馮敏康

（嘉定區(qū)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站，上海市 201800）

關(guān)鍵字：蔬菜大棚；宜機(jī)化改造；試驗分析

0 引言

近年來，上海市嘉定區(qū)圍繞建設(shè)都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的目標(biāo)，以機(jī)器換人為目的大力發(fā)展蔬菜機(jī)械，努力提高作業(yè)質(zhì)量和效率，為了適應(yīng)大棚的機(jī)械化耕作，提出了蔬菜大棚宜機(jī)化改造的方案和任務(wù)，實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?。蔬菜產(chǎn)業(yè)是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，隨著嘉定區(qū)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，當(dāng)?shù)厥卟松a(chǎn)中用工難、成本高、效益低等問題日益凸顯。嘉定區(qū)以實施蔬菜大棚“宜機(jī)化”改造為抓手，著力解決蔬菜機(jī)械入棚難、掉頭難的問題，提高作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本。在此背景下，筆者擬通過對百蒂凱蔬菜大棚“合二為一”改造前后作業(yè)效率對比、作業(yè)成本對比、大棚內(nèi)環(huán)境對比，分析嘉定區(qū)蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及制約當(dāng)?shù)厥卟松a(chǎn)機(jī)械化水平提升的主要因素，并提出進(jìn)一步提升蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化水平的對策與建議，以供參考。

1 試驗設(shè)計及試驗內(nèi)容

上海百蒂凱蔬果種植合作社擁有同軸線“合二為一”改造大棚（以下簡稱長棚）78個，未連通大棚（以下簡稱短棚）13個。為驗證長棚改造的可行性，采用試驗對比研究的方法，分別就蔬菜長棚、短棚的作業(yè)效率、作業(yè)成本、大棚內(nèi)環(huán)境三方面進(jìn)行對比，統(tǒng)計并得出相關(guān)結(jié)論。大棚改造將縱向雙大棚連接打通，增加單棚長度，以此擴(kuò)大作業(yè)面積、提高作業(yè)效率（圖1、圖2）。

圖1 改造后長棚示意圖

圖2 未連通大棚示意圖

1.1 試驗方案

將蔬菜機(jī)械化作業(yè)中涉及耕、種、管三個環(huán)節(jié)進(jìn)行效率對比。長棚、短棚的內(nèi)環(huán)境進(jìn)行長期跟蹤對比。

1.2 試驗內(nèi)容

1.2.1 土地耕翻：以遠(yuǎn)大石川島604拖拉機(jī)為配套動力，采用璟田JT-KING145深翻犁進(jìn)行耕翻作業(yè)對比，要求打破犁底層，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高作物生長條件。

1.2.2 土地精整起壟：以東方紅604拖拉機(jī)為配套動力，懸掛悅田YTLM-110后置式起壟機(jī)進(jìn)行機(jī)械化起壟作業(yè)對比。要求針對蔬菜對土壤的特殊要求，進(jìn)行土地精細(xì)化耕整，一次完成精細(xì)碎土、整平、起壟作業(yè)。

1.2.3 小粒播種：使用康博JT-13蔬菜精密播種機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)對比。

1.2.4 棚內(nèi)環(huán)境：在長棚和短棚的中央處放置溫度計、濕度計，進(jìn)行為期70天的內(nèi)環(huán)境對比。同時在棚外放置溫度計進(jìn)行參照對比。

1.2.5 長棚與短棚完成機(jī)械化作業(yè)面積率、成本、效益比較，確定長棚在蔬菜“機(jī)械換人”上的優(yōu)勢和劣勢。

2 試驗過程

2.1 長棚與短棚耕、種、管三個環(huán)節(jié)效率對比

在百蒂凱蔬果種植合作社選取位置相近、外環(huán)境情況類似的長棚和短棚各一個，其中長棚寬度8 m、長度83.8 m；短棚寬度8 m、長度40 m。

2.1.1 土地耕翻。長棚、短棚深翻作業(yè)數(shù)據(jù)（表1、表2），作業(yè)路線（圖3、圖4）。利用公式：

圖3 長棚深翻作業(yè)路線圖

圖4 短棚深翻作業(yè)路線圖

表1 長棚深翻作業(yè)情況表（km/h）

表2 短棚深翻作業(yè)情況表（km/h）

可知：由于長棚長度更長，其深翻作業(yè)時長為15′12″，平均轉(zhuǎn)彎時長為2′2″，有效時長占比為88.2%，平均巡航速度達(dá)到了1.57 km/h；短棚的深翻作業(yè)時長為7′56″，轉(zhuǎn)彎時長為2′46″，深翻時長占比為74.14%，平均巡航速度為了1.36 km/h。長棚所做有效時長、巡航速度高于短棚。

2.1.2 土地精整起壟。長棚、短棚起壟作業(yè)作業(yè)路線（圖5、圖6）。利用試驗數(shù)據(jù)及有效時長率公式可知：長棚平均巡航速度達(dá)2.14 km/h，平均轉(zhuǎn)彎時間為36″，有效時長率達(dá)82.35%；短棚的平均續(xù)航速度為1.75 km/h，平均轉(zhuǎn)彎時間為40″，有效時長率為64.97%。長棚比短棚高出了17.38%。

圖5 長棚起壟作業(yè)路線圖（灰色處為人工補(bǔ)壟處）

圖6 短棚起壟作業(yè)路線圖（灰色處為人工補(bǔ)壟處）

2.1.3 小粒播種長棚、短棚直播作業(yè)。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知：長棚的平均巡航速度可達(dá)2.45 km/h，平均轉(zhuǎn)彎時間為5″，有效時長率達(dá)到了97.15%；短棚的平均續(xù)航速度為2.44 km/h，平均轉(zhuǎn)彎時間為16″，有效時長率為79.14%。長棚比短棚高出了18.01%。

2.1.4 植保。經(jīng)實地記錄觀察，長棚使用丸山植保機(jī)用時為17 min，短棚使用丸山植保機(jī)用時為8 min。長棚作業(yè)面積為短棚的2.08倍，作業(yè)效率幾乎持平。

2.2 長棚、短棚的內(nèi)環(huán)境跟蹤對比

本次試驗溫度記錄時間為4月15日～26日、4月30日～5月18日、5月22日～6月23日，共計64天、共有1 540組溫濕度數(shù)據(jù)。記錄溫度較低的1天室外溫度為5℃～19℃的內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)。在0：31～7：30的時間段內(nèi)，長棚和短棚的保溫性能差距不大，平均差值在0.2℃，長棚的御寒性能略優(yōu)于短棚。但是在9：30～17：30期間，受到太陽光照的影響，短棚溫度迅速上升，棚內(nèi)溫度逐漸高于長棚，最大差值達(dá)到了-2.5℃。說明在低溫外環(huán)境中，長棚和短棚的抗寒能力接近，白天升溫略慢于短棚。

記錄大暴雨天氣下的內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)。凌晨時刻棚內(nèi)濕度相仿均達(dá)到了80%+，濕度差值在2.6%。但到了白天，受到外界通風(fēng)條件變化，可以看到長棚濕度下降遠(yuǎn)快于短棚，在正午12點差值達(dá)到了-5.4%。可見，長棚在長時間雨季情況下，棚內(nèi)環(huán)境要略優(yōu)于短棚，濕度變化快于短棚。這可能是由于長棚南北跨度更大、沒有端面阻擋、利于通風(fēng)降濕所致。記錄室外最高溫度達(dá)到35℃的內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)。長棚凌晨升溫速度較為遲緩，但下午13：30達(dá)到最高溫度后降溫也比短棚遲緩，全天高溫時間比短棚多了1 h，說明長棚在高溫天氣下的散熱效果略差于短棚。兩個大棚全天平均溫度差為1.25℃。受長棚棚內(nèi)面積大的影響，長棚升溫慢于短棚，在達(dá)到最大溫度后又不能像短棚一樣迅速降溫。所以，要注意長棚在高溫天氣下的降溫，須多開啟大棚薄膜，加快通風(fēng)，鋪設(shè)遮陽膜減少熱輻射，以此減緩長棚升溫速度，減少高溫時間段。

3 結(jié)果分析

3.1 蔬菜機(jī)械化作業(yè)中耕、種、管試驗結(jié)果分析

3.1.1 深翻作業(yè)方面：長棚可以南北兩個端面進(jìn)出大棚，所以在作業(yè)過程中省去了路線5的倒車時間。它的有效作業(yè)時間高達(dá)88.2%，比短棚高出14.06%。即在完成同樣面積情況下，短棚的掉頭次數(shù)是長棚的2倍，造成短棚效率低下，機(jī)手工作強(qiáng)度大。

3.1.2 起壟作業(yè)方面：長棚可以南北兩個端面進(jìn)出大棚，所以在作業(yè)過程中省去了路線5的倒車時間。有效時長率達(dá)到了82.35%，比短棚高出17.38%。同時，由于機(jī)械化起壟作業(yè)過后，部分區(qū)域需人工修補(bǔ)。相同面積下，長棚人工修補(bǔ)面積僅為8.8 m2，而短棚高達(dá)18.3 m2。長棚大大提高了機(jī)械化起壟率，減少人工起壟修補(bǔ)面積量。

3.1.3 蔬菜直播方面：康博JT13型直播機(jī)，操作簡便，轉(zhuǎn)彎靈活作業(yè)效率高，長棚和短棚效率相差不大。蔬菜移栽方面：由于天氣原因，試驗期間，合作社暫無機(jī)械移栽，后期將繼續(xù)跟蹤機(jī)械移栽數(shù)據(jù)。

3.1.4 植保方面：因為種植結(jié)構(gòu)布局原因，不會連片大棚一起打，只有少數(shù)是幾個大棚一起打的，所以其實際效率并不能體現(xiàn)出來。同時棚內(nèi)所用植保器械不涉及掉頭、線路等問題，所以長棚和短棚的效率差距也不大。

綜上所述，長棚在深耕、起壟方面優(yōu)勢較為明顯，可以大幅提高作業(yè)效率，降低農(nóng)機(jī)操作手勞動強(qiáng)度。另外，后置式起壟機(jī)作業(yè)質(zhì)量遠(yuǎn)高于手扶式起壟機(jī)，為后期開展機(jī)械化收割做好鋪墊。在直播、植保方面，長棚和短棚差距不大，目前主要以小型的農(nóng)機(jī)具為主，暫不能體現(xiàn)出長棚優(yōu)勢。

3.2 長棚、短棚的內(nèi)環(huán)境跟蹤結(jié)果分析

經(jīng)過長達(dá)64天的棚內(nèi)環(huán)境記錄，1 540組溫濕度數(shù)據(jù)分析。利用配對t檢驗去研究實驗數(shù)據(jù)的差異性，從全程的數(shù)據(jù)上看，沒有呈現(xiàn)出較大差異性（p＞0.05），長棚和短棚在內(nèi)環(huán)境的變化上具有一定的一致性。在早春低溫情況下，長棚能保持較好的夜間抗寒性、結(jié)果優(yōu)于現(xiàn)有的短棚；在上海多雨季節(jié)時，能保持較好的棚內(nèi)濕度，有利于作物生長發(fā)育；在高溫天氣中，長棚由于內(nèi)部面積過大，降溫所需能量要遠(yuǎn)大于短棚。其溫度過高時間會高于現(xiàn)有的短棚，不利于棚內(nèi)作物生長。

4 結(jié)語

本次試驗受時間所限，對長棚、短棚的觀察記錄時間未能完整覆蓋全年，數(shù)據(jù)方面還略有缺失，筆者后期將繼續(xù)跟進(jìn)觀察分析。通過“宜機(jī)化”改造試點，百蒂凱蔬果合作社的機(jī)械化作業(yè)水平及作業(yè)效率均得到了明顯提升，基本達(dá)到了“宜機(jī)化”改造的任務(wù)目標(biāo)。

為此，首先，嘉定區(qū)將以大棚“宜機(jī)化”改造為抓手，進(jìn)一步推進(jìn)蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營主體大棚“宜機(jī)化”改造，彌補(bǔ)蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)施的短板。同時，加強(qiáng)對蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營主體的培訓(xùn)，通過農(nóng)機(jī)現(xiàn)場會、農(nóng)機(jī)培訓(xùn)班等形式，宣傳示范各類新機(jī)械、新技術(shù)、新模式，促使農(nóng)機(jī)手熟練掌握農(nóng)機(jī)使用技巧，促進(jìn)農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)的融合。其次，在現(xiàn)有或新建的蔬菜基地內(nèi)，通過政策引導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃，將主栽品種和搭配品種進(jìn)行分類歸并，形成主栽品種的集中規(guī)?；N植基地，以此為基礎(chǔ)開展農(nóng)機(jī)裝備、農(nóng)藝技術(shù)的融合試點，并進(jìn)行總結(jié)歸納，最終形成針對某一蔬菜品種的標(biāo)準(zhǔn)化、可操作性強(qiáng)的機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，從而促進(jìn)設(shè)施蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)裝備和技術(shù)的推廣應(yīng)用。最后，完善蔬菜“宜機(jī)化”改造、“機(jī)器換人”工程的配套扶持政策，一方面，對現(xiàn)有合適的蔬菜機(jī)械加大補(bǔ)貼力度，另一方面對蔬菜生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用“機(jī)器換人”作業(yè)達(dá)到一定比例的蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營主體進(jìn)行專項補(bǔ)貼，以增強(qiáng)蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營主體購置農(nóng)機(jī)、使用農(nóng)機(jī)的積極性。