潘云飛，周艷，何磊，王強(qiáng)，宋振帥，宋龍

(1.石河子大學(xué)，新疆石河子，832003；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所，新疆石河子，832000)

0 引言

近年來(lái)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、特色效益農(nóng)業(yè)發(fā)展的大背景下，我國(guó)果園種植產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，區(qū)域布局合理，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)突出，產(chǎn)業(yè)效益明顯，已成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民脫貧增收的重要產(chǎn)業(yè)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2020年，我國(guó)果園面積122 770 khm2，林果總產(chǎn)量約為274 008 kt，總產(chǎn)值達(dá)到了5 775.7億元，持續(xù)維持全球第一大水果生產(chǎn)國(guó)地位。在各類水果中，以蘋(píng)果、香蕉、柑橘、梨、葡萄為主要種植及生產(chǎn)品種，蘋(píng)果園面積占比18%，蘋(píng)果產(chǎn)量為41 390 kt，種植面積與產(chǎn)量位居首位[1]。

我國(guó)果園種植歷史悠久，在果園管理方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)，隨著人們生活水平不斷提高，生產(chǎn)技術(shù)集成化、作業(yè)機(jī)械化、全程信息化背景下，我國(guó)傳統(tǒng)人工作業(yè)方式越發(fā)不適應(yīng)現(xiàn)代化果園管理模式，已經(jīng)成為制約我國(guó)果園可持續(xù)發(fā)展的最大障礙[2]。除此之外隨著城市化發(fā)展，農(nóng)村大范圍呈現(xiàn)空心化，致使勞動(dòng)力短缺，而疏花疏果階段用工量大，人工費(fèi)用高，果農(nóng)急需有效技術(shù)替代傳統(tǒng)人工作業(yè)方式[3]。

本文通過(guò)綜述國(guó)內(nèi)外果園疏花疏果環(huán)節(jié)中機(jī)械化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)圍繞機(jī)械化、化學(xué)、半機(jī)械化技術(shù)進(jìn)行闡述，并對(duì)現(xiàn)階段技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來(lái)的研究方向進(jìn)行展望，以期為我國(guó)果園管理機(jī)械化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 疏花疏果技術(shù)要求

修剪、疏花疏果、采摘收獲為果園三大費(fèi)工、費(fèi)時(shí)環(huán)節(jié)[4]。其中，疏花疏果是果樹(shù)栽培中的重要技術(shù)手段，可以提高果園坐果率和果品質(zhì)量，具有季節(jié)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等特點(diǎn)。疏花疏果可以有效減少養(yǎng)分消耗、保證果樹(shù)樹(shù)體健壯、調(diào)整葉果比例、平衡營(yíng)養(yǎng)、保證負(fù)載合理、調(diào)節(jié)樹(shù)體負(fù)載量、增加養(yǎng)分積累、改善果品、防止樹(shù)體早衰、實(shí)現(xiàn)果樹(shù)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和保證優(yōu)質(zhì)果品的有效措施之一[5]。

一般果樹(shù)的幼果過(guò)多，會(huì)造成赤霉素水平提高，抑制花芽的形成，導(dǎo)致果實(shí)過(guò)多，造成營(yíng)養(yǎng)不良，光合產(chǎn)物供不應(yīng)求，使樹(shù)體消耗能量過(guò)多，致使果樹(shù)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)大小年的情況。這種情況的長(zhǎng)期出現(xiàn)不僅影響果實(shí)正常發(fā)育，降低果品與果樹(shù)適應(yīng)外界環(huán)境能力，而且會(huì)使果樹(shù)未老先衰，極易感染各種疾病，直接造成果樹(shù)死亡，在很大程度上降低了經(jīng)濟(jì)效益。因此果園管理必須嚴(yán)格控制樹(shù)體的負(fù)載量，實(shí)施疏花疏果，減少營(yíng)養(yǎng)消耗，避免大小年的出現(xiàn)，提高果品和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，促進(jìn)我國(guó)果園產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[6]。

整個(gè)疏花疏果作業(yè)由疏花枝開(kāi)始，隨后進(jìn)行疏花蕾，最后是疏花、疏果、定果[7]。疏花蕾的順序是先冠上、外圍，后疏內(nèi)膛、冠下，疏花蕾時(shí)宜多留15%～20%[8]。如遇晚霜強(qiáng)降溫和連續(xù)陰雨天氣，疏花前僅需隔碼疏蕾，同時(shí)適當(dāng)多留，等待落花后再按農(nóng)藝要求疏果定果。疏花時(shí)間為每年的四月份，疏花作業(yè)一般從初花期開(kāi)始，到落花期都可以進(jìn)行[9]。疏花的注意事項(xiàng)有保留果樹(shù)兩側(cè)的花，剩下全部疏除，中等大小和小的樹(shù)枝應(yīng)疏除大部分花朵，長(zhǎng)果枝少疏，徒長(zhǎng)性果枝可以不疏；疏幼果為每年的五月份，一般在果實(shí)進(jìn)入硬核期進(jìn)行，此時(shí)坐果穩(wěn)定、可以區(qū)分果實(shí)大小。疏果作業(yè)若提前進(jìn)行，此時(shí)坐果穩(wěn)定性低，致使減產(chǎn)[10]。

疏果過(guò)晚會(huì)消耗大量貯藏營(yíng)養(yǎng)，影響果實(shí)生長(zhǎng)。疏果農(nóng)藝上要求疏除有病蟲(chóng)害、保留中、大等、果實(shí)顏色較深、果枝葉片多的中部、中間靠前部的果實(shí)；保留頂部花果、壯枝花果、下垂果、單果和中心果、保證留果肩平闊、果柄適中、果頂平闊、萼片緊閉。留果量需要及時(shí)調(diào)整，一般根據(jù)果實(shí)大小、坐果率、坐果位置、樹(shù)齡等靈活掌握[11]。果枝較長(zhǎng)時(shí)選擇保留2～5個(gè)，中等果枝留1～3個(gè)，較短果枝留1個(gè)，同時(shí)需注意定果時(shí)多留5%～10%左右[12]?？芍?，疏花疏果技術(shù)要求多，農(nóng)藝規(guī)范程度高，作業(yè)周期短，且對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)整個(gè)階段至關(guān)重要，需精確化處理到每棵樹(shù)的每個(gè)結(jié)果位置，對(duì)每個(gè)花朵需進(jìn)行優(yōu)選劣除，人工作業(yè)方式需借助梯子和剪刀等輔助工具，一次一枝去除多余花朵和幼果，勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此，未來(lái)疏花疏果技術(shù)要求會(huì)與機(jī)械化作業(yè)方式相結(jié)合，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)。具體技術(shù)要求：根據(jù)機(jī)械化作業(yè)方式調(diào)整果園行間距；果樹(shù)結(jié)果樹(shù)枝的三維數(shù)值(長(zhǎng)、寬、高)適應(yīng)機(jī)械作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化處理。疏花疏果階段未來(lái)技術(shù)要求則是偏向于調(diào)整果樹(shù)本身以及應(yīng)對(duì)化學(xué)疏花疏果藥劑的負(fù)面影響。

2 國(guó)內(nèi)外疏花疏果發(fā)展趨勢(shì)

2.1 手工疏花疏果

果園疏花疏果三種方式分別是：傳統(tǒng)人工作業(yè)、化學(xué)式作業(yè)、機(jī)械式作業(yè)。

國(guó)內(nèi)外的手工剪疏除工具大同小異，圖1中該手工剪通過(guò)套住中心花，一次性疏除花朵，該剪刀由雙刃中位刀片與上下位刀片構(gòu)成，中位刀片下端有滑槽及扭力彈簧與上下位刀片連接。該剪刀克服了傳統(tǒng)疏花剪刀多次剪切的困擾，省時(shí)、省力、成本低，并且安全、快捷[13]。

圖1 手動(dòng)修剪機(jī)Fig.1 Manual trimmer

2.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)械疏花疏果發(fā)展趨勢(shì)

2.2.1 國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外最早的疏花疏果機(jī)械出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，稍早于我國(guó)十幾年。Martin-Gorriz等[14]設(shè)計(jì)了一種輕巧、操作簡(jiǎn)單的手持式樹(shù)冠振動(dòng)疏花器，通過(guò)統(tǒng)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)該疏花器作業(yè)后的株產(chǎn)、坐果率和平均單果質(zhì)量與人工作業(yè)后各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)顯著差異，但疏花器減少了作業(yè)時(shí)間，同時(shí)也將果園管理疏花階段的成本降低了88%。

Mcclure等[15]研發(fā)了一種利用噴霧進(jìn)行疏花作業(yè)機(jī)器，通過(guò)對(duì)比表明利用噴霧可以有效減少花朵數(shù)，顯著降低坐果率，減少營(yíng)養(yǎng)消耗，提高果實(shí)品質(zhì)，大幅度增加果園產(chǎn)量。

最早的機(jī)械振動(dòng)疏花是通過(guò)振動(dòng)樹(shù)干的方式，工作過(guò)程中不用接觸花穗，可以疏除部分花朵，達(dá)到疏花疏果目的，不足的是枝干上剩余花量分布不均勻。美國(guó)設(shè)計(jì)了一種通過(guò)拖拉機(jī)車(chē)載梳棒式疏花機(jī)振動(dòng)樹(shù)冠進(jìn)行工作，該機(jī)器在實(shí)現(xiàn)疏除花朵，減少養(yǎng)分消耗的基礎(chǔ)上，且于人工疏花相比，將果園產(chǎn)量提高了9%[16]。

德國(guó)Assirelli等[17]設(shè)計(jì)一種車(chē)載柔性疏花機(jī)，該機(jī)利用離心力使塑料條擊打樹(shù)冠進(jìn)行疏花疏果，該機(jī)更適合高樹(shù)冠部位疏花，低樹(shù)冠作業(yè)效果較差，而且在果園實(shí)地工作時(shí)該機(jī)受主軸轉(zhuǎn)速、拖拉機(jī)行駛速度、工作環(huán)境的影響較大。

Schupp等[18]在前人柔性疏花機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，疏花機(jī)膠條隨著主軸轉(zhuǎn)速增加，桃樹(shù)的花朵數(shù)急劇減少、坐果數(shù)大幅度降低、單株產(chǎn)量也大幅降低，單個(gè)果質(zhì)量和果實(shí)大小顯著增加。

Solomakhin等[19]研發(fā)了一種斜置式轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)的拖拉機(jī)車(chē)載柔性疏花機(jī)，該機(jī)有三根平行斜置轉(zhuǎn)軸，相比Darwin系列疏花機(jī)作業(yè)效果有所提高，如圖2所示。

圖2 車(chē)載柔性疏花機(jī)Fig.2 Car flexible flower thinning machine

德國(guó)設(shè)計(jì)了一種測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)是基于振動(dòng)原理，可以通過(guò)調(diào)整頻率、振動(dòng)幅度獲得花蕾、芽、花朵、幼果最佳工作數(shù)據(jù)[20]。Blanke[21]試驗(yàn)結(jié)果表明手持式疏花裝置的疏除率、單株產(chǎn)量、坐果率和平均單果質(zhì)量與人工作業(yè)后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)相差不大，通過(guò)對(duì)比手持式疏花疏果裝置和人工疏花疏果作業(yè)方式，前者將桃樹(shù)疏花疏果階段成本降低約90%，效率提高了6～15倍。

Kirstein[22]通過(guò)手持式修剪和離心疏花疏果機(jī)械進(jìn)行田間作業(yè)，結(jié)果表明，兩種方式均能達(dá)到農(nóng)藝疏除要求，同時(shí)提高產(chǎn)量和果實(shí)大小。

綜上所述，國(guó)外疏花裝置按工作方式可分為樹(shù)冠振動(dòng)式、樹(shù)干振動(dòng)式、高壓水噴射式、柔性繩旋轉(zhuǎn)式。其中以德國(guó)、英國(guó)、荷蘭、澳大利亞等國(guó)家發(fā)展較快，整體情況是趨向于大規(guī)模統(tǒng)一化作業(yè)，龍門(mén)式、門(mén)架式、多節(jié)式等多種結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸研發(fā)和實(shí)地工作。并且機(jī)電一體化、超聲波、多光譜檢測(cè)、圖像識(shí)別、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、智能化等技術(shù)已應(yīng)用在果園疏花機(jī)，由此可知，未來(lái)果園以最大程度減少人工作業(yè)為目的，向全程機(jī)械化、信息化、智能化方向發(fā)展，最終構(gòu)建面向未來(lái)的果園管理技術(shù)。

2.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)果園疏花機(jī)械起步較晚，21世紀(jì)初開(kāi)始應(yīng)用在果園作業(yè)中，在引進(jìn)國(guó)外機(jī)械的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)果園模式設(shè)計(jì)出疏花裝置，主要為手持式、單頭式疏花裝置。

楊洲等[23]設(shè)計(jì)研發(fā)一種手持式機(jī)械柔性疏花器，該機(jī)通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)高度和角度，可以實(shí)現(xiàn)不同樹(shù)形的疏除作業(yè)，完成仿形疏除作業(yè)需要安裝傳感器與控制器件，該裝備現(xiàn)階段還處于專利階段。

胡彩旗等[24]設(shè)計(jì)研發(fā)了一種疏花機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究得出最佳參數(shù)組合為膠條長(zhǎng)度20 cm、直徑5 mm、材料為實(shí)心橡膠條、主軸轉(zhuǎn)速為960 r/min。

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)孫傳海等基于機(jī)器視覺(jué)設(shè)計(jì)一種果樹(shù)疏花機(jī)，該機(jī)基于液壓系統(tǒng)傳動(dòng)，首先通過(guò)圖像采集器采集該果樹(shù)的花朵信息，接著構(gòu)建處理模型，通過(guò)工控機(jī)控制器控制疏花軸轉(zhuǎn)速，完成疏除作業(yè)，該裝置現(xiàn)階段只存在于專利階段。

基于仿形疏花的工作要求，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)李君[25]團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)了一種懸掛式電動(dòng)柔性疏花機(jī)，如圖3所示。該機(jī)通過(guò)超聲波冠形探測(cè)方法，開(kāi)發(fā)了嵌入式仿形疏花控制系統(tǒng)，試驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)可以滿足仿形作業(yè)要求，控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)疏花機(jī)平面位置伺服控制的精度要求。該裝置在南方荔枝果園進(jìn)行田間試驗(yàn)，未對(duì)矮密果樹(shù)疏花作業(yè)適用性進(jìn)行相關(guān)研究。

圖3 電動(dòng)柔性疏花機(jī)Fig.3 Electric flexible flower thinning machine

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)汪強(qiáng)[26]設(shè)計(jì)研發(fā)了一種針對(duì)矮密蘋(píng)果栽培模式和主干形密植桃樹(shù)栽培模式的疏花裝置，通過(guò)對(duì)比分析直入式、斜入式和主軸式三種疏花裝置方案模型的工作原理和花朵受力情況，確定了主軸式疏花裝置為最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式，得到花軸部件的理想直徑、空心軸外徑、最大位移值等參數(shù)。田間試驗(yàn)表明疏除效果最佳的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為360～370 r/min，試驗(yàn)中選擇了6種疏刷元件形式、不同密度、長(zhǎng)度和材料進(jìn)行作業(yè)效果對(duì)比，確定了疏刷元件安裝組合，疏花效果滿足農(nóng)藝要求，如圖4所示。

圖4 矮密疏花裝置Fig.4 Low density flower thinning device

江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院雷嘵暉等[27]設(shè)計(jì)一種三節(jié)臂機(jī)載式疏花機(jī)，通過(guò)對(duì)比各種疏除作業(yè)方式，田間試驗(yàn)表明該機(jī)作業(yè)質(zhì)量和人工作業(yè)質(zhì)量無(wú)明顯差別，可降低梨樹(shù)的絕對(duì)坐果率，不影響后期果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)，同時(shí)節(jié)約農(nóng)時(shí)達(dá)66.17%，如圖5所示。

圖5 三節(jié)臂機(jī)載式疏花機(jī)Fig.5 Three-arm airborne flower thinning machine

綜上所述，我國(guó)疏花疏果階段的機(jī)械裝備研究相對(duì)于國(guó)外發(fā)展較慢，陸華忠等研發(fā)了手持式的機(jī)械裝備，胡彩旗等則是優(yōu)化了疏花機(jī)器的參數(shù)，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)提出將機(jī)器視覺(jué)與疏花機(jī)器結(jié)合但僅停留在研究階段，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等通過(guò)調(diào)整疏花機(jī)各個(gè)參數(shù)并優(yōu)化參數(shù)，得出在一定果園環(huán)境(地勢(shì)平坦、行間距適宜)條件下的最佳工作參數(shù)。

由此可知果樹(shù)培育模式和農(nóng)藝技術(shù)的差異限制了國(guó)外機(jī)械在國(guó)內(nèi)的適應(yīng)性。我國(guó)果園機(jī)械發(fā)展慢，現(xiàn)階段果園疏花裝置主要發(fā)展方向朝著工作效率高，自動(dòng)化程度高，機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)復(fù)雜方向發(fā)展。

2.3 國(guó)內(nèi)外化學(xué)藥劑的研究進(jìn)展

2.3.1 國(guó)外化學(xué)藥劑的發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外的Drain首先提出和使用化學(xué)藥劑，通過(guò)抑制坐果實(shí)現(xiàn)疏花疏果，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，劑量為2 g/L的硫酸亞鐵造成日本梅疏花量過(guò)多，而且該藥劑對(duì)蘋(píng)果疏花效果不明顯。Andrén[28]在研究蘋(píng)果腐爛病防治的藥劑時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，石硫合劑能導(dǎo)致“非正常落果”。Auchter等通過(guò)噴灑石硫合劑、CuSO4、乳化油、NaNO3、ZnSO4等藥劑，進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)焦油蒸餾液在疏花階段的效果最佳，缺陷是該藥劑對(duì)樹(shù)體產(chǎn)生有害物質(zhì)，在果樹(shù)表面產(chǎn)生褐花斑，其余的藥劑不僅會(huì)灼傷花朵，而且也傷害葉子和枝條。

Asaei等[29]在20世紀(jì)90年代提出二硝基甲酚可以阻礙蘋(píng)果花粉管生長(zhǎng)，降低坐果率。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間，該藥劑使用廣泛并成為一種重要的疏花劑，缺點(diǎn)是該藥劑中主要成分是重金屬，由于環(huán)境原因該藥劑在20世紀(jì)80年代已停止生產(chǎn)。Yokota等[30]研究表明，在每年四月初噴灑茉莉酸類似物(PDJ)，可以減少坐果率，用一定劑量的吲熟酯噴灑在盛花期蘋(píng)果上可以起到疏花的作用，缺點(diǎn)是通常造成疏花過(guò)度，會(huì)傷害果園中的授粉樹(shù)。MCPB是一種蘋(píng)果疏花機(jī)調(diào)節(jié)劑，該疏花效果通常受氣溫影響較大[31]。Williams等[32]研究發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用西維因噴灑果樹(shù)的短枝葉、果實(shí)，最后對(duì)比兩種處理方式的疏果效應(yīng)，分析發(fā)現(xiàn)噴灑果實(shí)的疏除率高于噴灑短枝葉片。Edgerton在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行對(duì)比分析得出有品種特性大小年，枝形長(zhǎng)短，開(kāi)花習(xí)性、坐果個(gè)數(shù)，落果程度、果實(shí)的發(fā)育階段、樹(shù)齡、葉齡、長(zhǎng)勢(shì)、前一年的產(chǎn)量、花量、密度、根系情況、噴藥各個(gè)階段的天氣情況(溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、相對(duì)濕度、降水、霜、水分供應(yīng))均對(duì)其產(chǎn)生影響，這表明了其影響因素的復(fù)雜性?；瘜W(xué)疏花疏果藥劑作業(yè)效果是通過(guò)阻礙授粉受精、阻止胚生長(zhǎng)、使胚死亡、推遲脫落，增加果實(shí)之間的營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、阻礙韌皮部向果中的運(yùn)輸、減弱果實(shí)的庫(kù)強(qiáng)度、阻礙種子生長(zhǎng)素的合成及運(yùn)出、刺激乙烯的生物合成、抵制光合作用、增強(qiáng)暗呼吸、直接燒傷花器官等。

2.3.2 國(guó)內(nèi)化學(xué)藥劑的發(fā)展趨勢(shì)

華敏等[33]使用不同濃度的吲熟酯、萘乙酰胺兩種藥劑分別對(duì)不同花期(初花期、盛花期)的貴妃芒進(jìn)行處理，研究發(fā)現(xiàn)在貴妃芒第一次生理落果末期，噴施400 mg/L吲熟酯和50 mg/L萘乙酰胺有較好的疏果效果，在不影響果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的同時(shí)，提高單果重、商品果等級(jí)規(guī)格。但貴妃芒對(duì)萘乙酰胺較敏感，該藥劑會(huì)產(chǎn)生果穗空枝。因此，初步認(rèn)為，吲熟酯是較溫和疏果藥劑，適合在生產(chǎn)上使用。

陳國(guó)帥等[34]采用手工、機(jī)械、化學(xué)疏剪(用40%乙烯利5 mL+15%多效唑9 g+20 kg水混合均勻噴灑花穗)與不疏剪作對(duì)照，觀察花果發(fā)育情況及測(cè)定產(chǎn)量與品質(zhì)，結(jié)果表明化學(xué)疏剪作業(yè)方式可以將花穗長(zhǎng)度極顯著縮短，果園產(chǎn)量顯著提高。

李冬波等[35]試驗(yàn)認(rèn)為，妃子笑在花穗長(zhǎng)3～5 cm時(shí)，在葉面噴灑一定濃度布多效唑不能提高著果率，但研究表明首次開(kāi)花前10 d，多效唑+人工或機(jī)械修剪，可以有效提高著果率。

聶佩顯等[36]試驗(yàn)用5年威海金蘋(píng)果在盛花期分別噴灑150、200倍液智疏優(yōu)花疏花制劑與清水對(duì)照，結(jié)果表明兩者相比均有良好的疏花作用，可以有效提高花序坐果率、單果率的同時(shí)降低了雙坐果率，而150倍液處理提高果實(shí)品質(zhì)作用更好，可以有效提高單果重、縱徑、橫徑、果型指數(shù)、光潔指數(shù)、硬度等各個(gè)參數(shù)值，該試驗(yàn)得出化學(xué)疏花可大程度減少人工量。

蘇俊等[37]研究了不同質(zhì)量濃度硫代硫酸鉀對(duì)梨疏花疏果效應(yīng)和果實(shí)品質(zhì)的影響，該試驗(yàn)分別在初花期和盛花期噴施一次KTS，在生理期落果期后，統(tǒng)計(jì)坐果率，果實(shí)成熟后測(cè)定果實(shí)品質(zhì)。結(jié)果表明濃度為0.5%KTS處理疏花疏果效果較好。從食品和環(huán)境安全的角度考慮，化學(xué)疏花疏果劑的應(yīng)用將受到限制，各疏花藥劑情況如表1所示。

表1 果園使用疏花疏果化學(xué)藥劑對(duì)比分析Tab.1 Comparative analysis of flower and fruit thinning chemicals used in orchards

3 疏花疏果農(nóng)藝局限性

人工疏除作業(yè)不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大而且費(fèi)用高。目前，我國(guó)果園疏花疏果的用工和資金投入約占果園投入的20%～30%，因此急需開(kāi)發(fā)疏除效果好、穩(wěn)定性高、使用方法簡(jiǎn)單和受外界因素影響小的疏除方法。

通過(guò)以上分析可知，人工疏除率最高可達(dá)37%～44%；噴霧式機(jī)械裝備疏除率為61%～75%；振動(dòng)式機(jī)械裝備疏除率為66%～76%，但對(duì)樹(shù)體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重；轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)膠條擊打式機(jī)械裝備疏除率較高為71%～73%，對(duì)樹(shù)葉損傷較嚴(yán)重?；瘜W(xué)藥劑吲熟酯處理后坐果量減少53.2%；乙烯利在開(kāi)花初期和幼果期使用疏果率均達(dá)到80%以上，也具有良好的疏果效果；250 mg/L、300 mg/L、350 mg/L乙烯利在盛花期使用疏果率達(dá)到60%～70%，沒(méi)有藥害發(fā)生，疏除效果較好；第2次生理落果期后，濃度為0.5%KTS的處理坐果率為30.25%。以下五個(gè)方面仍然限制我國(guó)果園管理的發(fā)展。

1)人工疏花疏果技術(shù)性強(qiáng)，具有不可逆性，對(duì)操作員專業(yè)技術(shù)要求高，疏花疏果作業(yè)時(shí)需長(zhǎng)時(shí)間舉臂，大面積作業(yè)時(shí)工作效率低、強(qiáng)度大，極易引發(fā)職業(yè)病。較高地方還需要借用梯子，安全性低。

2)化學(xué)藥劑對(duì)環(huán)境、果實(shí)污染嚴(yán)重，同時(shí)這種處理方式與消費(fèi)者對(duì)果蔬無(wú)公害純天然特性的要求不相符，存在疏除不足或疏除過(guò)量現(xiàn)象，致使其發(fā)展受限。大眾看好對(duì)食品和環(huán)境安全的化學(xué)制品，以實(shí)現(xiàn)高效化學(xué)疏除，提高生產(chǎn)水平并符合生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。

3)機(jī)械化疏花不適于大規(guī)模作業(yè)，現(xiàn)階段我國(guó)疏花機(jī)械朝著長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、寬幅、仿形方向發(fā)展但是研究成果較少，且針對(duì)規(guī)?；芄麍@使用的果園疏花裝置少之甚少。

4)機(jī)械疏花作業(yè)缺少參考標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸、寬幅、仿形疏花作業(yè)的疏花裝置，缺少田間試驗(yàn)，缺少工作標(biāo)準(zhǔn)，缺少可靠的疏花工作參考資料。

5)疏花機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作復(fù)雜，機(jī)械疏花技術(shù)不成熟，疏花裝置的技術(shù)停留在實(shí)驗(yàn)室技術(shù)階段，果園實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，工作速度慢，疏花機(jī)械穩(wěn)定性低，作業(yè)內(nèi)容單一，缺乏應(yīng)用性，自動(dòng)化、人工智能化果園疏花裝備尚處于空白階段。

4 疏花機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)以上分析可知我國(guó)果園疏花疏果管理階段仍有以上五個(gè)方面的限制，結(jié)合現(xiàn)階段我國(guó)通信、機(jī)器視覺(jué)、控制等技術(shù)的快速發(fā)展背景下，總結(jié)出我國(guó)未來(lái)疏花的發(fā)展趨勢(shì)。

1)未來(lái)果園發(fā)展朝著種植標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、規(guī)范化和科學(xué)化管理模式方向發(fā)展，為適應(yīng)果園管理機(jī)械，來(lái)調(diào)整果樹(shù)結(jié)果枝的長(zhǎng)、寬、高以及果園行距和株距。

2)研發(fā)新型化學(xué)疏花疏果劑，確保食用和環(huán)境安全的同時(shí)可以滿足疏花疏果的農(nóng)藝要求。研究者應(yīng)該通過(guò)模型來(lái)分析各個(gè)影響因素(包括藥劑種類、濃度大小、噴施方法、果樹(shù)品種、樹(shù)體、氣候等)之間的相互關(guān)系，應(yīng)建立戶外智能檢測(cè)及處理系統(tǒng)(檢測(cè)化學(xué)藥劑使用量，按反饋結(jié)果進(jìn)行稀釋或其他處理)。

3)提高疏花疏果機(jī)械裝置的通用性、工作效率和可靠性，緊密結(jié)合我國(guó)果園種植模式研發(fā)出適合我國(guó)果園工作的管理機(jī)械，通過(guò)尋找果園管理作業(yè)的共性，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，僅更換部分零部件，即可實(shí)現(xiàn)不同果園的管理作業(yè)。

4)疏花疏果機(jī)械向自動(dòng)化、人工智能方向發(fā)展。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以及對(duì)疏花疏果裝置引入智能控制系統(tǒng)及作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，促進(jìn)疏花疏果技術(shù)與機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化緊密結(jié)合，從而提高作業(yè)效率，使裝置在果園復(fù)雜工作環(huán)境下，穩(wěn)定、高效的完成疏花疏果作業(yè)。

5)將大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到果園管理中。利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，在果園在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)字農(nóng)業(yè)云平臺(tái)等方面進(jìn)行深入研究，從單個(gè)管理工作開(kāi)始，逐步將各階段工作聯(lián)合處理，將信息化技術(shù)與果園生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)疏花疏果的精準(zhǔn)化、科學(xué)化作業(yè)。