顧小小，朱春燕，成松松

（上海市農(nóng)業(yè)機械研究所，上海 201106）

近幾年，上海市綠葉菜年播種面積穩(wěn)定在28萬畝（18676 hm2）以上，且上海市民消費的85% 以上綠葉菜主要依靠上海本地生產(chǎn)[1]。從食品安全和食用口感的角度出發(fā)，實現(xiàn)綠葉菜自產(chǎn)自銷一直是上海農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要目標。為切實保障綠葉菜的周年穩(wěn)定供應，加快實現(xiàn)綠葉菜生產(chǎn)的全程機械化，須進一步加強綠葉菜移栽種植的相關研究與應用。

綠葉菜移栽以缽苗移栽為主要方式，該方式育苗配套技術相對成熟，苗移栽后成活率高，產(chǎn)量有保障?，F(xiàn)普遍采用人工移栽，勞動強度大、生產(chǎn)效率低，機械化移栽能省工省力，提高生產(chǎn)效率，且移栽深度、間距一致，既提高成活率[2]，又便于后續(xù)機械化收獲，有利于實現(xiàn)綠葉菜的全程機械化。

移栽設備按自動化程度可分為手動、半自動和全自動，按栽植部件持苗及植苗機構工作原理可分為鉗夾式、鏈夾式、導苗管式、吊籃式夾式、輸送帶式、撓性圓盤式[3]。其中，鉗夾式、鏈夾式移栽機除傳動方式外原理相同，結構簡單，株距和栽植深度穩(wěn)定[4]，但作業(yè)效率低，一般為1800～2400 株/h，且易傷苗，苗易傾倒，易埋苗[5]；導苗管式移栽機不易傷苗，人工喂苗時作業(yè)速度可達3600～4200 株/h，但結構復雜，造價高[4]；吊籃式夾式移栽機適用較大尺寸缽體，可膜上打孔，缽苗不受沖擊，但結構復雜，效率較低[5]；輸送帶式移栽機結構簡單、效率高，但可靠性差，栽植質量低；撓性圓盤式移栽機對株距適應性較好，結構簡單實用[4]，但株距和栽植深度不穩(wěn)定，存在傷苗、漏苗、埋苗現(xiàn)象[5]。

國外對蔬菜移栽機械的研究起步較早。歐美幾種典型移栽機采用了機電液一體化技術。缽苗從穴盤到植入田間由頂出機構、取苗機構、輸苗機構、植苗機構接力完成，移栽效率高，但整機偏向于大型化[2]，不適用于設施內的蔬菜移栽[6]。日韓偏向采用純機械結構，體積小，可靠性強，制造精度高[2]。一般只適用于一種作物，專用性強[5]；栽植行數(shù)少，不適用于高密度移栽；且需要特制的撓性軟盤，與國內普遍使用的穴盤不配套[6]。近年來，國內開展蔬菜移栽設備研究，研制出一批半自動移栽機械，需要人工將缽苗從穴盤中取出后向栽植器中投苗，栽植器再將缽苗栽植到土壤中。此類設備僅替代了人工栽植的動作，仍需要多人才能完成作業(yè)，移栽機連續(xù)作業(yè)時，人工勞動強度大，且機器間歇步進，效率很難提高，導致經(jīng)濟效益提高不明顯[6]。國內尚缺乏成熟可靠的全自動高密度蔬菜移栽機[2]。

上海市綠葉菜移栽基本情況

上海市綠葉菜移栽基本模式

根據(jù)調研，上海地區(qū)青菜種植約6～7 茬/ 年，合作社通過移栽種植模式，可增加1～3 茬/ 年。在菜價較低的時間段采用直播，在菜價較高的時間段（夏季、過年、雨雪天等），為搶時間采用移栽。普遍采用人工移栽模式，部分合作社采用自主育苗后缽苗移栽，大部分合作社將直播后間苗時多余的苗用于移栽。栽植深度為缽淺入土。上海地區(qū)生菜因其既不耐寒，又不耐熱的特性而主要集中在春秋兩季種植，一年2～4 茬。生菜種子細小且較貴，直播無法保證種子發(fā)芽率和生長統(tǒng)一性，所以一般均采用移栽模式。

青菜育苗14～30 天至兩葉一心到四葉一心進行移栽，移栽對土壤堅實度要求較高（直播則土壤不易過于緊實）。畦面寬度在1.2～1.5 m，每畦6～12 行，株距10～20 cm。移栽后澆水1～3 次，第一次需澆透。移栽后設施內種植需1 個月，露地種植需2.5 個月。

生菜育苗約1 個月。如采用移栽機移栽，需控制苗的大小，避免因苗過大而堵塞移栽機栽植部件。在帶鎮(zhèn)壓的作畦機所起的畦面上移栽，畦面寬度1.1 m，根據(jù)生菜品種的不同，每畦栽植2 行、4 行、5 行或者6 行，要求畦面盡量高，方便控水，移栽后露地種植需2 個月。

上海地區(qū)應用的移栽設備

根據(jù)調研結果，上海市有移栽需求的合作社普遍配備‘韓國A5-1200’八行移栽機用于綠葉菜的移栽，該移栽機需兩個人手動投苗，有人跟著補苗，雖減少了彎腰移栽的勞動強度，但勞動力投入并沒有減少。部分合作社根據(jù)生產(chǎn)實際需求，將該移栽機的栽植部件拆掉部分，改為四行、六行移栽機。

部分合作社采用‘日本洋馬PH1’兩行全自動移栽機用于甘藍的移栽，也有合作社用該兩行移栽機在畦面上來回行駛兩遍，完成四行移栽。該移栽機可自動取苗投苗，人工只需將苗盤推入指定位置即可，但移栽質量有待提高，漏栽現(xiàn)象還是較多。此外該移栽機行距較大，不適用于常規(guī)的青菜、生菜移栽作業(yè)。

還有一些合作社應用‘鼎鐸2ZB-4’四行半自動移栽機。個別合作社自主研發(fā)綠葉菜移栽機。經(jīng)走訪發(fā)現(xiàn)，大多擁有移栽設備的合作社都仍普遍采用人工移栽，移栽機械仍作為試驗用途。部分移栽設備性能對比如表1。

表1 部分移栽設備性能對比[7-8]

此外，本市綠葉菜植物工廠化種植技術蓬勃發(fā)展，移栽作為自動化、智能化生產(chǎn)流水線上重要的一環(huán)，得到了充分的重視。上海多吉山農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、上海綠立方農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司等都實現(xiàn)了工廠化自動移栽，可完成缽苗從高密度到低密度穴盤的稀植移栽，且前后工序自動銜接，育苗和種植時間短、效率高。上海星輝蔬菜有限公司實現(xiàn)自動識別和剔除穴盤里不健康缽苗并利用移栽機械臂自動補齊合格的苗，能有效保證種苗一致性，為高質量移栽提供保證。

分析與討論

移栽模式對比分析

人工移栽效率約為1000～1400 株/h[7]，機械移栽作業(yè)效率顯著優(yōu)于人工移栽。人工移栽對土壤土質、含水量，畦面堅實度、平整度，種苗高度、展葉寬度等無特殊要求，適應性極強。機械移栽對農(nóng)業(yè)環(huán)境有一定的要求，且溫室設施的規(guī)格，設施是否宜機化，土壤是否適宜機械化作業(yè)，前道耕整地工序是否達標，育苗質量，機手和作業(yè)人員的熟練度等都會對移載設備的質量產(chǎn)生較大影響。

人工移栽不傷苗不埋苗，栽植合格率高，但株行距參差不齊，影響后續(xù)植保、收獲等作業(yè)工序。機械移栽的移栽合格率能達到合格標準，移栽質量符合要求。

成本收益對比分析

直播成本主要包括種子、農(nóng)藥、化肥等物料成本；間苗、補苗人工成本；土地租賃成本、設施折舊等。人工移栽主要增加了移栽人工成本。機械移栽成本主要增加了購機成本；機手和作業(yè)人工成本；燃料動力成本；基質、穴盤等物料成本等。其中，有機肥約100 元/667 m2，種子約60～80元/667 m2，人工費用約10～15 元/ 工/h，機手工資約6000 元/ 月，購機政府補貼約50%～80%，移栽育苗成本約0.07～0.1 元/ 棵。

育苗移栽可提前育苗，適時移栽，能大幅度提高種植效率，可將農(nóng)作物的生育期提前15 天左右，提高復種指數(shù)，提高土地利用率，分攤了更多土地租賃成本以及設施折舊；移栽能有效避免早春低溫、倒春寒、霜凍、冰雹等氣候的不良影響，以及病蟲害、干旱等自然災害，幼苗成活率高，節(jié)省了種子等物料成本；移栽模式下種植間距均勻、可控，不需要間苗、補苗，幼苗長勢均勻一致，便于田間管理和機械化植保、收割，減少人工成本。

根據(jù)調研了解到，合作社向盒馬、叮咚等平臺銷售綠葉菜是采用自主申報產(chǎn)量的方式，再由各平臺分配采購數(shù)量。因此合作社需精準預估和控制產(chǎn)量。各平臺均要求綠葉菜品相好，以青菜為例，要求單棵菜重75～150 g。移栽種植綠葉菜產(chǎn)量穩(wěn)定、一致性高、品質好，便于測算和掌控產(chǎn)量,有利于產(chǎn)生穩(wěn)定高收益。

問題與思考

移栽設備可靠性適用性

現(xiàn)階段市場上有國內外各類移栽設備。然而國外移載設備與國內移栽種植農(nóng)藝無法完全匹配，且對育苗質量要求較高，結構復雜、價格高，尚無法滿足國內需求。國內現(xiàn)有移栽設備則多依賴手工投苗，整機效率低下，雖比單純的手工移栽效率有所提高，但與種植現(xiàn)代化、自動化的要求仍存在不少差距。本市綠葉菜消費的主體為小青菜，其種植的行距和株距均較小，仍沒有適用的高密度自動移栽設備。此外現(xiàn)有各類設備通用性較差，對苗和苗盤各有不同要求；機械移栽質量無法保證，移栽的同時需要多人補苗，特別是國產(chǎn)設備，可靠性還有待進一步加強。

育苗的標準化

育苗質量直接影響移栽質量。缽苗的基質配比要合理，苗缽的結構體要緊實，黏結強度、抗壓強度大，從而保證易于夾取而不易損傷[9]?；|孔隙率過大則過于松散，不利于機械抓取；而孔隙率過小則水分和空氣少，影響缽苗生長。適中的含水率使得缽體牢固，易于夾取移栽。含水率較小的苗缽易松散[9]，而含水率較大的苗缽粘力大，不易夾取，且易粘在栽植器內，影響移栽成功率。缽苗長勢包括根系生長和葉片生長。根系生長茂盛有利于團結基質，便于抓取，長勢中等以上缽苗可得到穩(wěn)定上升的夾緊力；葉片生長過于茂盛則會枝葉糾纏且互相遮擋，使機械容易多抓、錯抓。

調研中發(fā)現(xiàn)，走訪的十多家合作社所用的育苗穴盤均不相同，有128、196、218、220 穴等；有軟質、有硬質；有圓孔、有方孔，且孔徑、孔深等等均各不相同。此外，缽苗的基質配比、含水率、缽苗長勢等缺乏有效的農(nóng)藝控制方法和統(tǒng)一的標準，從而影響移栽效果。

前道工序的配套設備

穴盤播種受漏播、播深、種子完?；雀鞣矫嬗绊?，可能會出現(xiàn)空穴，從而導致移栽時漏栽，影響移栽效率和質量。因此要配備高效精量的穴盤播種流水線。并且為保證缽苗一致性，應配備穴盤補苗設備，自動識別并補苗，從而保證移栽時缽苗長勢一致，且無空穴。

穴盤自動播種流水線普遍要求穴盤要有一定的強度，然而，自動移栽機為抓取方便，普遍要求穴盤要較為柔軟易彎折，兩者作為前后工序，對穴盤提出了不同的要求。移栽設備對畦面平整度、畦面堅實度、土壤細碎度、溝底平整度均有相應的要求，因此要配套相適應的耕整機械，且作業(yè)質量要符合要求。

“機器換人”的主動性

經(jīng)調研走訪發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段合作社普遍僅開展機械移栽試驗，日常生產(chǎn)過程中仍采用直播或人工移栽。移栽環(huán)節(jié)的“機器換人”主動性不高。原因在于，一方面人工費用雖一直攀升，但仍處于有工可用的階段，“機器換人”的迫切性不明顯；另一方面，現(xiàn)有移栽機需配備機手、作業(yè)人員、輔助作業(yè)人員等，并沒有完全解放勞動力，只是將人工從繁重的彎腰作業(yè)改為其他作業(yè)狀態(tài)。且機器普遍操作復雜，效率不高，設備經(jīng)濟性不佳。

此外，本市普遍為小地塊或設施內作業(yè)，現(xiàn)有機械進出單棚困難，如果沒有較大的體量，生產(chǎn)者普遍不考慮采用機械代替人工。且現(xiàn)有設備普遍可靠性不高，適應性不強，通用性不強，影響生產(chǎn)者選擇。

對策與建議

加大對移栽種植模式的研究應用

目前，應加大對移栽種植模式的研究，明確不同品種綠葉菜在不同季節(jié)移栽的具體要求和模式，包括澆水、施肥、株行距、栽植深度、畦面高度、寬度、堅實度等，形成相應的技術規(guī)程，指導具體生產(chǎn)實踐，實現(xiàn)推廣應用，為機械化移栽提供強有力的科學依據(jù)和技術支撐。

加快對本地適用移栽設備的研究應用

在移栽機關鍵技術領域實現(xiàn)突破，加快研究本地適用的全自動綠葉菜移栽機，加快產(chǎn)業(yè)化應用步伐。機具需求如下。

（1）適應上海農(nóng)業(yè)環(huán)境，機身靈活，能適應設施內作業(yè)要求，并能應對本市正常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下土質和土壤表層含水量等各類情況。能符合上海原有的生產(chǎn)習慣和綠葉菜生產(chǎn)的農(nóng)藝要求，對缽苗的苗高、株型有相對寬松的適應范圍。

（2）與前后道工序的機械配套適應性強，與育苗、耕整地機械，以及后期采收機械相適應，能滿足全程機械化要求。

（3）考慮選擇清潔無污染的動力源，減少設備作業(yè)對棚內環(huán)境的污染。

（4）融合電控、液壓、氣壓、智能化等技術，簡潔高效、自動精準實現(xiàn)自動取苗、投苗、送苗，設備結構合理、性能可靠、運行平穩(wěn)、移栽效率高、合格率高，漏栽率、重載率、倒伏率、埋苗率、栽植深度合格率等各項指標均能符合要求，移栽質量好。整機性價比高，操作方便，維護便捷。

（5）增強移栽設備的通用性，能靈活調整株行距來適宜本地多種綠葉菜的移栽種植，實現(xiàn)一機多用。針對不同品種綠葉菜的移栽，有明確的設備使用規(guī)范和標準。

加強農(nóng)機農(nóng)藝融合

加強與移栽機械相配套的農(nóng)藝研究。針對移栽要求，制定育苗標準規(guī)范，明確移栽機適用的穴盤材質、規(guī)格、尺寸，包括孔穴數(shù)量、孔徑、孔深等。探尋適宜的基質配比、缽苗含水率，探尋如何通過調控水肥實現(xiàn)控制缽苗根系和葉片的生長，使缽苗更為標準化，便于抓取和栽植。除了育苗農(nóng)藝要配合移栽機具外，要使移栽設備機構設計適應育苗農(nóng)藝特點，真正做到農(nóng)機農(nóng)藝融合。

加速前后道工序配套設備的研究與發(fā)展

加速前后道工序配套設備的研究，實現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序銜接，為全程機械化打下基礎。研究應用配套的穴盤播種設備、育苗設備、穴盤補苗設備、耕整地機械、植保機械等。

現(xiàn)缺乏高效、經(jīng)濟、適用的收獲設備，因此生產(chǎn)者對于移栽機的應用積極性不高，而現(xiàn)綠葉菜生產(chǎn)最耗費人工的階段就是收獲階段，加快研究應用配套的收獲機械，用機械化收割倒逼生產(chǎn)者選擇機械移栽。

多措并舉，提升移栽“機器換人”積極性

從政策扶持、宣傳培訓、示范推廣等角度多措并舉，共同促進生產(chǎn)者在移栽環(huán)節(jié)“機器換人”的積極性和主動性。

政府部門將更多本市適用綠葉菜移栽機械納入政府補貼目錄，降低生產(chǎn)者購機成本，或以作業(yè)補貼的形式，直接補貼機械移栽作業(yè)，用政策和經(jīng)濟激勵機械移栽。并加強機械化移栽作業(yè)的宣傳和培訓，讓更多生產(chǎn)者了解如何規(guī)范化開展移栽作業(yè)，如何操作移栽機械，如何實現(xiàn)高效、高質量移栽。以“機器換人”示范點為抓手，以點帶面，示范推廣機械化移栽作業(yè)模式和相關設備。同時加快全程全面綠葉菜“機器換人”相關研究并加快構建機械作業(yè)社會化服務體系，充分利用自動化、智能化、信息化技術，打通全產(chǎn)業(yè)鏈條，以全程全面機械化來倒逼移栽環(huán)節(jié)的“機器換人”。