上海地区主要设施大棚蔬菜种植机械化作业模式.pdf

JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 特约栏目主持 陆春胜 大专 上海市农业机械研究所推广研究员 总工程师 从事园 艺设施 农业机械的设计开发与农机先进适用技术的推广工作目 前主攻蔬菜收获机械研发 先后主持与 参加完成国家与上海市科技兴农项目 等 10 余项 曾获得国家科技进步二等 奖 1 项 国家级新产品奖 1 项 上海市 科技进步奖 2 项 上海市优秀新产品奖 2项 发表论文 10余篇 设施蔬菜机械化2022 3 上海地区主要设施大棚蔬菜种植 机械化作业模式 岳崇勤 随着乡村振兴国家战略的深入推进 以产业兴旺为抓手发展设 施农业 成为我国推动农业现代化 促进农民增收的重要路径 我国 是世界上设施农业面积最大的国家 占比 80 以上 据统计 2019 年设施面积已有 410 万 hm 2 主要形式是温室 大棚 1 设施农业是 现代农业的显著代表 是指利用人工技术手段改变自然光温条件 创造动植物生长所需要的最佳环境因子 2 目前来看 设施农业主要 分为两类 即设施园艺和设施养殖 均发展良好 3 本文讨论的设施 大棚仅指应用在基于蔬菜生产上的设施栽培农业 设施栽培是指为 了克服自然环境的不利条件 利用专门控制环境条件的设备 材料 人为地创造适宜农作物生长发育的局部小气候条件 进行栽培生产 的一种环控农业形式 4 设施蔬菜是蔬菜产业发展的关键 塑料大棚 是蔬菜设施的重要类型 5 设施大棚蔬菜生产具体是指以钢材结构 或竹结构为骨架 在上面覆盖保温薄膜构成基础框架 同时搭配与 之相应的各项技术 如温度控制 施肥 起垄 定植 病虫害防治 湿 度控制技术等 必须严格把控各项生产技术 才能确保设施大棚蔬 菜生产实现高产 稳产 6 1 蔬菜生产情况 1 1 蔬菜种植情况 上海市绿叶菜种植农艺制度各地迥然不同 农机具相互配套衔 接和通用性不强 涉农郊区遍布上海周边 不同区域绿叶菜本地种 导读 通过对上海地区主要设施 大棚类型进行调研 确定该地区 主要为 8 m 宽的设施大棚 在此 基础上开展机械化作业试验研 究 得出较为科学统一的设施大 棚蔬菜种植机械化作业模式 建 议将幅宽为 1 1 m 畦面的 5 畦 作业模式作为以后本地区统一 推广模式 对蔬菜生产机械化技 术的推广具有一定的指导意义 基金项目 上海市科技兴农项目 沪农科产 字 2021 第 2 号 上海市绿叶蔬菜产 业技术体系 岳崇勤 上海市农业机械鉴定推广站 201601 电话 021 67655953 E mail 1435191429 收稿日期 2021 12 20 9 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 植户和外来从事绿叶菜生产人员 在长期的生产实 践中形成了自己的种植习惯和生产方式 农艺种植 技术模式自成一体 以尽可能提高土地利用率 增 加产量为目标 畦面作业方式各不相同 这些情况 导致蔬菜机具通用性差 蔬菜机械需求多为个性化 定制品 生产成本高 影响了蔬菜机械生产企业研 发投入的积极性 进一步影响了蔬菜生产机械化技 术的推广 1 2 设施大棚情况 上海地区存量设施大棚类型有8型棚 6型棚 单跨6 m宽的连栋大棚 单跨8 m宽的连栋大棚 以及最近几年新建的少量单跨 9 m 9 1 m 12 m 的 连栋大棚 其中 据笔者调研 6型棚和8型棚面积 占了全市蔬菜设施大棚总面积的 92 16 而 8 型 棚面积又占了蔬菜设施大棚总面积的60 34 6型 棚一般肩高 1 5 m 以下 甚至有些高度在 1 m 左 右 门宽 1 8 m 左右 该种形式的大棚棚龄一般在 10年以上 甚至达到20年及以上 在修建之初受生 产力水平的制约 当时蔬菜生产主要依靠人工作 业 基本没有动力机具作业 修建时仅仅满足农艺 种植要求和行人通过 因此 6型棚机械化作业的先 天条件不够 从适用性 土地作业利用率和产量等 方面通盘考虑 本市设施菜田机械化仅在8型棚及 连栋大棚推广应用 故不对6型棚开展机械化作业 试验研究 仅对大棚宽度为8 m的主要大棚进行试 验研究 2 试验结果与分析 2 1 适用性 上海地区雨水季节较长 单次下雨量较大 高 温高湿天气持续时间长 上述气候特点决定了上海 蔬菜种植必须作畦 以保证通透性和排水性 耕整 地 耕地和作畦 环节动力需求最大 因此本文以耕 整地环节的所需机具及配套动力进行研究和评判 在耕地环节 探索通过深耕深翻方式有效缓解了大 棚土壤连年种植造成的病害等连作障碍 以及相对 封闭的环境造成土壤盐渍化逐年加重的问题 效果 较好 因此 按照农艺种植需求 需要满足极端耕深 40 cm的深耕机配套动力 理想状况下配套拖拉机 外形尺寸越小越不容易受到大棚的制约 国产354 404等型号的拖拉机动力不足 难以达到耕深要求 遴选了市场上较为成熟的较大动力的大棚王拖拉 机进行试验 包括雷沃公司604L E 东风农机公司 的DF604 15 2款大棚王拖拉机 如图1 2所示 选择的试验大棚位于上海西部的松江区叶榭 镇 该连栋大棚试验田块属于青紫泥菜田 为上海 地区典型的黏性土壤 相对砂性土较难耕作 在该 种田块试验 具有较强的说服力 试验发现 2款拖 拉机能够满足耕深40 cm的作业要求 同时能够在 8型棚和跨度8 m的连栋大棚进行耕地 掉头等作 业 需要指出的是 该60马力 1马力 0 735 kW 段 拖拉机通过性没有问题 但对于马力更大的拖拉机 则较为困难 尤其8型棚单体棚 70马力以上拖拉机 因 体型 太大 会明显受到棚室结构的限制 而无法 行驶 因此 8型棚和跨度8 m的连栋大棚能够满足 60马力大棚王拖拉机适用性要求 2 2 土地利用率 效益决定蔬菜是否持续 地产菜价随市场波动 而波动 同时受天气 突发事件等因素影响较大 纯 粹用收入来衡量效益不恰当 本文用土地利用率和 产量来衡量效益这一经济性指标 上海地区气候决 定了蔬菜必须生长在畦面上 因此 设施大棚在作 畦的前提下 畦面的总面积越大 土地利用率就越 图1 雷沃公司604L E拖拉机悬挂深耕机作业 图2 东风农机公司 DF604 15拖拉机悬挂深耕机作业 2022 3设施蔬菜机械化 10 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 表 1 8 型棚和单跨 8 m 宽连栋大棚机械化作畦及土地利用率 畦面宽 度 m 单棚 单跨 作畦数 个 土地有效利 用面积 m 2 单棚 单跨 总面积 m 2 土地利用 率 0 08 6 192 320 60 0 1 00 5 200 320 62 5 1 05 5 210 320 65 6 1 10 1 15 1 20 5 4 4 220 184 192 320 320 320 68 8 57 5 60 0 高 相应理论产量就越高 通过单棚和单跨内分别 作业不同幅宽的畦面 畦面高度 0 15 0 20 m 计算 土地利用率 试验基地包括松江区叶榭农机综合试 验基地 嘉定区绿望蔬菜生产专业合作社 奉贤区 扬升蔬菜生产专业合作社等 均选用驾龄较长的熟 练拖拉机机手 设施大棚开展生产试验 对8 m宽管 棚 单跨8 m宽连栋大棚 分别进行 0 80 m 1 00 m 1 05 m 1 00 m 1 15 m 1 20 m 等不同畦面作业幅 宽的比较试验 表1 畦面宽 0 80 m 时 可作 6 个畦面 最后大棚内 基本没有剩余土地 畦面 1 00 m 时 可作 5 个畦 面 大棚内有少量剩余土地 畦面为 1 05 m 时 可 作 5 个畦面 畦面为 1 10 m 时 可作 5 个畦面 畦 面为 1 15 m 时 可作 4 个畦面 棚内有剩余土地待 作业 剩余有效作业宽度为 0 80 m 畦面为 1 20 m 时 可作 4 个畦面 棚内有剩余土地待作业 剩余有 效作业宽度为 0 60 m 综合分析 同时考虑到要保 证棚内畦面宽度的一致性 最终确定主要 8 m 宽大 棚内 采用 1 10 m 畦面幅宽的 5 畦作业模式 该模 式土地利用率为 68 8 土地利用率最高 最终在 全市推广该作业模式 该模式下畦面成型情况如图 3 蔬菜种植后情况如图4 3 结论 在大棚宽度为 8 m 的情况下 两相邻畦面中心 线的中心距的整数倍 余数越小 机械作业土地利 用率越高 作畦后 沟的数量越少 土地利用率越 高 上海地区主要设施大棚蔬菜种植机械化作业宜 采用 1 10 m 畦面幅宽的 5 畦模式 该模式土地利 用率最高 达68 8 设施大棚机械化作业受到机械外形尺寸的限 制 大棚肩高越高 大型机具更容易通过 对于新建 设施大棚 也不能想当然地认为大棚建造地越高越 大越好 还需要综合考虑大棚建设成本 大棚种植 作物 拟使用机具等因素 够用 即可 即最小成本 满足适用性要求 根据每棚 5 畦的 1 10 m 作业模式 建议蔬菜 机械生产企业按照该模式设计动力 作畦 播种 移栽 植保 收获等环节相应农机具 尤其是机具 两侧轮胎中心距尽可能与畦面两侧沟的中心距相 一致 参考文献 1 王程斐 刘建红 乡村振兴背景下陕西设施农业发展策略 探究 J 地下水 2021 4 154 155 2 王斌飞 设施农业气象装备技术问题与对策分析 J 农业 灾害研究 2021 5 82 83 3 勾卫东 魏娟娟 杨春芽 论发展现代农业气象服务中装 备保障的重要性 J 农村经济与科技 2020 31 10 11 4 张超越 贾思振 曹辉 等 浅析我国南方蔬菜设施栽培研 究 J 现代农业研究 2020 1 100 101 5 郄东翔 狄政敏 张建峰 等 河北省塑料大棚蔬菜生产现 状及建议 J 中国瓜菜 2020 6 63 66 6 黄小艳 提高设施大棚蔬菜栽培技术的建议 J 乡村科技 2019 36 77 78 图 3 1 10 m 畦面幅宽的 5 畦作业模式下畦面成型情况 图 4 设施大棚内每棚 5 畦作业模式蔬菜生长情况 设施蔬菜机械化2022 3 11