是发展现代 农业的必由之路 专业化的社会服务组织 农业 推广服务是应对劳动力短缺 提高生产效率的有效措 施 通过农机装备统一使用 统一管理和统一维护 开展高效化 标准化的农业机械化作业服务 能够提 高生产效率 促进生产规模化 在提高农民收入上发 挥重要作用 完善农机服务合作组织建设 提高机械使用效 率 建立农业机械专业服务组织 满足生产经营需 要 以有偿服务的形式 为种植户提供耕整地 播 种 移栽 田间管理和收获等服务 提高农业机械的 利用率和作业效率 同时加强职业技能培训 提高机 械使用水平和从业人员素质 促进新机械的研发生 产 提高农机智能化 信息化水平 发展可持续循 环农业 智慧农业 融合了智能化 信息化技术的农机装备 能够大 大提高生产效率 节约生产成本 减少农药 化肥对 环境造成的污染 进行质量监测控制 为农业决策提 供信息支持 提升农产品质量 同时改善生态环境 提高农民经济收入 信息技术是提高我国农业 机械化水平的重要途径 智能化是农业生产的必然发 展趋势 生态循环农业能够解决生产结构单一 抗御自然 灾害能力差 生态系统功效低等弊端 全面提升现代 化农业建设水平 是实现 绿水青山就是金山银山 的农业可持续发展的必由之路 智慧农业是农业 发展的新阶段 以信息化技术为核心 将互联网 大 数据和人工智能等技术 深入应用到农业生产的各环 节 实现农业生产从粗放型到集约型转变 走优质高 效 产品安全 资源节约和环境友好的现代农业发展 道路 加强学科建设 健全多层次人才培养体系 加强农业学科建设 支持高校与企业合作 培养 热爱农业 肯钻研 懂技术的复合型人才 注重高端 人才培养与国际人才引进 目前 农业装备学科在原 始创新 学科高端人才及人才培养等方面与发达国家 相比仍有较大差距 根据 制造业人才发展规划指 南 发布的制造业重点领域人才需求预测 到 年我国农机装备人才缺口 万人 到 年缺口 高达 万 人才是推动发展的第一资源 要加强农 机科研技术人才培养 建设农机科研 服务队伍 开 展农机技术推广 农机管理 技术人员技术培训和继 续教育 培养复合型的农业人才 促进农机事业良性 发展 结束语 山东是农机制造和使用大省 在实现粮食作物机 械化以后 不断拓展农业机械化发展的范围 提高果 蔬机械化程度是产业提质增效 转型升级的迫切任 务 在实现农业机械化的进程中 要结合本地实际 在农机农艺融合的基础上 研发经济型 实用型果蔬 机械 依靠科技创新 提高智能化 信息化水平 重 视技术人才的培养 鼓励推广适用国产装备研发 把 中国人的饭碗牢牢端在自己手中 参考文献 推动农业机械化向全程全面高质高效转型升级 中国农机 化导报 王博 潘志国 蒋帆 等 山东省农业规模化生产现状与建议 农业工程 罗锡文 补短板 促全面 提升我国农业机械化发展水平 农业工程 装备与机械化 现代农业装备 周彦 马明光 蔬菜机械化生产技术及其发展 农机使用 与维修 彭澎 梁龙 李海龙 等 我国设施农业现状 问题与发展建 议 北方园艺 李海波 寿光蔬菜产业发展战略研究 杨凌 西北农林科 技大学 张俊杰 田丽美 我国设施园艺机械的应用现状浅析 新 农村 黑龙江 杨光 肖宏儒 宋志禹 等 叶类蔬菜收获环节机械化还需跨 过几道坎 蔬菜 马韬 曾凤 车亚莉 等 山东省蔬菜集约化育苗现状及发展 趋势 中国蔬菜 陈永生 中国蔬菜生产机械化 年度发展报告 中国农 机化学报 杨建民 改善农村生态环境对生态农业经济发展的影响 现代农业科技 罗锡文 廖娟 胡炼 等 提高农业机械化水平促进农业可持 续发展 农业工程学报 刘朋虎 赖瑞联 刘韬 等 以发展生态循环农业促进乡村产 业振兴的技术对策 亚热带资源与环境学报 周楠楠 王海霞 王继飞 等 山东省果树种植产业现状及发 展方向 中国果菜 高东升 中国设施果树栽培的现状与发展趋势 落叶果树 百闻不如一见 多种果园机械亮相山东农机地头展 落叶 果树 宋月鹏 耿晓阳 辛力 等 山东省果园机械化作业的现状与 发展趋势 落叶果树 赵映 肖宏儒 梅松 等 我国果园机械化生产现状与发展策 略 中国农业大学学报 宋月鹏 张紫涵 范国强 等 我国果园开沟施肥机械研究现 状及发展趋势 中国农机化学报 高飞 李佰福 谈我国小型农业机械的现状及发展策略 农机使用与维修 胡新燕 杨茵 陈静芳 等 国内果园型拖拉机的作业类型及 配套机具的应用分析与研究 拖拉机与农用运输车 齐鹏 我国植保机械的现状 存在的问题及其对策 科学 种养 尚忠 钱栋伟 王小凯 等 烟台市果园生产机械化发展分析 农业装备与车辆工程 散鋆龙 牛长河 乔圆圆 等 林果机械化收获研究现状 进 展与发展方向 当代林木机械博览 北京 中国林业出版社 王海波 刘凤之 王孝娣 等 关于果园机械化生产农艺农 机融合的研究 农业技术与装备 陶吉寒 山东果业如何打造乡村振兴齐鲁样板 落叶果树 周娜 卢阳 设施农业机械化现状及发展措施 中国果菜 陈志 罗锡文 王锋德 等 从零基础到农机大国的发展之 路 中国农机工业百年发展历程回顾 农学学报 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 长江蔬菜 刘汉成 关江华 适度规模经营背景下农村土地流转研究 农业经济问题 赵立虹 等 山东省果蔬机械发展现状及对策 顾冰洁 大数据背景下智能农机应用及发展趋势探究 现代 化农业 罗锡文 廖娟 邹湘军 等 信息技术提升农业机械化水平 农业工程学报 李汉杰 闫晓强 康新茸 对生态循环农业发展的思考探究 以运城市为例 中国农业文摘 农业工程 罗其友 刘洋 唐华俊 等 新时期我国农业结构调整战略研 究 中国工程科学