蔬菜是人類(lèi)賴以生存的基本資料，現(xiàn)已成為我國(guó)種植業(yè)第二大農(nóng)作物。改革開(kāi)放以來(lái)，在臨淄區(qū)政府的支持下，農(nóng)戶開(kāi)始自主建造大棚，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，距今已有40多年歷史，設(shè)施蔬菜已成為臨淄區(qū)農(nóng)戶發(fā)家致富的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)有“臨淄西葫蘆”“臨淄西紅柿”等國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品。

一、設(shè)施蔬菜機(jī)械生產(chǎn)裝備應(yīng)用現(xiàn)狀

自20世紀(jì)70年代至今，臨淄區(qū)大力發(fā)展設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)，在皇城鎮(zhèn)、齊都鎮(zhèn)、齊陵街道等已形成較為完善的產(chǎn)業(yè)體系。截至2023年全區(qū)約建有2.6萬(wàn)個(gè)設(shè)施蔬菜大棚，種植面積達(dá)到1.12×104hm2，年產(chǎn)量約1.1×106t，年產(chǎn)值約22.7億元，蔬菜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約占該區(qū)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的25.1%。為加快設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，區(qū)委、區(qū)政府開(kāi)展了設(shè)施蔬菜三年攻堅(jiān)等一系列行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施蔬菜生產(chǎn)環(huán)節(jié)的部分機(jī)械化，但由于設(shè)施蔬菜的宜機(jī)性低，導(dǎo)致移植、收獲等方面機(jī)械裝備應(yīng)用水平相對(duì)較低。

（一）大棚基本設(shè)施

大棚基本設(shè)施有大棚骨架、遮陽(yáng)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)。受臨淄地理形勢(shì)及氣候條件影響，臨淄大棚多為土墻半拱形溫棚。95%以上農(nóng)戶使用卷簾機(jī)覆蓋外遮陽(yáng)網(wǎng)；通風(fēng)系統(tǒng)基本全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；臨淄大棚的灌溉系統(tǒng)基本采用溫室微噴灌。

1.大棚骨架

受臨淄地形、氣候等因素影響，該區(qū)域大棚結(jié)構(gòu)多為高后墻短后坡日光溫室棚（如圖1所示），采用壓土結(jié)構(gòu)墻體，有立柱結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)采光面積大，溫室空間大，土壤利用率高；缺點(diǎn)中午前后溫室溫度高，保溫性能有所降低。

2.遮陽(yáng)系統(tǒng)

遮陽(yáng)系統(tǒng)有內(nèi)外之分。外遮陽(yáng)系統(tǒng)不僅可遮蔽過(guò)多陽(yáng)光，還有防雹保護(hù)作用，外遮陽(yáng)網(wǎng)材料主要為聚烯烴樹(shù)脂，一般為黑色，通過(guò)棚頂處的卷簾機(jī)（圖1所示）進(jìn)行收放，該區(qū)域大棚種植戶基本普及該設(shè)備；內(nèi)遮陽(yáng)系統(tǒng)的遮陽(yáng)網(wǎng)材料為塑料條和鋁箔條，顏色多為銀灰色，通過(guò)齒輪、齒條或拉索實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)系統(tǒng)的開(kāi)啟與閉合。

遮陽(yáng)系統(tǒng)可以有效地阻止紅外線外逸，減少熱量流失，縮小加溫空間，減少熱能消耗，從而降低溫室的運(yùn)行成本。

3.通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)可分為側(cè)部開(kāi)窗、頂部電通風(fēng)。側(cè)部開(kāi)窗即在大棚側(cè)部設(shè)置百葉扇，實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)CO2濃度、溫濕度等的調(diào)節(jié)；頂部電通風(fēng)是在棚內(nèi)頂部安裝放風(fēng)機(jī)，加大棚內(nèi)空氣流量和流速，起到輔助作用。

該區(qū)域大棚基本滿足該系統(tǒng)的條件，但相比國(guó)內(nèi)外高水平設(shè)施大棚，缺少檢測(cè)傳感裝置和自動(dòng)放風(fēng)機(jī)啟停設(shè)備，智能化程度較低。

4.灌溉系統(tǒng)

灌溉系統(tǒng)可分為輸水、滴灌、噴灌三個(gè)部分。該區(qū)域農(nóng)戶大部分在棚周?chē)源蚓瑢⒌叵滤斎肱飪?nèi)；因水源充足，很少農(nóng)戶采用滴灌，多數(shù)采用漫灌，部分農(nóng)戶采用滴灌系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立輸水管道，與其他管道區(qū)分；該區(qū)域噴灌系統(tǒng)采用溫室微噴灌，吊掛微噴，一個(gè)噴頭作用半徑可達(dá)3m，也可用作噴藥，對(duì)噴頭有一定要求。

（二）耕整地與土壤處理

耕整地機(jī)具作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械化程度最高的機(jī)械設(shè)備，淄博市農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率達(dá)到91.41%。棚內(nèi)土壤3年需要更換一次，耕作土壤大約在20cm左右，目前，臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中耕整地機(jī)械主要為微耕機(jī)、田園管理機(jī)。當(dāng)?shù)仄毡槭褂玫臋C(jī)具具有翻耕、起壟、培土、覆膜等功能，具有輕巧、適用的特點(diǎn)，使大棚生產(chǎn)更便利。

臨淄大棚種植多采用西葫蘆—番茄輪作的模式，需進(jìn)行高溫悶棚處理，以此降低茬口特性對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，目前，臨淄區(qū)50%以上的農(nóng)戶通過(guò)安裝土壤傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)棚內(nèi)土壤理化性質(zhì)的檢測(cè)，能夠進(jìn)一步提高蔬菜的產(chǎn)量與品質(zhì)。

（三）育苗與移栽

番茄、西葫蘆作為臨淄區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要作物，臨淄當(dāng)?shù)亟ㄓ幸?guī)模性的育苗基地，育苗技術(shù)已廣泛應(yīng)用，同時(shí)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶積極學(xué)習(xí)壽光模式的育苗生產(chǎn)體系，建設(shè)了具有臨淄特色的數(shù)字化、工廠化、集成化育苗工廠，實(shí)現(xiàn)了育苗產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化與自動(dòng)化。目前，臨淄設(shè)施蔬菜機(jī)械化移栽基本空白，雖然在科研院所設(shè)試驗(yàn)基地內(nèi)存在該方面的研究與應(yīng)用，但受不同蔬菜移栽差異性大、機(jī)具適應(yīng)性差、機(jī)具成本高等影響，農(nóng)戶在移栽菜苗方面仍然通過(guò)人工完成，成本較高。

（四）病蟲(chóng)害防治

合理的病蟲(chóng)害防治有利于營(yíng)造適宜蔬菜生長(zhǎng)的大棚環(huán)境。臨淄區(qū)常見(jiàn)的病蟲(chóng)害疾病主要有蚜蟲(chóng)、紅蜘蛛、牡丹銹病、根枯病等，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶以人眼觀察為主要病蟲(chóng)害識(shí)別方式，以化學(xué)防治、物理防治、生物防治進(jìn)行治理病蟲(chóng)害。目前，臨淄區(qū)僅約有10%的大棚種植戶采用現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行綜合防控，棚內(nèi)裝有病蟲(chóng)害識(shí)別儀，并搭配水肥一體機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴施，而大多數(shù)農(nóng)戶依然使用比較落后的防治手段，如背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、背負(fù)式手動(dòng)噴霧器，基本未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化病蟲(chóng)害識(shí)別和精準(zhǔn)變量施藥，在病蟲(chóng)害防治方面智能化程度較低。

（五）收獲與運(yùn)輸

隨著種植技術(shù)的發(fā)展，臨淄區(qū)的蔬菜大棚基本已實(shí)現(xiàn)番茄、西葫蘆等作物的全年種植，待作物成熟后進(jìn)行人工采收；棚內(nèi)設(shè)有電動(dòng)、手動(dòng)的軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，可將采摘后的蔬果運(yùn)出棚外，極大地解放了勞動(dòng)力，在對(duì)外訂單銷(xiāo)售方面，當(dāng)?shù)匾褏⑴c到魯擔(dān)冷鏈物流項(xiàng)目建設(shè)，推進(jìn)臨淄區(qū)蔬菜形成產(chǎn)、銷(xiāo)、運(yùn)一體化完整的蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)程，該項(xiàng)目現(xiàn)已完成98.93%進(jìn)度，為打造臨淄蔬菜的品牌名片，提高其知名度保駕護(hù)航。

二、臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜機(jī)械生產(chǎn)裝備推進(jìn)存在的主要問(wèn)題

臨淄設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)通過(guò)40多年的發(fā)展，取得了較好的成績(jī)，但是其機(jī)械化水平相對(duì)較低，與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展要求和該地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平相比尚存在四個(gè)方面的差距。

（一）設(shè)施蔬菜機(jī)械化的重要性尚未被充分認(rèn)識(shí)

目前我國(guó)農(nóng)機(jī)研發(fā)與推廣已取得一定成果，但是由于我國(guó)農(nóng)機(jī)研發(fā)起步較晚，農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品普遍存在技術(shù)落后的問(wèn)題；另一方面臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜農(nóng)戶多為中老年人，對(duì)設(shè)施大棚投入較多資金的意愿較低，造成當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶對(duì)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的結(jié)合缺乏信心，形成了一種“重農(nóng)藝輕農(nóng)機(jī)”的思想，這會(huì)影響該地區(qū)設(shè)施蔬菜機(jī)械化農(nóng)機(jī)的推廣，在一定程度上制約了設(shè)施蔬菜的發(fā)展。臨淄區(qū)財(cái)政局對(duì)農(nóng)機(jī)購(gòu)置實(shí)行定額補(bǔ)貼，但存在補(bǔ)貼差異性，如在大田作物的相關(guān)農(nóng)機(jī)上，大型聯(lián)合收割機(jī)、高性能青飼料收獲機(jī)補(bǔ)貼限額不超過(guò)15萬(wàn)元，大型棉花收獲機(jī)單機(jī)補(bǔ)貼限額不超過(guò)60萬(wàn)元，與之相比，對(duì)于設(shè)施農(nóng)業(yè)中一般補(bǔ)貼機(jī)具限額僅不超過(guò)5萬(wàn)元，這會(huì)影響當(dāng)?shù)胤N植農(nóng)戶的購(gòu)買(mǎi)積極性，進(jìn)而會(huì)對(duì)臨淄區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用。

（二）農(nóng)機(jī)具配套性較差

臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜發(fā)展雖有一套適用的生產(chǎn)管理模式，但在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的配套農(nóng)機(jī)方面存在一定的缺陷。在耕整地環(huán)節(jié)應(yīng)用較多，大多數(shù)大棚仍采用適用于丘陵地區(qū)的微耕機(jī)，并未應(yīng)用溫室大棚電動(dòng)微耕機(jī)，這類(lèi)機(jī)具的配套并不合理，而在蔬菜移栽、收獲及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)適用的農(nóng)機(jī)具較少。生產(chǎn)過(guò)程中，還有部分農(nóng)戶違背標(biāo)準(zhǔn)化種植原理，使得農(nóng)機(jī)無(wú)法與農(nóng)藝相融合。目前，臨淄設(shè)施蔬菜生產(chǎn)在基礎(chǔ)設(shè)施、耕整地、育苗、植保、水肥一體、棚內(nèi)運(yùn)輸方面已基本具備機(jī)具，但部分機(jī)械并不適用于大棚作業(yè)，在移栽、病蟲(chóng)害識(shí)別等田間管理以及蔬果收獲方面缺少相關(guān)農(nóng)機(jī)。

（三）設(shè)施智能化程度較低

臨淄區(qū)的農(nóng)戶大多是個(gè)體戶生產(chǎn)，雖然建造的大棚會(huì)迭代更新，但一直缺乏智能化設(shè)備，這就意味著大棚內(nèi)部調(diào)控能力有待提高，作物的生長(zhǎng)深受不可控因素影響，例如天氣因素、自然災(zāi)害等等，基本上沒(méi)有智能干預(yù)手段。臺(tái)風(fēng)經(jīng)常對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)生明顯影響，其中的原因就包括大棚內(nèi)數(shù)字化設(shè)備較少，未能對(duì)大棚內(nèi)氣體濃度進(jìn)行控制，使大棚內(nèi)作物的生長(zhǎng)大打折扣。若將智能化程度提升到一定檔次，臨淄區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)就會(huì)具備更好的準(zhǔn)確度與實(shí)時(shí)性，更好地提供番茄、西葫蘆等作物的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)而提高標(biāo)志作物的知名度與大棚農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入。

（四）農(nóng)機(jī)裝備及技術(shù)推廣效應(yīng)較差

多年來(lái)，臨淄區(qū)積極規(guī)范指引建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)化服務(wù)組織，涌現(xiàn)出以山東思遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)為領(lǐng)軍的服務(wù)組織。思遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)管理系統(tǒng)——農(nóng)保姆APP，包括農(nóng)學(xué)院、微農(nóng)、標(biāo)準(zhǔn)化種植、價(jià)格指數(shù)、供求板塊和個(gè)人中心六大板塊。但各種生產(chǎn)環(huán)節(jié)的服務(wù)方式較為傳統(tǒng)，而設(shè)施農(nóng)業(yè)具有多樣性、特殊性、病蟲(chóng)害發(fā)生的偶然性及自然災(zāi)害發(fā)生的突然性，這些服務(wù)手段越來(lái)越不能適應(yīng)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。輻射的服務(wù)范圍有限，無(wú)法遍及全體大棚農(nóng)戶，對(duì)應(yīng)的專(zhuān)業(yè)化服務(wù)也是寥寥，較多農(nóng)戶的大棚種植問(wèn)題很難及時(shí)得到社會(huì)組織的幫助，從而局限了設(shè)施農(nóng)業(yè)的良性發(fā)展。

三、未來(lái)展望

（一）設(shè)施蔬菜機(jī)械化的認(rèn)知程度得到提高

提高設(shè)施蔬菜機(jī)械化的認(rèn)知程度，地方政府大力支持。解決對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的政策補(bǔ)貼相對(duì)較低的問(wèn)題；種植戶購(gòu)買(mǎi)技術(shù)先進(jìn)的機(jī)具的意愿提高，減少重農(nóng)藝而輕農(nóng)機(jī)的思想。以思遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)為媒介，大力開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化種植、管理、收獲等一系列培訓(xùn)，達(dá)成農(nóng)戶高意向提高設(shè)施大棚機(jī)械化、智能化的局面。

（二）農(nóng)機(jī)具配套性得到提高

由于設(shè)施蔬菜在發(fā)展過(guò)程中對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的需求量不一，耕整地環(huán)節(jié)應(yīng)用多，而在蔬菜移栽、收獲等方面仍以人力為主。針對(duì)蔬菜移栽、收獲等部分配套機(jī)械不足問(wèn)題，當(dāng)?shù)卣c農(nóng)業(yè)研究院和高校加強(qiáng)合作，提高農(nóng)機(jī)具配套性，引進(jìn)相關(guān)配套設(shè)施，彌補(bǔ)設(shè)施蔬菜在部分環(huán)節(jié)機(jī)械化程度低的不足。

（三）提高設(shè)施農(nóng)業(yè)智能化程度

引進(jìn)智能設(shè)施，如病蟲(chóng)害識(shí)別設(shè)備、智能藥物噴施技術(shù)等，提高設(shè)施蔬菜智能化程度有效減輕農(nóng)戶田間管理壓力，使設(shè)施蔬菜的管理更加精準(zhǔn)化、精細(xì)化，進(jìn)而提高蔬菜質(zhì)量。

（四）農(nóng)機(jī)裝備及技術(shù)的推廣得到保障

建設(shè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化服務(wù)站，引進(jìn)機(jī)械維修設(shè)備，為種植戶提供機(jī)械化設(shè)備維修、調(diào)整等服務(wù)。擴(kuò)大機(jī)械化保險(xiǎn)范圍，降低種植戶機(jī)械化投入風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)設(shè)施蔬菜機(jī)械化服務(wù)體系建設(shè)。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前，臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜機(jī)械化發(fā)展任務(wù)十分艱巨。臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜發(fā)展正面臨重視程度低、相關(guān)配套設(shè)施及服務(wù)體系不完善等問(wèn)題，影響臨淄區(qū)設(shè)施蔬菜的機(jī)械化發(fā)展。因此當(dāng)?shù)卣杏?jì)劃、分階段發(fā)展設(shè)施蔬菜的機(jī)械化，提高臨淄區(qū)的設(shè)施蔬菜機(jī)械化程度，降低蔬菜生產(chǎn)成本，為當(dāng)?shù)厥卟水a(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支撐。

（作者單位：楊浩然 劉天旭 韓鑫 李榮昊 翟世榮 山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院；韓鑫 山東省農(nóng)業(yè)航空智能裝備工程技術(shù)研究中心；梁通 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院）