王寶龍，孫芳媛，劉 建**（.海南大學(xué)園藝學(xué)院，?？?5708；.海南匯芙拉建設(shè)工程有限公司，海南文昌 57300）

|摘要|海南蔬菜種植設(shè)施主要用于葉菜種植，按耕整地、種植、植保、灌溉施肥、采收、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)劃分，各環(huán)節(jié)均有獨(dú)立的機(jī)械裝備。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，海南設(shè)施園藝綜合機(jī)械化水平相對(duì)較低，人力成本約占海南設(shè)施葉菜生產(chǎn)成本的40%～60%。究其根本，海南設(shè)施葉菜種植缺乏標(biāo)準(zhǔn)化種植模式及機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)的集成研究，本文根據(jù)海南葉菜生產(chǎn)的實(shí)際情況，將葉菜種植按農(nóng)藝環(huán)節(jié)劃分，提出各環(huán)節(jié)應(yīng)予控制的栽培農(nóng)藝要點(diǎn)及適配農(nóng)機(jī)的功能需求，為海南地區(qū)葉菜機(jī)械化生產(chǎn)提供思路與建議。

根據(jù)市場(chǎng)消費(fèi)習(xí)慣統(tǒng)計(jì)，南方地區(qū)喜食葉菜，葉菜不耐儲(chǔ)運(yùn)，需依賴本地化生產(chǎn)。海南夏秋多暴雨，并伴有持續(xù)性高溫，是本地葉菜供應(yīng)的淡季。露天種植葉菜受高溫、臺(tái)風(fēng)暴雨、以及臺(tái)風(fēng)天氣持續(xù)降雨而產(chǎn)生的積澇等不利自然條件的影響，產(chǎn)量和品質(zhì)均無法保障，因此，夏秋季節(jié)海南本地葉菜多以設(shè)施種植為主。海南近年來重視常年蔬菜生產(chǎn)基地建設(shè)，并要求夏秋季節(jié)要以葉菜種植為主。鑒于葉菜占海南蔬菜設(shè)施種植比重最大，解決葉菜生產(chǎn)全程機(jī)械化對(duì)于提升海南設(shè)施蔬菜機(jī)械化水平具有積極示范作用。

海南設(shè)施葉菜種植的品類主要有小白菜、菜心、生菜、空心菜、菠菜、芹菜（西芹）、油菜（上海青）、韭菜、油麥菜、茼蒿等。葉菜種植呈現(xiàn)種類多、茬口多、種植習(xí)慣差異大等特點(diǎn)，從耕整地、播種、移栽、收獲都缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，相比大宗糧食作物更難做到機(jī)械化。

本文以設(shè)施葉菜適宜栽培模式入手，借鑒大田機(jī)械化發(fā)展的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合海南設(shè)施蔬菜栽培特點(diǎn)，按耕整地、種植、植保、灌溉施肥、采收、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)農(nóng)藝需求（海南常年蔬菜生產(chǎn)設(shè)施做到通風(fēng)遮陽即可低成本達(dá)到環(huán)境調(diào)控的基本目標(biāo)，機(jī)械環(huán)境調(diào)控在本文中暫不做討論），介紹其適配農(nóng)機(jī)裝備及其宜機(jī)化生產(chǎn)技術(shù)，以期為海南設(shè)施葉菜機(jī)械化生產(chǎn)集成創(chuàng)新提供參考。

海南設(shè)施葉菜栽培模式建議

設(shè)施葉菜按栽培方式主要有土壤栽培、無土栽培（基質(zhì)培和水培）兩種方式，按播種方式主要有直播和育苗移栽兩種方式，本文以符合海南實(shí)際情況的“土壤直播栽培模式”和“育苗移栽栽培模式”及“大容量穴盤基質(zhì)栽培模式”3 種栽培模式分類展開討論。

土壤直播栽培模式

葉菜生長(zhǎng)周期短，約28～42 天1 茬，直播省時(shí)省力。土壤直播栽培是生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛的栽培模式，在土質(zhì)良好、耕層深厚的區(qū)域適宜采用此模式。引入機(jī)械化即用播種機(jī)將葉菜種子直接播入土壤中，省去育苗、移栽等程序，可節(jié)約大量人工。

精量播種技術(shù)（穴播和條播）將確定數(shù)量的種子，從種箱內(nèi)分離出來，按確定的行距和株距播入確定深度的土壤內(nèi)，同時(shí)覆蓋厚度均勻的土壤，并進(jìn)行適度的鎮(zhèn)壓，使種子獲得均勻一致的發(fā)芽環(huán)境。機(jī)械精量播種種子均勻，通風(fēng)透光性好，深淺一致，且不存在苗期爭(zhēng)水肥和間苗傷根等問題，群體長(zhǎng)勢(shì)均衡，有利于田間水肥管理和機(jī)械化采收，增產(chǎn)效果明顯。

育苗移栽栽培模式

育苗移栽方式培育出的幼苗整齊劃一，有利于培育壯苗，且幼苗期約占葉菜整個(gè)生長(zhǎng)周期的一半左右，采用集中育苗方式茬口安排靈活，可提高土地的復(fù)種指數(shù)。海南夏季多暴雨，選址低洼的基地容易造成積澇，幼苗抗逆性較弱，受積澇影響較大，此種情況下采用育苗移栽的方式可在一定程度上降低災(zāi)害損失，加速恢復(fù)生產(chǎn)，對(duì)于“保供種植基地”可優(yōu)先考慮采用育苗移栽的方式。

大容量穴盤基質(zhì)栽培模式

土壤條件不適宜（耕層淺薄，存在污染，改良難度大的地塊。如海南近期提出未來5 年規(guī)劃建設(shè)2～4 萬畝（1334～2668 hm2）光伏蔬菜大棚，多選址于土壤條件較差的荒地、石頭地、尾礦地等）的情況下可采用大容量穴盤基質(zhì)栽培模式，根據(jù)葉菜適宜株行距定制大容量穴盤，利用精量直播機(jī)將葉菜種子播入穴盤基質(zhì)當(dāng)中。播種后的穴盤通過轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備平放于平整地面（鋪黑色防水塑料布）或苗床架上（幼苗期為節(jié)約空間也可分層疊放），由棚內(nèi)倒掛式噴灌設(shè)施實(shí)現(xiàn)水肥一體化灌溉。由于穴盤每格容量充足，成苗期也無需移栽，從播種至收獲全生長(zhǎng)周期均在一格穴盤內(nèi)完成。大容量穴盤基質(zhì)栽培模式綜合了傳統(tǒng)土壤直播與育苗移栽的優(yōu)勢(shì)，相比傳統(tǒng)土壤直播，播入穴盤內(nèi)更易實(shí)現(xiàn)精量播種，相比育苗移栽，又可節(jié)省工序。且穴盤移動(dòng)輕便靈活，即使出現(xiàn)暴雨積澇，架于高處也不至于造成損失。

收獲是葉菜作業(yè)環(huán)節(jié)中耗費(fèi)工時(shí)最多的環(huán)節(jié)，人工成本高，效率低下，往往因延時(shí)采收而致使葉菜變老，葉菜收獲質(zhì)量的高低直接關(guān)系到葉菜品質(zhì)和種植經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械化采收的前提是種植標(biāo)準(zhǔn)化，大容量穴盤基質(zhì)栽培模式有利于培育排列均勻、長(zhǎng)勢(shì)整齊、形態(tài)一致的葉菜。采收時(shí)可先將穴盤固定，將成熟葉菜及基質(zhì)連根拔起，抖落基質(zhì)（基質(zhì)一般較為松散）即可實(shí)現(xiàn)帶根收獲，也為葉菜機(jī)械化采收提供一種解決方案，作業(yè)效率提高。

生產(chǎn)機(jī)械選擇與建議

不同栽培模式下，各生產(chǎn)階段對(duì)機(jī)械化需求有一定的差異，如表1 所示。

表1 不同栽培模式不同生產(chǎn)階段機(jī)械化功能需求

耕整地階段

設(shè)施耕整地機(jī)械與裝備

耕整環(huán)節(jié)是作物種植的第一步，耕作層的平整是作物高效水肥管理的前提，是減少雜草、提高產(chǎn)量的關(guān)鍵。設(shè)施內(nèi)土壤含水量大，土壤黏結(jié)，影響出苗，耕作即可通過農(nóng)機(jī)具的機(jī)械力量，疏松、擾動(dòng)土壤，恢復(fù)土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，以便積蓄水分和養(yǎng)分，覆蓋殘茬、肥料，防止病蟲害，為作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供適宜的環(huán)境。

海南設(shè)施耕作機(jī)械以旋耕機(jī)、圓盤犁、鏵式犁為主，設(shè)施整地機(jī)械以圓盤耙、釘齒耙、水田耙為主。旋耕機(jī)實(shí)際上是耕地、整地兼用型機(jī)械，因其碎土能力強(qiáng)、耕后地表平坦而得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)施葉菜茬口之間耕整地一般要經(jīng)歷旋耕和起壟兩道工序，間或輔以深松、全面翻耕等工序。

設(shè)施起壟機(jī)械與裝備

設(shè)施葉菜一般采用起壟栽培農(nóng)藝，起壟栽培有利于排水，且壟上土壤疏松透氣，起壟栽培可改善葉菜的通風(fēng)透光性能。海南常見溫室大棚開間4 m，跨度6～8 m，根據(jù)單體棚通道口設(shè)置方位，壟向可順開間方向設(shè)置，適宜起寬平壟，壟溝寬0.20～0.25 m，壟寬1.2～1.7 m（1.4～1.5 m 為最佳），每跨設(shè)置3～5 壟。起壟機(jī)械主要完成松土、攏土、成型和鎮(zhèn)壓等工序，使土壟形成預(yù)定形狀，滿足栽培農(nóng)藝需求[1]（圖1）。

圖1 蔬菜苗床起壟整地作業(yè)示意圖（德沃1DZ-180）

種植階段

設(shè)施蔬菜種子多呈小粒徑、扁平化形狀，葉菜種子播種前大多要經(jīng)丸粒化處理，再根據(jù)直播或育苗移栽農(nóng)藝需求，選擇不同的機(jī)型完成播種作業(yè)。

設(shè)施葉菜直播技術(shù)與裝備

日本矢崎公司生產(chǎn)的 SYV-M 系列小粒種子播種機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用較多。其中，SYV-M600W 型播種機(jī)（圖2）一次性可播種13 行，播種行距4 cm，每小時(shí)播種面積0.27 hm2。該播種機(jī)使用12 V電動(dòng)馬達(dá)助力，一次充電可作業(yè)約3.5 h，適合蔬菜園區(qū)和種植散戶使用。該播種機(jī)采用了典型的窩眼輪式排種器，窩眼輪上的型孔可根據(jù)蔬菜種子的大小、外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，可設(shè)計(jì)成單排、雙排或組合式，以滿足不同蔬菜的點(diǎn)播、穴播或條播需求。窩眼輪式播種機(jī)播種速度小于6 km/h時(shí)，播種質(zhì)量較好，但對(duì)種子外形尺寸要求較高，種子播種前需清選分級(jí)。缺點(diǎn)是排種過程中易剪傷種子，導(dǎo)致種子破碎，影響出芽率。

圖2 雙排型孔輪式電驅(qū)動(dòng)設(shè)施蔬菜直播機(jī)

德沃2BQS-8 氣力式蔬菜精密播種機(jī)（圖3），播種器工作時(shí)由高速風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，傳給排種單體的真空室。排種盤回轉(zhuǎn)時(shí)，在真空室負(fù)壓作用下吸附種子，并隨排種盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)種子轉(zhuǎn)出真空室后，不再承受負(fù)壓，靠自重或在刮種器作用下落在溝內(nèi)。該機(jī)根據(jù)播種不同蔬菜種子需要，一次可完成淺層開溝、精密播種、圓輪壓種、雙側(cè)覆土、整體鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序?？梢栽趬派匣蛘哒爻善璧募?xì)碎土壤上播種作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，該機(jī)為單苗帶播種作業(yè)，行距和株距可據(jù)需要適時(shí)調(diào)整。負(fù)壓吸種、正壓吹雜，實(shí)現(xiàn)高速精密播種，防止出現(xiàn)空穴漏播現(xiàn)象。

圖3 德沃2BQS-8 氣力式蔬菜精密播種機(jī)

隨著播種技術(shù)不斷更新，更節(jié)省蔬菜種子的種繩直播逐漸推廣開來，該技術(shù)裝備可實(shí)現(xiàn)精密播種且節(jié)省種子，播種過程主要有種子處理、丸粒化、種子編織和田間直播作業(yè)等環(huán)節(jié)，涉及的裝備有種子丸粒機(jī)、種子編織機(jī)和種繩直播機(jī)，機(jī)械裝備及播種效果如圖4 所示。

圖4 設(shè)施蔬菜種繩直播生產(chǎn)裝備

設(shè)施蔬菜穴盤播種技術(shù)與裝備

當(dāng)前蔬菜種子穴盤播種技術(shù)與裝備已較為成熟，國(guó)內(nèi)已有多種精密播種設(shè)備供推廣使用，如北京農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研制的2BJ0P-120 型穴盤育苗精密播種機(jī)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的2BS-6 氣力式蔬菜花卉穴盤播種機(jī)、南京農(nóng)機(jī)化研究所研發(fā)的2BS8-D 型氣吸式穴盤育苗精量播種機(jī)、江蘇省農(nóng)業(yè)推廣站2BSJ-4 型蔬菜播種機(jī)、上?！翱挡本苁卟瞬シN機(jī)、上?！碍h(huán)田”牌2BS-JTI0 蔬菜精密播種機(jī)[2]等。

2BS-6 型氣力式蔬菜穴盤精密播種機(jī)（圖5）已通過廣東省科技成果鑒定，產(chǎn)品的主要技術(shù)性能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，其中在正負(fù)氣壓端面換氣技術(shù)方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。自動(dòng)播種生產(chǎn)線由基質(zhì)攪拌系統(tǒng)、上土系統(tǒng)、裝盤系統(tǒng)、壓穴系統(tǒng)、播種系統(tǒng)、覆土灑水系統(tǒng)組成。該生產(chǎn)線具有6 大優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：①操作簡(jiǎn)單，全自動(dòng)控制，2～3 人操作即可；②播種精確，合格率達(dá)97% 以上；③效率高，每小時(shí)可播高達(dá)600～900 盤；④不易堵塞，帶有自動(dòng)清洗裝置；⑤適配性強(qiáng)，可根據(jù)客戶要求配置使用50、60、72、105、128、200 等塑料、泡沫穴盤；⑥適用范圍廣，適用于蔬菜、煙草、花卉等直徑在0.3～3.0 mm 的各種形狀種子播種。

圖5 2BS-6 蔬菜花卉穴盤精密播種機(jī)流水線

設(shè)施葉菜移栽技術(shù)與裝備

移栽機(jī)所栽植的秧苗種類有裸苗(無土苗)、營(yíng)養(yǎng)缽苗等，其中裸苗難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供苗，基本上是手工喂苗。而營(yíng)養(yǎng)缽苗，由于采用育苗箱供苗，較容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)喂苗。按秧苗種類分類，移栽機(jī)分為裸苗栽植機(jī)和缽苗栽植機(jī)，按栽植器的形式又可分為鏈夾式、鉗夾式、撓性圓盤式、吊籃式、導(dǎo)苗管式和帶式等栽植機(jī)。栽植機(jī)工作時(shí)應(yīng)滿足以下農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：①作物株行距和栽植深度需均勻一致，并符合作物的要求；②保證蔬菜秧苗基本上垂直地面，傾斜度不超過30°，無窩根現(xiàn)象；③避免傷苗；④無漏植和重植。

較為成熟的穴盤苗移栽機(jī)為日本洋馬PF2R型乘坐式全自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)[3]（圖6），機(jī)具可完成取苗、開孔、落苗、覆土、鎮(zhèn)壓全自動(dòng)蔬菜移栽；具備標(biāo)準(zhǔn)化可蜷曲專業(yè)育苗盤。作業(yè)條件：①適應(yīng)苗高在40～100 mm 內(nèi)、葉齡3～4 葉、盤根良好的葉莖類蔬菜缽體苗；②移栽泥面土塊顆?！?0 mm、作業(yè)面無雜草、土壤含水率不大于25% 的起壟或平地移栽；③育苗托盤尺寸（長(zhǎng)×寬× 高）為590 mm×300 mm×44 mm，孔徑與孔數(shù)分別為30 mm/128 孔、25 mm/200 孔兩種可卷曲標(biāo)準(zhǔn)盤。

圖6 洋馬PF2R 型乘坐式全自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)

較為成熟的缽體苗移栽機(jī)為東風(fēng)井關(guān)2ZYZ-2 型蔬菜移栽機(jī)（圖7）、亞美柯2ZS-2型全自動(dòng)缽苗移栽機(jī)、日神VPA-2 鴨嘴式全自動(dòng)蔬菜缽苗移栽機(jī)、火絨HR 移栽機(jī)蔬菜缽苗移栽機(jī)[4]。

圖7 東風(fēng)井關(guān)2ZYZ-2 型蔬菜移栽機(jī)

植保階段

設(shè)施內(nèi)相對(duì)隔離、清潔無污染的生產(chǎn)環(huán)境隔絕了大量病蟲害，已大大降低了生產(chǎn)對(duì)農(nóng)藥的需求量，大面積、高頻率噴藥作業(yè)的情況在海南常年蔬菜基地已較少出現(xiàn)。當(dāng)前生產(chǎn)上較為常見人工背負(fù)電動(dòng)噴壺[5]（半機(jī)械化方式）對(duì)局部病蟲害感染區(qū)域?qū)嵤┐蛩幾鳂I(yè)。

為進(jìn)一步保護(hù)生態(tài)、減少農(nóng)藥的使用量，相關(guān)學(xué)者開展單點(diǎn)精準(zhǔn)除草劑的噴施技術(shù)與裝備研究，如圖8 所示。采用高分辨率相機(jī)對(duì)作物和雜草進(jìn)行識(shí)別，采用噴射式除草末端，根據(jù)視覺識(shí)別結(jié)果，定點(diǎn)定量地噴灑化學(xué)除草劑，既節(jié)約了成本，又保護(hù)了環(huán)境。

近年來，國(guó)內(nèi)外研究人員積極開展有益于環(huán)境保護(hù)、可促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的除草技術(shù)和設(shè)備的研究，以減少或取代被廣泛使用的、對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)除草劑，機(jī)械除草技術(shù)是一種備受關(guān)注的非化學(xué)除草技術(shù)，尤其是智能株間機(jī)械除草技術(shù)與裝置[6]。

株間機(jī)械除草技術(shù)可在不使用除草劑的條件下實(shí)現(xiàn)株間除草，其裝置如圖9 所示。通過安裝在除草裝置上的攝像頭進(jìn)行圖像獲取，利用2G-R-B 方法將作物RGB 彩色圖像進(jìn)行灰度化，再選用Ostu 法二值化、連續(xù)腐蝕和連續(xù)膨脹等方法對(duì)圖像進(jìn)行了初步處理，實(shí)現(xiàn)株間機(jī)械除草裝置作物識(shí)別、定位方法并自主避讓作物并進(jìn)入株間區(qū)域，通過苗間除草鏟破壞雜草根部結(jié)構(gòu)、阻斷其與土壤的固結(jié)及養(yǎng)分、水分通道，最終實(shí)現(xiàn)株間精準(zhǔn)除草。

圖9 基于機(jī)器視覺的液壓株間機(jī)械除草裝置

灌溉施肥階段

葉菜鮮活，需水量高，生長(zhǎng)期對(duì)水分極為敏感，灌水不足會(huì)造成發(fā)育遲緩，產(chǎn)量下降，灌水過多不均又容易出現(xiàn)爛根現(xiàn)象。倒掛式微噴灌是葉菜種植最常用灌溉方式。倒掛式噴灌相比滴灌適應(yīng)性強(qiáng)，防堵性能好，灌水均勻，且不影響機(jī)械化耕作，適宜育苗及葉菜灌溉使用。

以固定式微噴灌系統(tǒng)為例，一套完整的系統(tǒng)包含水源、首部樞紐、供水管網(wǎng)、微噴頭（又稱灌水器）、自動(dòng)控制設(shè)備五部分，溫室灌溉工程設(shè)計(jì)時(shí)首先根據(jù)作物類型及灌水定額確定灌溉需水量，海南地區(qū)種植蔬菜日灌溉量可按3～5 mm/m2計(jì)。地表水水質(zhì)無法保證的情況下，推薦采用地下水灌溉，建設(shè)中轉(zhuǎn)蓄水池夜間蓄水，日間灌溉。根據(jù)灌溉工藝要求選擇灌水器及其安裝方式，灌水器一般選用旋轉(zhuǎn)式半霧化噴頭灌水器，單噴頭灌水流量約為80～130 L/h，濕潤(rùn)半徑R ≥2.5 m，額定工作壓力0.15～0.20 MPa，為獲得良好的灌溉均勻度，灌水器布置間距一般為3.0 m。噴頭倒掛安裝于溫室大棚橫梁上，工作面無交叉可避免對(duì)栽培機(jī)械化作業(yè)產(chǎn)生干擾。進(jìn)而依據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選擇合適的輸水管徑，并依據(jù)所需流量、揚(yáng)程（考慮管道沿程損失、局部水頭損失、首部水頭損失、高差等）、功率等參數(shù)進(jìn)行泵選型，最后根據(jù)設(shè)計(jì)灌水周期、一次灌水延續(xù)時(shí)間制定輪灌工作制度。

近年來海南建設(shè)的溫室大棚均要求配備水肥一體化設(shè)施，將肥料以液體的方式在灌水同時(shí)提供給作物，施肥均勻，養(yǎng)分均衡，省工省力，節(jié)水節(jié)肥。相比只承擔(dān)灌溉功能的微噴灌系統(tǒng)，水肥一體化微噴灌系統(tǒng)在首部有明顯區(qū)別。除水泵、過濾設(shè)備、各類儀器儀表外，增設(shè)肥料罐（或施肥器）和酸堿度調(diào)節(jié)液。市場(chǎng)已有較為成熟、型號(hào)齊全、品牌多樣、成本低廉的國(guó)產(chǎn)水肥一體化微噴灌全套設(shè)備。

采收階段

據(jù)農(nóng)機(jī)部門統(tǒng)計(jì)，2017 年設(shè)施園藝機(jī)采運(yùn)面積為18 萬hm2，占設(shè)施園藝總面積的9%，低于機(jī)播（17%）、機(jī)械環(huán)控（25%）、機(jī)械灌溉施肥（56%）、機(jī)耕（74%）環(huán)節(jié)比例[7]。采收環(huán)節(jié)作為設(shè)施園藝勞動(dòng)最為密集的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，隨著勞動(dòng)力成本的不斷攀升也成為矛盾最為集中，機(jī)械化需求最為迫切的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。打通葉菜種植全程機(jī)械化“最后一公里”需要標(biāo)準(zhǔn)化的種植模式與匹配的機(jī)械協(xié)同作用。

土壤栽培模式

上海世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機(jī)有限公司新研制的帶有自動(dòng)仿形功能的4MD-120 型葉菜收割機(jī)[8]，可完成茼蒿、雞毛菜等綠葉蔬菜的收割作業(yè)，試驗(yàn)結(jié)果均符合上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，超茬損失率1.2%、重割率0.335%、漏割損失率2.25%、凈菜率98.2%。

其主要由手扶行走底盤、輸送帶機(jī)構(gòu)、切割裝置、自動(dòng)仿行裝置、電器控制系統(tǒng)等部分組成，如圖10 所示。作為關(guān)鍵部分的電控系統(tǒng)主要由綠色環(huán)保的鋰電池作為動(dòng)力源，有底盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)、輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、切割器驅(qū)動(dòng)電機(jī)、仿形裝置的電動(dòng)推桿和角度傳感器、處理器、線束及控制元件等組成。割臺(tái)前后、左右均安裝有仿形裝置，通過仿形探針的變化來獲取地面的高低信息，信號(hào)傳送到處理器，處理器發(fā)出升降指令傳輸給左、右電動(dòng)推桿，完成左、右高度自動(dòng)調(diào)節(jié)，克服畦面高度不一致的弊端。

圖10 4MD-120 型葉菜收割機(jī)

大容量穴盤基質(zhì)栽培模式

大容量穴盤基質(zhì)栽培模式容易實(shí)現(xiàn)種植標(biāo)準(zhǔn)化，培育排列均勻、長(zhǎng)勢(shì)整齊、形態(tài)一致的葉菜，有利于采摘機(jī)械化。作者認(rèn)為當(dāng)前針對(duì)大容量穴盤基質(zhì)栽培模式還未有針對(duì)性的農(nóng)機(jī)裝備投放市場(chǎng)，本文提供一種解決思路（研究方向）供各位專業(yè)人士共同探討：采收時(shí)先固定穴盤，利用機(jī)械臂將成熟葉菜及基質(zhì)連根拔起，抖落基質(zhì)（基質(zhì)經(jīng)消毒后重復(fù)利用）以收獲葉菜。基質(zhì)一般較為松散，對(duì)作物根系的固結(jié)力弱于土壤，針對(duì)此模式研制出的機(jī)型裝備和采收工藝易于復(fù)制，推廣過程中不易受各地土壤條件影響。

運(yùn)輸階段

分揀包裝機(jī)具與裝備

葉菜不耐儲(chǔ)運(yùn)，分揀包裝為保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品、降低采后損失的必要措施，分揀可以讓葉菜更加清潔整齊，剔除雜草及損傷葉菜，保留長(zhǎng)勢(shì)良好、利于保存的完整葉菜。人工采收葉菜分揀環(huán)節(jié)主要在田間，機(jī)械采收可集中于田頭冷庫和車間完成。

當(dāng)前分揀環(huán)節(jié)主要依賴人工，目前未有較成熟的農(nóng)機(jī)裝備投放市場(chǎng)，本文提供一種解決思路（研究方向）供各位專業(yè)人士共同探討。研制設(shè)施蔬菜有序排列物流系統(tǒng)，對(duì)無序收獲采收的葉菜進(jìn)行有序梳理，采用多目視覺系統(tǒng)融合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法訓(xùn)練融合，精確識(shí)別菜頭和菜根，獲取三維空間定位與空間坐標(biāo)變換數(shù)值，采用伺服電機(jī)控制機(jī)械手臂，實(shí)現(xiàn)蔬菜整體任意角度的旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到有序輸送，為自動(dòng)化包裝后續(xù)流程做準(zhǔn)備。

當(dāng)前市場(chǎng)已有成熟的包裝機(jī)械，由送膜機(jī)構(gòu)、物料輸送機(jī)構(gòu)、制袋裝置、封口機(jī)構(gòu)、控制箱組成[9]。通過變速箱對(duì)伺服電機(jī)減速增扭，帶輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，僅需人工投料即可完成機(jī)械化包裝、封口、稱重、貼標(biāo)等一系列操作。

果蔬冷鏈運(yùn)輸裝備

果蔬冷鏈物流運(yùn)輸?shù)谋ｕr技術(shù)主要包括溫控保鮮技術(shù)和氣調(diào)保鮮技術(shù)。其中溫控保鮮技術(shù)較適宜短距離運(yùn)輸?shù)娜~菜等生鮮食品，調(diào)控葉菜在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏過程中始終處于規(guī)定的低溫條件下，降低葉菜的生理呼吸強(qiáng)度，抑制微生物的滋長(zhǎng)，以減少腐敗變質(zhì)、降低損耗。配合田頭冷庫及冷藏貨架，實(shí)現(xiàn)葉菜從采收至銷售全產(chǎn)業(yè)鏈的降損保鮮。

當(dāng)前海南省冷鏈物流行業(yè)涉及生鮮果蔬、水產(chǎn)畜禽、醫(yī)療藥品等，全省已初步形成以?？?、三亞、澄邁為樞紐，遍布18 個(gè)市縣的冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)

據(jù)農(nóng)機(jī)部門統(tǒng)計(jì)，2017 年全國(guó)設(shè)施園藝機(jī)械化水平為33.12%，江蘇最高，達(dá)48%，海南最低，為17%[7]。2021 年海南用于常年蔬菜種植的溫室大棚保有量已達(dá)15 萬畝（1 萬hm2），設(shè)施化程度達(dá)到26.7%（其中大部分為簡(jiǎn)易網(wǎng)棚），較低的設(shè)施機(jī)械化水平嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厥卟水a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文由生產(chǎn)實(shí)踐中設(shè)施葉菜機(jī)械化需求入手，借鑒大田機(jī)械化發(fā)展歷程的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，按機(jī)械耕整地、種植、植保、灌溉施肥、采收、運(yùn)輸六大生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化需求，對(duì)于成熟的機(jī)械化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，介紹其適配農(nóng)機(jī)裝備及其宜機(jī)化生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)于不成熟或缺失的機(jī)械化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提出科學(xué)匹配的農(nóng)機(jī)功能需求，以期為海南設(shè)施葉菜機(jī)械化生產(chǎn)集成創(chuàng)新提供思路。