顧大國 劉凱歌 張麗麗 宋云鵬**

（1.上海星輝蔬菜有限公司，上海 奉賢 201419；2.上海市農(nóng)業(yè)科學院設(shè)施園藝研究所，上海 奉賢 201403）

生菜為菊科萵苣屬一年或兩年生草本作物，又名葉用萵苣，因其口感脆嫩爽口適宜生食而得名。近年來，生菜為人們餐桌上的常見蔬菜，在我國的栽培面積不斷擴大。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年我國生菜及菊苣類蔬菜播種面積為60.64萬hm2，產(chǎn)量達1 432.31萬t[1]。當前我國人口老齡化嚴重，上海地區(qū)不少合作社出現(xiàn)“3個工人200歲”的現(xiàn)象，務(wù)農(nóng)年輕人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占比不足10%，而綠葉菜生產(chǎn)屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，人工成本約占總生產(chǎn)成本的60%，生產(chǎn)者老齡化嚴重制約了綠葉蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著上海市各級政府對農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)越來越重視，上海市蔬菜生產(chǎn)機械化水平得到很大的改善與提高，尤其在上海市綠葉菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專業(yè)組、試驗站成員的多年努力下，上海地區(qū)青菜、雞毛菜等綠葉菜已實現(xiàn)全程機械化生產(chǎn)，但有些綠葉菜如生菜等還未實現(xiàn)全程機械化生產(chǎn)?，F(xiàn)將上海地區(qū)生菜的生產(chǎn)特點、全程機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策介紹如下。

1 上海地區(qū)生菜的生產(chǎn)特點

生菜為上海地區(qū)主要種植的綠葉菜種類之一，種植面積逐年遞增。據(jù)統(tǒng)計，2020年上海地區(qū)生菜種植面積超過3 333.33 hm2，其中意大利生菜品種的種植面積占60%以上，結(jié)球生菜、散葉生菜、直立生菜、油麥菜、苦苣類占30%以上。上海地區(qū)春秋兩季氣候較適宜生菜生長，生菜的播種量是夏冬兩季的2.2倍[2]，主要以設(shè)施栽培為主（占70%以上）。上海農(nóng)業(yè)科技有限公司、上海星輝蔬菜有限公司、上海綠立方農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司應(yīng)用智能溫室栽培生菜，智能溫室栽培生菜管理精細、生產(chǎn)效率高，但前期投入和生產(chǎn)成本較高，對技術(shù)要求高，正處于推廣示范階段。目前上海地區(qū)生菜的生產(chǎn)模式仍以傳統(tǒng)的溫室栽培為主，機械化程度較低。

2 生菜全程機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)外生菜機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀

生菜作為歐美國家主要種植的葉菜類蔬菜種類，在其居民飲食結(jié)構(gòu)中占很高比例。歐美國家生菜的種植模式有以荷蘭、以色列等為主的智能溫室栽培，及以意大利、美國等為主的露地栽培。智能溫室具有專業(yè)化程度高、自動化性能好、生態(tài)化要求嚴、一體化運轉(zhuǎn)服務(wù)佳等優(yōu)點，單位面積生菜產(chǎn)量高，可周年生產(chǎn)；不足之處在于造價高、折損率高，對從事生產(chǎn)的技術(shù)人員的專業(yè)化水平要求高。一些歐美國家土地規(guī)模大而集中，地塊規(guī)整且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化程度高，生菜栽培的集約化育苗、耕整地、移栽、田間管理、采收等環(huán)節(jié)基本實現(xiàn)了全程機械化。

近年來，我國很多省市的農(nóng)技人員開展了生菜全程機械化生產(chǎn)的試驗、示范、推廣工作。2018年，北京市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局在通州區(qū)開展了生菜生產(chǎn)全程機械化示范展示活動，農(nóng)技人員演示了生菜全程機械化生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)作業(yè)的技術(shù)路線；青島浩豐生物科技有限公司在育苗移栽、精量直播等環(huán)節(jié)已實現(xiàn)機械化作業(yè)突破（機械化率達80%以上），創(chuàng)建了以生菜為主的蔬菜全程機械化生產(chǎn)模式，大大降低了勞動強度，節(jié)約了勞動成本，經(jīng)濟效益得到顯著提高。

2.2 上海地區(qū)生菜機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.2.1 宜機化設(shè)施結(jié)構(gòu)改造

與國外及我國農(nóng)業(yè)大省不同，上海地區(qū)蔬菜種植面積僅有3.33萬hm2左右，基地分散，成片規(guī)?；剌^少，僅部分合作社的蔬菜基地土地成片、面積大、地塊規(guī)整，適宜生菜露地規(guī)?；瘷C械化種植，如上海浩豐果蔬專業(yè)合作社等。為滿足設(shè)施蔬菜全程機械化生產(chǎn)的要求，2020年開始，上海地區(qū)有些合作社專門針對8 m寬大棚進行了宜機化改造，如擴大棚門、采用全開卷簾門或推拉門、加寬加固過橋板等[3]。

2.2.2 集約化育苗

生菜栽培多為育苗移栽，定植株行距大于20 cm，培育壯苗是生菜機械化栽培成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗發(fā)現(xiàn)，生菜栽培采用128孔穴盤育苗既可節(jié)約成本，栽培苗又可在機械移栽時利用基質(zhì)坨的重力自由掉落，可避免卡苗。精量化播種流水線作業(yè)可一次性完成基質(zhì)裝盤、壓孔、播種、覆土、噴淋等操作，播種速率超過500盤/h，作業(yè)效率高，降低了勞動強度。播種后，注意控制溫度和水肥，加強苗期管理，培育苗高適宜、盤根性好、不易散坨、適合機械化移栽的穴盤苗。

2.2.3 機械化耕整地

高標準、高質(zhì)量地進行耕整土，要求壟面平整、壟直不彎，利于生菜機械化移栽和收獲。20世紀70年代起，我國部分地區(qū)采用機械進行耕整地，2019年耕整地環(huán)節(jié)機械化率已達94.14%[4]。上海浩豐果蔬專業(yè)合作社使用約翰迪爾拖拉機5E954配套法拉利埋石起壟機起壟，壟直，壟面平整，壟距均勻。約翰迪爾拖拉機5E954安裝有北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，操作人員提前設(shè)置好路徑，可實現(xiàn)無人駕駛耕作，作業(yè)效率為0.4 hm2/h。有些棚內(nèi)作業(yè)的起壟筑畦機為拖拉機帶動，一次性完成起壟和精整地作業(yè)，壟寬1.1 m左右，壟高0.2 m左右，每壟種植4行，可滿足機械化移栽要求。部分小型起壟筑畦機還可一次性完成起壟、鋪滴灌管和鋪地膜操作，大大提高了工作效率，可滿足本地生菜種植要求。

2.2.4 機械化移栽

生菜移栽主要采用井關(guān)牌壟上移栽機和法拉利生菜移栽機。（1）井關(guān)牌壟上移栽機。將生菜苗放在移栽機的幼苗杯中，隨著移栽機在壟面上行走，幼苗杯杯底打開，幼苗靠自身重力落到鴨嘴栽植器中；鴨嘴栽植器在機器前進過程中有規(guī)律地上下運動在土中打穴坑，同時打開栽植器，幼苗掉落至穴坑，之后V型覆土，最后由鎮(zhèn)壓輪覆土壓實。井關(guān)移栽機行駛1個來回可移栽4行，40 m長的壟面十幾分鐘即可完成移栽，可滿足露地和設(shè)施大棚生菜的移栽需求。（2）法拉利生菜移栽機。該機械采用拖拉機懸掛牽引，機上乘坐4人進行人工取苗和投苗。采用種植杯定植，1次移栽4行，移栽機前端增加了覆膜裝置，可一次性完成覆膜和移栽作業(yè)，移栽質(zhì)量較好，效率高。

2.2.5 機械化植保

無人機的興起為蔬菜機械化植保提供了更便捷、更有效的監(jiān)控系統(tǒng)。大疆植保無人機配置光反射圖像采集設(shè)備，可收集露地生菜表面反射的肉眼不可見光，經(jīng)軟件處理后生成植物CT照片，并可通過圖片分析確定生菜感染病蟲害情況（15 min可監(jiān)測26.67 hm2）。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，菜農(nóng)駕駛自走式打藥機3WPZ-700GA進行精準施藥、施肥、除草、滅蟲、殺菌等作業(yè)。3WPZ-700GA打藥機藥箱容量700 L，作業(yè)效率4 hm2/h，是人工噴藥效率的10多倍。

2.2.6 機械化收獲

不同生菜品種植株形態(tài)差異較大，采收方式不盡相同。國產(chǎn)生菜收獲機較少，目前生菜采收一般采用進口機械，但移栽時須采用與收獲機配套的移栽機，以便完成標準的機械化種植過程。上海市有關(guān)部門自主研發(fā)了生菜采收機，并在上海百蒂凱農(nóng)業(yè)科技有限公司進行生產(chǎn)試驗。試驗發(fā)現(xiàn)，使用自主研發(fā)的采收機械進行生菜采收，雖然提高了采收效率，但仍需人工輔助作業(yè)。上海浩豐果蔬專業(yè)合作社菜農(nóng)使用自主研發(fā)的采收機械進行露地結(jié)球生菜采收時，將采后的生菜放在傳送帶和分揀設(shè)備上即可完成凈菜初加工，采收速度從0.33 hm2/h提高至2 hm2/h，不僅在采收環(huán)節(jié)完成了初加工，還大大提高了生菜商品率。

3 蔬菜機械化生產(chǎn)發(fā)展對策

隨著我國人口老齡化速度的加快，適齡勞動力逐漸減少，勞動成本逐步提高，蔬菜生產(chǎn)機械化勢在必行。目前，上海地區(qū)的生菜全程機械化生產(chǎn)技術(shù)還不完善，存在農(nóng)機與農(nóng)藝脫節(jié)、示范推廣力度不強、生產(chǎn)水平較低、生產(chǎn)成本較高、效益偏低、缺乏先進適用的栽植與收獲技術(shù)等一系列問題，生菜生產(chǎn)機械化發(fā)展緩慢。為響應(yīng)市政府“機器換人”號召，推進上海蔬菜產(chǎn)業(yè)升級，進一步擴大生菜機械化生產(chǎn)面積，應(yīng)從政策引導(dǎo)、設(shè)備改造、農(nóng)機開發(fā)、機藝協(xié)作、規(guī)范制定標準等方面開展系列工作。

3.1 加快智能化、無人化蔬菜生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)是我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路，相關(guān)部門和單位應(yīng)加大智能化復(fù)合型農(nóng)業(yè)機械的引進、試驗及自主研發(fā)的力度，破解蔬菜機械化生產(chǎn)的難題，科技人員應(yīng)開展跨學科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的交流合作攻關(guān)，將農(nóng)機與農(nóng)藝深度融合，不斷優(yōu)化生產(chǎn)模式，在注重技術(shù)引進的同時根據(jù)國情有所創(chuàng)新。我國目前應(yīng)用的蔬菜生產(chǎn)人機智能協(xié)作技術(shù)，以機藝融合、人機協(xié)作為主線，以智能化管理技術(shù)為支撐，通過天、空、地立體化監(jiān)測傳感網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)業(yè)大腦和智能作業(yè)集群研發(fā)，針對不同蔬菜種類、不同生產(chǎn)模式、不同生產(chǎn)區(qū)域條件等應(yīng)用場景進行科學組配和集成應(yīng)用，集中實現(xiàn)了蔬菜規(guī)?；a(chǎn)全生長周期的人機智能協(xié)作管理。如在北京小湯山一家蔬菜示范基地，蔬菜采收機械完成甘藍的切割、收獲、處理、轉(zhuǎn)運等工作，實現(xiàn)了全流程無人化操作；江蘇大學和沈陽農(nóng)業(yè)大學自主研發(fā)了針爪自動取苗、自動間隔投苗、苗盤平移直送等自動移栽機及自取苗裝置，單行移栽效率60株/min，取苗成功率達95%以上[5]；南京農(nóng)業(yè)機械化研究所采用基質(zhì)塊育苗，實現(xiàn)了多株取苗、帶式自動送苗、間隔自動分苗，取苗速度是穴盤苗人工取苗的4倍以上；北京市一蔬菜基地引進意大利基質(zhì)塊育苗和移栽成套裝備，并用于結(jié)球生菜機械化生產(chǎn)。

3.2 推進蔬菜育苗生產(chǎn)向工廠化、標準化、宜機化方向發(fā)展

蔬菜全程機械化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是育苗。蔬菜育苗只有實現(xiàn)工廠化、標準化、宜機化生產(chǎn)才能完成后續(xù)的機械化移栽、機械化收獲。生產(chǎn)實踐證明，采用專用的宜機種子、秧苗，統(tǒng)一標準、統(tǒng)一管理進行工廠化育苗，才能保證蔬菜幼苗長勢一致，降低移栽損耗，利于蔬菜生產(chǎn)單位合理規(guī)劃各茬口的蔬菜布局。

3.3 制定蔬菜機械化生產(chǎn)通用標準和規(guī)范，培養(yǎng)專業(yè)型人才

標準化種植是推進蔬菜機械化生產(chǎn)的重要前提和必由之路[6]。我國地域廣闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)與栽培模式多樣，蔬菜品種結(jié)構(gòu)繁多，各地的蔬菜生產(chǎn)標準各不相同。要拓展蔬菜生產(chǎn)機械裝備的市場空間，必須制定機械化生產(chǎn)通用規(guī)范，簡化規(guī)范種植模式，通過跨地域合作，探尋共性技術(shù)要求，確定共同技術(shù)標準，并將基本技術(shù)模式以標注、規(guī)范等形式固定，使蔬菜機械推廣及生產(chǎn)部門有章可循[7]。農(nóng)民專業(yè)知識匱乏、機械操作能力偏低、對新機具接受能力低，導(dǎo)致蔬菜生產(chǎn)機具應(yīng)用難、推廣難、用好難。專業(yè)技術(shù)型人才不僅能操作蔬菜生產(chǎn)機械，還能對農(nóng)機具進行維修保養(yǎng)，降低農(nóng)機具的故障發(fā)生率。因此，加強對農(nóng)民和專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)，有助于促進農(nóng)業(yè)機械使用的示范推廣。

3.4 加強政策引導(dǎo)，完善購機和用機補貼體系

為加快推進“機器換人”，政府職能部門應(yīng)出臺相關(guān)文件或擬定相關(guān)課題，吸引企業(yè)和科研院所的農(nóng)技人員積極參與蔬菜生產(chǎn)機械的研發(fā)、創(chuàng)新與應(yīng)用工作；將蔬菜生產(chǎn)常用機械及新型機械納入國家和地方財政補貼目錄，減輕蔬菜合作社購買機械的經(jīng)濟負擔；打造農(nóng)機公共服務(wù)平臺，鼓勵蔬菜農(nóng)機專業(yè)化服務(wù)組織開展棚室建造、農(nóng)機作業(yè)、維護保養(yǎng)、機具租賃、作業(yè)托管等服務(wù)，通過社會組織的加入，激發(fā)蔬菜機械化生產(chǎn)的市場活力，調(diào)動合作社和種植大戶購機、用機的積極性。