劉東琴，楊 震，鄒 超，盧軍黨，張博然

（陜西省農(nóng)業(yè)機械研究所有限公司，陜西 咸陽 712000）

近年來，陜西省立足自然稟賦，大力發(fā)展蘋果產(chǎn)業(yè)，以蘋果為主的果業(yè)成為陜西脫貧致富的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)。進入“十四五”新發(fā)展階段，陜西省蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點從傳統(tǒng)的以擴面積壯大產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)向以提質(zhì)增效強產(chǎn)業(yè)。隨著果農(nóng)老齡化、果園老化以及果園用工成本上漲，果園栽植模式不斷向現(xiàn)代化變革，省力化栽培模式成為當(dāng)前蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點[1-4]。秉持“改、推、淘”原則，陜西省已改造喬化老園26.67×104hm2，并建成了全國最大矮砧蘋果基地，基地種植面積達16.13×104hm2。隨著種植模式的改變，果園生產(chǎn)由分散經(jīng)營逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)?；?jīng)營，管理模式也由粗放型向精細化發(fā)展。對于現(xiàn)代化果園，傳統(tǒng)的人工管理模式不再適用，機械化生產(chǎn)技術(shù)和裝備的重要性越來越突出，果園生產(chǎn)機械化逐漸成為突破現(xiàn)代果業(yè)管理技術(shù)瓶頸的重要手段[5-8]。因此，分析適宜現(xiàn)代化果園的生產(chǎn)技術(shù)，對推進陜西果業(yè)高質(zhì)量發(fā)展及構(gòu)建果園生產(chǎn)機械化標(biāo)準(zhǔn)體系具有重要意義。

1 現(xiàn)代化果園發(fā)展模式

陜西省目前果業(yè)農(nóng)藝發(fā)展方向為省力化栽培，其采用的主要方式為矮砧密植栽培技術(shù)和喬化改造技術(shù)。建園模式也由分散密植逐步發(fā)展為寬行定植模式，果樹行距一般為3.5～4 m，樹高2.5～3.5 m，為規(guī)范化生產(chǎn)提供了發(fā)展條件[5-9]。

陜西省內(nèi)果園機械化發(fā)展趨勢為依托矮化密植、生草栽培、水肥一體化自控灌溉、病蟲害生物防治、簡化修剪等園藝手段，充分利用果園割草、中耕、施藥、修剪、采收等機械設(shè)備高效管理，降低果園用工率，以實現(xiàn)果樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

2 現(xiàn)代化果園生產(chǎn)技術(shù)

2.1 果園全程機械化技術(shù)

果園機械化是在果樹栽培管理及果品生產(chǎn)各項作業(yè)中，用機械代替人力操作的過程[10]。隨著農(nóng)業(yè)機械化的不斷普及發(fā)展，果園全程機械化裝備也逐漸完善。

陜西省內(nèi)果園機械化作業(yè)裝備應(yīng)用較多的有果園拖拉機、果園多功能管理機、中耕除草機、植保噴藥機、開溝施肥機等?，F(xiàn)代化果園除基礎(chǔ)機械設(shè)備，還配備有水肥一體化設(shè)備、枝條粉碎機、果園作業(yè)平臺、平板運輸車、果園叉車、同軌運輸車等。

動力機械方面，現(xiàn)代化果園均購置36.77 kW以上的動力機械，如東方紅-SG604G輪式拖拉機、道依茨法爾CD904F輪式拖拉機、東風(fēng)704輪式拖拉機等。中耕施肥設(shè)備方面，涉及機械設(shè)備包括開溝機、撒肥機、整地機，一般中農(nóng)博遠1S-264整地機、中農(nóng)博遠2FY-2.7牽引式撒肥機，3DG果園管理機等。

除草機械方面，受果園地域氣候和果園雜草不同種類的影響，各地除草方式不盡相同，現(xiàn)代化果園多采用果園生草法以草治草，但在果園周年管理過程中，還是需要多次進行果園除草作業(yè)。作業(yè)裝備包括懸掛式除草機、圓盤式除草機和乘坐式除草機，行間除草多配置AC92-23多功能割草機和9GT-1220調(diào)幅割草機。樹間除草采用拓荒者果園避障割草機和9GY-50液控果園割草機。

植保機械是目前果園管理中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備之一，結(jié)構(gòu)形式包括背負(fù)式、噴桿式、牽引式等?，F(xiàn)代化果園多配置牽引式風(fēng)送噴霧機，如3WFQD-1600風(fēng)送噴霧機、法美特1 000 L噴霧機等。隨著科技的發(fā)展，無人植保技術(shù)和對靶變量噴霧技術(shù)在果園精細化管理中嶄露頭角，成為果園病蟲害防治的新興設(shè)備。

目前，國內(nèi)疏花授粉及疏果套袋尚無成熟的自動化機械設(shè)備，但其輔助設(shè)備發(fā)展應(yīng)用較為成熟，如自走式果園升降平臺、手持式電動套袋機、電動授粉機等。為解決蘋果大面積集約栽培中疏花疏果費人工、成本高的問題，陜西省內(nèi)已經(jīng)有部分大型集團化果園，采用化學(xué)疏花疏果技術(shù)，由施藥裝置來完成疏花疏果藥劑的噴灑作業(yè)。

果品收獲方面，我國先后研制出與手扶拖拉機配套的機械振動式山楂采果機、氣囊式采果器和手持電動采果器和采摘機器人，但其技術(shù)均不夠成熟，實際應(yīng)用較少。果園采摘輔助設(shè)備相對成熟，現(xiàn)代化果園一般配置有3GP-155自走式果園作業(yè)平臺、果園叉車、平板運輸車、同軌運輸車等[10-14]。

2.2 果品商品化處理技術(shù)

規(guī)?；N植后，隨著果品產(chǎn)量的劇增，為延伸產(chǎn)業(yè)鏈，果品的采后商品化處理、儲藏、加工及包裝成為現(xiàn)代化果園提升果品增值率和市場競爭力，以及擴大知名度和品牌影響力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。蘋果采后商品化技術(shù)主要包括預(yù)冷、清洗分級、包裝等。陜西省現(xiàn)代化果園商品化處理技術(shù)主要涉及果品機械化儲運和數(shù)字化分級技術(shù)。機械制冷與恒溫貯藏是目前蘋果貯藏保鮮的最基本方法，應(yīng)用較為廣泛。氣調(diào)保鮮技術(shù)是通過機械制冷和氣體成分調(diào)節(jié)，實現(xiàn)果品的貯存，其特點是獲得了果蔬保鮮溫度、濕度和氣體成分等的多因素控制，能夠有效延長果品貯藏期，適宜全年供應(yīng)和出口果品的貯藏。由于氣調(diào)保鮮冷庫建造成本高，運行維護難，目前只有較大規(guī)模的果園建設(shè)有氣調(diào)保鮮冷庫或由果業(yè)相關(guān)企業(yè)獨立運營。

數(shù)字化蘋果分級技術(shù)，利用數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)蘋果內(nèi)外品質(zhì)精準(zhǔn)分選，陜西省內(nèi)應(yīng)用較多的設(shè)備有綠萌4.0智能選果線、泰禾果蔬分選線和邁夫諾達機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的智能果蔬分選線，也有引進的國外選果線[24-28]。2020年，由陜西果業(yè)科技集團自主研發(fā)的“陜果智能”選果線在楊凌上線，為我省首條自主研發(fā)的果品智能分選裝備。

目前省內(nèi)蘋果冷庫保鮮和數(shù)字化分級技術(shù)裝備應(yīng)用較為廣泛，截至2018年，僅延安市就建成安裝智能選果線50條，建成冷氣庫10.6×104t。其中洛川美域高生物科技有限公司建設(shè)有萬噸氣調(diào)庫及自動化選果線，其氣調(diào)庫在氣調(diào)保鮮、庫體安裝及氣密處理方面引進意大利先進、成熟的工藝和技術(shù)。自動化選果線項目是引進法國的技術(shù)和設(shè)備，運用電子通道分選機和分光儀對果品的糖度和霉心病進行檢測，用紅外線可以分選多種顏色及外部瑕疵和形狀的水果。陜西果業(yè)集團志丹有限公司引進的綠萌智能選果線可以完成清洗、烘干、外觀分選、稱重、內(nèi)部品質(zhì)分選、包裝等6個步驟。

智能選果線的應(yīng)用不僅提高了工作效率和入庫蘋果的品質(zhì)，對推動產(chǎn)地蘋果品牌化、標(biāo)準(zhǔn)化，擴大蘋果產(chǎn)業(yè)鏈也具有重大意義[15-21]。

2.3 智慧果園大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)

隨著智慧農(nóng)業(yè)的興起，給現(xiàn)代果業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。發(fā)展智慧果園，推進信息化、自動化、智能化技術(shù)與水果產(chǎn)業(yè)的深度融合，是果業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要契機。智慧果園是將現(xiàn)代信息科技和智能化的裝備與果園生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)深度融合，實現(xiàn)定量決策、精準(zhǔn)投入和數(shù)字化、智能化管理的一種新型的生產(chǎn)方式。

現(xiàn)有智慧果園主要涉及水果生長環(huán)境在線檢測系統(tǒng)、無線水肥灌溉系統(tǒng)、可視化管理系統(tǒng)、防控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)管理中心、云端平臺等。目前，陜西富縣北道德鄉(xiāng)東村智慧果園、陜西黃土高坡公司智慧果園、陜西宜川縣百豐智慧果園和白水縣智慧果園已建成運營。其中陜西富縣北道德鄉(xiāng)東村智慧果園運用農(nóng)業(yè)智能監(jiān)控系統(tǒng)，打造了智能高效水肥一體灌溉，農(nóng)藥、沼液自動噴灑，實時氣象和土壤信息記錄以及全程視頻監(jiān)控四大系統(tǒng)，達到了科學(xué)增產(chǎn)、改善品質(zhì)、提高品牌形象、提高經(jīng)濟效益的目的。百豐智慧果園配置的智慧農(nóng)業(yè)設(shè)備包含，物聯(lián)網(wǎng)殺蟲燈，自動蟲情測報燈，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，戶外果園智能氣象站，硬件設(shè)備配置了風(fēng)速，風(fēng)向，空氣溫濕度，光照度，二氧化碳，雨雪，雨量傳感器，以及土壤溫濕度電導(dǎo)率，土壤pH傳感器；操作者可通過手機app或電腦PC端，遠程實時監(jiān)控果園氣象站環(huán)境數(shù)據(jù)及土壤墑情數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)控制智能灌溉、自動殺蟲、自動噴施等機械設(shè)備，從而實現(xiàn)園區(qū)智能化管理。

陜西省在提出打造“千億”級蘋果產(chǎn)業(yè)后，運用大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，形成了數(shù)據(jù)驅(qū)動型創(chuàng)新體系和發(fā)展模式?，F(xiàn)已建成國家級蘋果產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)中心。該中心通過對蘋果產(chǎn)量、供需、價格、市場交易等生產(chǎn)交易數(shù)據(jù)和流通溯源等多維數(shù)據(jù)進行分析和建模，為農(nóng)戶提供精準(zhǔn)服務(wù)，氣象、金融、管理、市場等信息可以統(tǒng)籌管理，可提供更精準(zhǔn)的市場預(yù)測[22-28]。

2.4 果園生態(tài)循環(huán)技術(shù)

隨著人們環(huán)保健康意識的提高，健康的有機綠色食品深受大眾青睞，生態(tài)果園應(yīng)運而生。生態(tài)果園是在生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)原理指導(dǎo)下，通過植物、動物和微生物種群結(jié)構(gòu)的科學(xué)配置，以及園區(qū)光、熱、水、土、養(yǎng)分和大氣資源等的合理利用而建立的一種以果樹產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、生態(tài)合理、經(jīng)濟高效、環(huán)境優(yōu)美、能量流動和物質(zhì)循環(huán)通暢的一種能夠可持續(xù)發(fā)展的果園生產(chǎn)體系，利于生態(tài)環(huán)境發(fā)展的新型的現(xiàn)代果園經(jīng)營模式。生態(tài)果園的基本模式有以沼氣為紐帶的生態(tài)果園模式、果園種養(yǎng)復(fù)合模式和觀光果園模式[29-34]。

3 結(jié)語

陜西現(xiàn)代果業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展以及陜西省蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的確立，都離不開先進生產(chǎn)技術(shù)的支持。目前，省內(nèi)規(guī)?；麍@生產(chǎn)中應(yīng)用較多的技術(shù)有果園全程機械化技術(shù)、果園生態(tài)循環(huán)技術(shù)、智慧果園大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)和果品商品化處理技術(shù)。目前果園全程機械化技術(shù)的覆蓋鏈尚不完整，中耕植保機械化設(shè)備和部分作業(yè)輔助機械裝置相對完備，但疏花疏果及采摘自動化設(shè)備的應(yīng)用基本處于空白。智慧果園和生態(tài)循環(huán)果園是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高集約化、工廠化和可持續(xù)化的先進技術(shù)手段，是現(xiàn)代果業(yè)發(fā)展的新趨勢。