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        上海市工廠化育苗生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)研與建議對策

        2021-04-20 02:05:32
        農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:工廠化種苗基質(zhì)

        育苗是蔬菜生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),正所謂“苗壯半收成”,優(yōu)質(zhì)的秧苗是蔬菜豐產(chǎn)的前提。工廠化育苗是一種規(guī)?;挠绶绞?,在先進(jìn)的育苗生產(chǎn)車間[1-2],用先進(jìn)的育苗設(shè)施和設(shè)備,將現(xiàn)代化技術(shù)貫穿種苗生產(chǎn)的全過程,以現(xiàn)代化的模式管理育苗生產(chǎn),以實現(xiàn)規(guī)?;?、商品化生產(chǎn)。工廠化育苗是蔬菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的必然產(chǎn)物,也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。與傳統(tǒng)育苗方式相比,工廠化育苗可以節(jié)省育苗時間,提升幼苗質(zhì)量,提高育苗生產(chǎn)與管理工作效率,降低生產(chǎn)成本等[3-6],為蔬菜生產(chǎn)提供周年供應(yīng)。中國的工廠化育苗技術(shù)始于1976 年[7],經(jīng)過40 多年的發(fā)展,國內(nèi)已探索出一條適合中國國情的集約化道路,做到了“成本節(jié)約、技術(shù)集約、場地集中”。為了了解上海地區(qū)工廠化育苗發(fā)展情況,筆者于2019 年5~7 月對不同類型、不同規(guī)模的育苗中心進(jìn)行走訪調(diào)研,了解了當(dāng)?shù)赜缰行牡纳a(chǎn)現(xiàn)狀,并對收集的資料進(jìn)行分析歸納,探究智慧型、數(shù)字化的育苗生產(chǎn)與管理模式。

        調(diào)查方法

        對上海地區(qū)8 家育苗中心進(jìn)行調(diào)研,包括6 家企業(yè),2家農(nóng)業(yè)合作社,主要培育花卉苗和蔬菜苗,合計育苗面積為39.5 hm2。采用問卷調(diào)查結(jié)合入戶訪談的方式,了解工廠化育苗的生產(chǎn)現(xiàn)狀。

        調(diào)研內(nèi)容

        生產(chǎn)流程

        目前上海的工廠化育苗中心多以“訂單育苗”方式運行。育苗流程分為前期準(zhǔn)備、中期育苗以及后期包裝發(fā)貨3 個階段。育苗前期,主要工作包括基質(zhì)混合、發(fā)芽率試驗等。運用基質(zhì)攪拌設(shè)備將草炭(泥炭)打碎后與珍珠巖攪拌混合、包裝、備用,如圖1~2。為了檢測種子質(zhì)量,推算育苗實際用種量,育苗播種前后對種子進(jìn)行發(fā)芽率試驗。發(fā)芽率=(M2/M)×100%,M2 為正常發(fā)芽粒數(shù),M 為試驗種子數(shù)。播種前培養(yǎng)皿試驗,播種后基質(zhì)試驗。

        圖1 基質(zhì)攪拌設(shè)備

        圖2 攪拌后基質(zhì)

        圖3 穴盤苗播種設(shè)備

        圖4 播種時補粒種

        圖5 暗室發(fā)芽

        圖6 2 葉1 心

        圖7 真葉長出

        圖8 煉苗階段

        育苗中期是指從播種、發(fā)芽到長成種苗的整個過程。通常夏季育苗時間35 天,冬季45~50 天。在育苗播種機生產(chǎn)線上進(jìn)行穴盤精量播種[10],完成基質(zhì)上料、填充、刮平、壓穴、播種、覆土(珍珠巖)和噴淋[11]等步驟,如圖3~4。通過硬件與軟件的科學(xué)配置實現(xiàn)對催芽室內(nèi)溫度、濕度、光照、氣流等環(huán)境因子的控制,如圖5。將室內(nèi)溫度控制在21~25℃,讓種子在理想環(huán)境下完成胚根伸出,實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

        生長過程包括子葉展平、長出真葉、進(jìn)圃煉苗3 個階段。真葉露心階段需給予幼苗充足的水分及光照;第1 片真葉長出階段需對幼苗進(jìn)行間隔性補水、控水,給予充足的光照,關(guān)注病株的出現(xiàn);第2、3 片真葉長出階段需對幼苗進(jìn)行徹底補水、控水并保證充足的光照,施用化學(xué)藥劑,防治常規(guī)病害;第4 片真葉長出階段需對幼苗進(jìn)行間隔性補水、控水,用化學(xué)藥劑控制病害,給予充足的陽光、錘煉種苗,如圖6~8。

        育苗后期主要完成種苗的包裝與發(fā)貨工作。包裝方式有兩種,一是從穴盤里拔出,摞好后整齊擺在塑料箱內(nèi)發(fā)貨;二是根據(jù)種苗高度,選用合適的隔層板固定,擺放在紙箱內(nèi)發(fā)貨,每個紙箱可放3~6 層。目前,常用方式是1 盤1 盒,如圖9~10。

        生產(chǎn)管理

        現(xiàn)有的育苗中心在對育苗的生產(chǎn)管理上多采取粗放型管理方式,操作工憑經(jīng)驗完成日常生產(chǎn)管理。例如,在幼苗生長過程中,花卉苗和蔬菜苗的管理模式有所不同:控水方面,花卉苗過分控水會導(dǎo)致葉片枯萎且補水后會出現(xiàn)缺肥、子葉發(fā)黃的情況;在葉子不發(fā)生軟、卷、縮的前提下,蔬菜種苗宜多控水,這是一種煉苗的方式,有助于提高苗移栽后的成活率。為了提高苗對水肥的吸收,施肥前應(yīng)盡量確保穴盤處于極干狀態(tài)。飛蛾是工廠化育苗過程中的主要蟲害,一旦飛蛾在花苗或者菜苗上產(chǎn)卵,2~3 天后就會形成幼蟲侵害幼苗,安裝防蟲網(wǎng)和懸掛黃板是解決蟲害問題的主要方式。為了確保出圃后的種苗尺寸統(tǒng)一,提升種苗的商品性,生產(chǎn)人員會對苗期25 天的苗進(jìn)行整理。這些都是操作工通過長期工作積累的“感性知識”,由此形成了以“經(jīng)驗”為主的粗放型管理方式,對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)缺乏精準(zhǔn)的數(shù)字化管理。

        生產(chǎn)現(xiàn)狀

        圖9 蔬菜苗包裝

        圖10 花卉苗包裝

        表1 育苗中心生產(chǎn)能力抽樣情況

        通過調(diào)研了解到,上海的育苗中心以企業(yè)與農(nóng)業(yè)合作社為主,企業(yè)占比66%,合作社占比34%。其中,70% 育苗中心自己采購種子,完成自繁自育外銷和自繁自育自用生產(chǎn);除了自繁自育外銷的生產(chǎn)模式,30% 育苗中心也會使用農(nóng)戶的種子進(jìn)行種苗代加工生產(chǎn)(表1)。

        在工廠化育苗過程中,嫁接、間苗、理苗、運輸、包裝等環(huán)節(jié)對勞動力依賴較大[12],如圖11~13。目前,一線操作工年齡在50~65 歲,普遍為小學(xué)學(xué)歷。

        工廠化育苗的場所需滿足面積大、保溫優(yōu)良、光照充分等特點,目前以8 m 跨度連棟薄膜溫室為主,配備苗床、風(fēng)機、濕簾、循環(huán)風(fēng)機、保溫系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)、移動式噴灌系統(tǒng)、打藥機等設(shè)施裝備,對育苗環(huán)境的溫度、濕度以及光照進(jìn)行調(diào)控,如圖14~15。

        各育苗中心對催芽室、基質(zhì)攪拌設(shè)備、播種機生產(chǎn)線的配備率達(dá)100%,10% 育苗中心配套有機肥處理設(shè)備。調(diào)研中發(fā)現(xiàn),每年11 月~次年3 月,上海市育苗溫室內(nèi)環(huán)境特點為低溫、高濕。為解決這一問題,小規(guī)模育苗中心增加取暖器,大中型育苗中心通過天然氣加熱鍋爐水,維持溫室內(nèi)部的溫度與濕度。

        育苗中心的投入成本分前期、中期和后期。前期主要是育苗場所租金、設(shè)施建造、設(shè)備采購,中期為勞動力、能源、各類消耗品,后期為設(shè)施設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)成本。

        存在問題

        缺乏核心技術(shù)研究 機械智能化程度低

        圖11 間苗

        圖12 補苗及效果

        圖13 挖空苗基質(zhì)

        圖14 育苗溫室

        圖15 移動式噴灌系統(tǒng)

        前期的播種效果關(guān)系著后期勞動力的投入量,播種精準(zhǔn)度低則間苗理苗任務(wù)重。近年來,播種機生產(chǎn)線的播種速度和精度有所提高,意大利烏比那提農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程公司Urbinati 的穴盤苗播種流水線,播種速度700 盤/h,核心是氣吸式播種機[13-14];播種機依靠負(fù)壓吸取種子[15],增加氣吹、敲打等機構(gòu),降低重播率和空穴率,但依舊達(dá)不到“0”空穴和“0”多株,人工間苗理苗任務(wù)較重。荷蘭維薩Visser horti systems 自動補苗機作業(yè)效率95%,只需配備1~2 人運行設(shè)備、質(zhì)檢,間苗理苗效率成倍提升,但價格昂貴,與育苗中心的生產(chǎn)融合度低。國內(nèi)科研團(tuán)隊缺乏在間苗理苗環(huán)節(jié)的專注度與技術(shù)研究,暫時還沒有成熟的設(shè)備。

        在當(dāng)前的育苗生產(chǎn)中,機械化程度50%,智能化程度20%。各類設(shè)備運行時,需配備4~5 人輔助作業(yè)。在幼苗的催芽和生長過程中,生產(chǎn)人員需每天定時查看其生長情況。包裝環(huán)節(jié)全部依靠人力完成。

        缺少數(shù)字化生長模型 管理方式粗放

        在生產(chǎn)管理中,運用保溫系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)機等配套設(shè)施調(diào)控育苗場所的溫濕度、光照,但是這種調(diào)控多憑生產(chǎn)人員的經(jīng)驗確定,生產(chǎn)效率不高,精細(xì)化程度低,種苗的品質(zhì)無法得到保障,屬于粗放型管理方式。

        育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向是規(guī)模化、規(guī)范化的生產(chǎn),與露地生產(chǎn)相比,生產(chǎn)對象、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)環(huán)境都更標(biāo)準(zhǔn)、更可控。經(jīng)過四十多年的發(fā)展,積累了豐富的生產(chǎn)管理經(jīng)驗,但是生產(chǎn)經(jīng)驗沒有及時轉(zhuǎn)換成大體量的生產(chǎn)數(shù)據(jù),缺乏科學(xué)有效的分析,未建立系統(tǒng)的生長模型,對育苗場所的環(huán)境調(diào)控?zé)o法做到真正意義的遠(yuǎn)程操控。工作效率低,品質(zhì)缺乏保障,工作舒適度差,降低了育苗產(chǎn)業(yè)對年輕人的吸引,從長遠(yuǎn)看,不符合育苗產(chǎn)業(yè)科學(xué)可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。

        資源整合不足 品牌效應(yīng)缺失

        調(diào)研中發(fā)現(xiàn)約30%~40%育苗中心從事小規(guī)模、特定品種的育苗工作,銷售市場穩(wěn)定,但是年產(chǎn)量低,品牌效應(yīng)弱,市場競爭力、持久力有待提升。大中型規(guī)模育苗中心在設(shè)施設(shè)備、人員等方面管理完整,但是其育苗品類單一,僅限于花卉、蔬菜,未開拓林木、煙草、中藥材等新興市場,產(chǎn)生了固定的周年育苗淡季。目前,任何形式的育苗中心,其生產(chǎn)效能都沒有實現(xiàn)最大化。通過測算,設(shè)施設(shè)備的利用率僅50%~60%,造成了資源浪費,降低了育苗產(chǎn)業(yè)的利潤。

        消耗品用量大 環(huán)境污染未控制

        消耗品材料不環(huán)保,育苗生產(chǎn)循環(huán)鏈未形成,是當(dāng)下育苗中心在生產(chǎn)過程中面臨的主要問題之一。

        草炭、穴盤和包裝箱是育苗過程中占比較大的消耗品。育苗基質(zhì)中的草炭是一種不可再生資源;穴盤由PVC、PP材料吸塑而成;種苗包裝紙箱由瓦楞紙通過坑紙機膠合而成。這些資源或是不宜過度開采,或是不環(huán)保、不可降解的材料,若不進(jìn)行及時有效地控制,會對環(huán)境造成巨大污染。

        發(fā)展建議

        針對上海現(xiàn)有育苗中心的生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀,以育苗生產(chǎn)“全程綠色化”為目標(biāo),從科學(xué)可持續(xù)的發(fā)展角度,筆者提出以下建議。

        聚焦政策導(dǎo)向

        育苗產(chǎn)業(yè)“全程綠色化”是低碳農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。積極聚焦育苗產(chǎn)業(yè)扶持政策,依托課題、專項資金,優(yōu)化設(shè)施設(shè)備,提升產(chǎn)能,增強育苗中心的核心競爭力,加快推進(jìn)在生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)節(jié)上的智能化。

        規(guī)范生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

        育苗產(chǎn)業(yè)作為綠色、可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè),應(yīng)加快其技術(shù)規(guī)程落地的速度和程度,對設(shè)施設(shè)備、操作規(guī)范、品質(zhì)參數(shù)(苗齡、外觀、指標(biāo))等提出標(biāo)準(zhǔn),為育苗產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展提供堅實可靠的技術(shù)支撐,助推育苗產(chǎn)業(yè)健康綠色發(fā)展。

        創(chuàng)新銷售模式

        借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),搭建B2C 線上銷售平臺,實現(xiàn)線上下單、線下生產(chǎn),平臺實時更新訂單生產(chǎn)及物流信息[16]。設(shè)立常態(tài)化育苗生產(chǎn)直播間,將育苗生產(chǎn)過程直觀全面地向公眾開放,普及農(nóng)業(yè)知識,拓寬銷售渠道,提高育苗產(chǎn)業(yè)綜合效益。

        提升科技含量

        ◆完善核心環(huán)節(jié)設(shè)備 引進(jìn)高效機械設(shè)備

        在育苗的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)上,組織科研力量對核心設(shè)備進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)、改進(jìn)優(yōu)化。育苗生長模型的建立是推進(jìn)智慧化育苗的重要手段。將計算機、各類傳感器(溫度、濕度、風(fēng)速、CO2濃度、光照等)及監(jiān)控等設(shè)備長期滲透于育苗的生產(chǎn)過程中,收集幼苗在整個育苗中期的各項生長數(shù)據(jù),育苗場所的環(huán)境數(shù)據(jù),生產(chǎn)人員的生產(chǎn)動作。運用軟件,對生長數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)動作進(jìn)行耦合分析,建立不同品種育苗數(shù)據(jù)生長模型,做到精準(zhǔn)控溫、調(diào)光、通風(fēng)、灌溉施肥、打藥等生產(chǎn)動作,形成數(shù)字化生產(chǎn)管理模式。

        ◆建設(shè)物流運輸系統(tǒng) 實現(xiàn)生產(chǎn)效能最大化

        育苗場所需具備基質(zhì)混合區(qū)、種子試驗區(qū)、播種區(qū)、催芽室區(qū)、生長區(qū)、整理區(qū)、包裝發(fā)貨區(qū)等。工廠化育苗是各生產(chǎn)環(huán)節(jié)流程化、系統(tǒng)化、持續(xù)性作業(yè)的規(guī)?;w現(xiàn)。對各生產(chǎn)區(qū)間合理布局,設(shè)定合理的運輸路線和運輸節(jié)點,利用電動軌道運行車、自動導(dǎo)引運輸車(AGV)、皮帶傳輸?shù)冗\輸設(shè)備建立內(nèi)部物流系統(tǒng),可以減少勞動力投入,提高生產(chǎn)管理的品質(zhì)與效率,提升生產(chǎn)效能。

        ◆加強各方資源整合 實現(xiàn)共創(chuàng)共享共贏

        育苗產(chǎn)業(yè)作為集約型產(chǎn)業(yè),合理的資源整合是提質(zhì)增效的有效方式,實現(xiàn)共創(chuàng)品牌效應(yīng)、共享生產(chǎn)資源、共贏市場利潤。對育苗區(qū)域科學(xué)規(guī)劃、合理格局。分析市場育苗需求,設(shè)定中心育苗點,整合分散育苗點,對土地資源、設(shè)施設(shè)備資源、勞動力資源、資金資源、市場資源等進(jìn)行多重整合,增加生產(chǎn)茬口密度,提高設(shè)施設(shè)備利用率,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)利潤。整合后的育苗中心依托原有的品牌效應(yīng),擴(kuò)大規(guī)模,開拓銷售渠道,打造更具影響力的市場品牌。

        ◆積極優(yōu)化生態(tài)環(huán)境 助推綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展

        優(yōu)化育苗產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境需處理好兩大類農(nóng)業(yè)垃圾??葜€葉可通過有機肥處理設(shè)備轉(zhuǎn)換成肥料。穴盤、包裝箱、基質(zhì)袋體量大且不可回收,污染隱患一直存在。利用微生物技術(shù)加快環(huán)保、可降解的新型材料研發(fā),用于穴盤、包裝箱、基質(zhì)袋等生產(chǎn),形成良性循環(huán)的生態(tài)鏈,解決農(nóng)業(yè)污染、節(jié)約農(nóng)業(yè)資源、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

        總結(jié)

        通過此次調(diào)研,筆者了解到上海地區(qū)現(xiàn)有的育苗中心多以半自動模式經(jīng)營生產(chǎn),走薄利多銷的贏利模式,機械化、智能化程度較低。生產(chǎn)經(jīng)營者已經(jīng)意識到勞動力緊缺、招工難的問題,但考慮到經(jīng)濟(jì)效益,就目前來說,不愿意打破已成定式的生產(chǎn)模式。同時,生產(chǎn)者也期待能有價格低廉、穩(wěn)定可靠的機械設(shè)備代替勞動力。推進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)、低碳農(nóng)業(yè)是新時代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新目標(biāo)、新方向。育苗產(chǎn)業(yè)作為集約型產(chǎn)業(yè),其未來的發(fā)展前景是光明的,大型的育苗中心應(yīng)積極探索科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型育苗生產(chǎn)模式。

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