小型農(nóng)業(yè)機械在設(shè)施蔬菜省力化生產(chǎn)上的示范應(yīng)用

馮杰明1郝東生王項羽

（1北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，北京 101500；2密云縣農(nóng)機技術(shù)推廣站，北京 101500）

小型農(nóng)業(yè)機械在設(shè)施蔬菜省力化生產(chǎn)上的示范應(yīng)用

馮杰明1郝東生2王項羽2

（1北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，北京 101500；2密云縣農(nóng)機技術(shù)推廣站，北京 101500）

北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H需要，通過引進小型化、省力化、安全性強、簡單實用的新機械，經(jīng)過試驗、篩選，實現(xiàn)本地化應(yīng)用。近幾年重點試驗、研究、推廣了幾個設(shè)施蔬菜省力化生產(chǎn)新機械。

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)屬于勞動密集型、勞動強度大的產(chǎn)業(yè)，對農(nóng)民的體力要求較高。而目前農(nóng)村勞動力日益短缺，新生代農(nóng)民不愿意從事繁重的體力勞動，使得設(shè)施蔬菜生產(chǎn)人工成本不斷提高。一方面導(dǎo)致蔬菜價格上漲，影響消費者利益；另一方面降低了菜田經(jīng)濟效益，影響農(nóng)民利益。甚至有些基地因為勞動力短缺，放棄了蔬菜生產(chǎn)，大片設(shè)備精良的設(shè)施溫室閑置，造成了土地、資源的巨大浪費。因此，迫切需要研究、推廣一批適宜設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的小型農(nóng)業(yè)機械，替代人力，提高設(shè)施蔬菜省力化生產(chǎn)水平，降低勞動強度，解決農(nóng)村勞動力嚴重不足的問題，促進設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1 北京市郊設(shè)施蔬菜機械應(yīng)用現(xiàn)狀

京郊普遍采用的設(shè)施溫室為內(nèi)跨7～8 m，頂高3.5～4.0 m，后墻高2.5 m、寬0.5 m（磚+保溫板），前屋面拱形、后屋面為水泥預(yù)制板覆蓋的鋼架結(jié)構(gòu)，無立柱、無加溫的節(jié)能型日光溫室。普遍應(yīng)用的配套機械只有卷簾機、微耕機（田園管理機）、滴灌帶水肥一體化設(shè)備，其他適宜的農(nóng)機裝備明顯不足。另外，農(nóng)民的經(jīng)濟收入還不夠穩(wěn)定，對新型機械投資能力有限，加上受溫室操作環(huán)境的影響，一些傳統(tǒng)農(nóng)用機械不適用。所以，目前設(shè)施蔬菜常規(guī)農(nóng)事操作基本以人力為主，相關(guān)實用機械的試驗研究與推廣應(yīng)用還是空白。

北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H需要，在引進小型化、省力化、安全性強、簡單實用的新機械的基礎(chǔ)上，經(jīng)過試驗、篩選，實現(xiàn)本地化應(yīng)用。采取邊引進、邊試驗、邊研發(fā)、邊推廣的方式，逐步推進全縣設(shè)施蔬菜省力化生產(chǎn)機械的應(yīng)用，最終達到提高設(shè)施蔬菜生產(chǎn)水平和經(jīng)濟效益的目的。

2 小型蔬菜機械的研制和推廣應(yīng)用

2.1 小型人力蔬菜播種機

設(shè)施溫室多為東西走向，為了采光和農(nóng)事操作，通常采用南北起壟的方式進行種植，因此每一壟的長度非常短，常規(guī)的拖拉機拖掛播種機的播種方式在溫室內(nèi)根本無法使用。

小型人力蔬菜播種機（圖1）的特點：一是播種機使用模塊化設(shè)計，機體緊湊，調(diào)節(jié)方便，可自由調(diào)節(jié)播種輪、行距及播深，播種輪有多種規(guī)格可選，適合絕大多數(shù)棚內(nèi)作物；拆裝方便，每個單排播種器作為一個單元，可以組裝成為單行、雙行或多行播種器。二是大大提高播種效率。使用小型人力蔬菜播種機進行播種作業(yè)，開溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓4道工序一次完成。經(jīng)實際操作測試，使用3行配置的機械每人每天可播種5個標準棚，比傳統(tǒng)兩人一組的播種方式快10倍以上。三是操作簡單。經(jīng)過簡單培訓(xùn)農(nóng)戶就能夠很好地掌握實用技術(shù)；四是小巧靈活，設(shè)計緊湊，并帶有倒退防誤播等設(shè)計，特別適合在大棚類的狹小空間內(nèi)進行作業(yè)，播種輪的防靜電、防漏播效果明顯，使用可靠、故障率低。

圖1 小型人力蔬菜播種機

2.2 溫室軌道式運輸車

標準的日光溫室通常為東西走向，總長60～80 m，為了更好地體現(xiàn)保溫效果，出入口只設(shè)在溫室有工作間的一方，靠近后墻處設(shè)一狹窄的過道，用于行走和運輸。如果農(nóng)民在溫室內(nèi)運輸產(chǎn)品、肥料等生產(chǎn)資料要走60～80 m，耗費大量體力。為此，北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心設(shè)計了溫室軌道式運輸車來幫助解決這個問題。

在溫室靠近后墻的過道上，安裝一條小型軌道，配上帶有輪子的小型推車，就形成了溫室軌道式運輸車系統(tǒng)（圖2）。其特點：一是安裝簡單，對棚室設(shè)備要求低。有些同類產(chǎn)品是把物資運送設(shè)備安裝在溫室后墻或是鋼骨架上，這樣會增加后墻、溫室骨架的承重，從而造成不安全隱患。而軌道式運輸車與懸掛式小車相比，對于溫室的結(jié)構(gòu)強度和內(nèi)部空間沒有太大要求，適合大部分溫室安裝。二是使用方便，操作簡單。軌道式小車在軌道上行駛時方向固定，單手即可操作，一個人就可以輕松運送100 kg以上的物品，提高了勞動者一倍以上的工作效率；只要軌道間距相同，小車還可以在各個棚室之間隨意使用，提高使用效率；而且不會占太多溫室內(nèi)部空間。三是成本低，農(nóng)民樂于接受。以懸掛式小車為例，長度60 m的溫室需要成本1萬元，而軌道式運輸車只需要3 000元左右。四是利用率高。軌道式運輸車可以用于運送產(chǎn)品、商品肥、農(nóng)具、噴藥機等，一車多用，省力化作用明顯。

圖2 溫室軌道式運輸車

2.3 溫室移動式噴藥機

傳統(tǒng)溫室內(nèi)一般用人力背負式噴藥機進行噴藥，由于藥罐的容量小，一個標準溫室往往需要好幾罐藥液才能完成噴藥工作，重復(fù)勞動量大，費時費力，效率低。

北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心在移動式軌道車的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種小型噴藥機械，該機械使用與溫室小車相同的底盤，與小車一樣靈活方便，同時節(jié)省了成本（圖3）。藥罐的大小正好滿足一個標準棚的藥液用量，解決了以前一個棚需要多次藥液配比的問題，可以節(jié)約2/3的勞動時間，工作效率大大提高。

圖3 溫室移動式噴藥機

噴藥機用小型汽油機作為動力源，采用霧化效果好的柱塞泵及噴頭，確保藥液壓力穩(wěn)定，霧化質(zhì)量與傳統(tǒng)人力噴藥機相比顯著提高，能夠減少由于霧化效果差造成的多余藥液流進土壤，從而減少藥液使用量10%，降低空氣與土壤污染。

2.4 大棚遙控卷簾系統(tǒng)

大棚卷簾機的普及率已經(jīng)比較高，但是在安全性及工作可靠性上還有一定的缺點：一是效率低，二是存在發(fā)生人身意外安全事故的隱患。為解決這些問題，北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心為大棚卷簾機引進了兩套嵌入式遙控控制設(shè)備，操作工可通過遙控進行保溫被的卷、放工作，并且在有意外發(fā)生時，按下遙控器即可隨時使卷簾機停止工作。這兩套設(shè)備具有獨特的“遙控器控制”及“行程控制”開關(guān)（圖4）。

圖4 大棚遙控卷簾系統(tǒng)

大棚遙控卷簾系統(tǒng)的優(yōu)勢：一是節(jié)省人力。大棚卷簾是一項非常費時間的工作，以前的設(shè)備每臺都需要有人看守，稍有疏忽就會發(fā)生卷過頭、卷翻過后墻的現(xiàn)象。并且由于各個溫室卷、放棉被時間大致相同，需要同時工作。此時園區(qū)的人手就會嚴重不足。而具有“行程開關(guān)”的大棚卷簾機可以自動在保溫被到達預(yù)定位置后斷電，免去傳統(tǒng)卷簾機需要人看守的麻煩，解決了開關(guān)保溫被這一勞動力“瓶頸”，園區(qū)人員的工作效率提高近20倍。

二是防止意外。在大棚卷簾機工作時，如果操作工衣物或身體部位不慎被卷進保溫被，非常危險，必須立即關(guān)閉電源，停止卷簾機工作方能保證人身安全。這個時候如果周圍沒有其他人幫忙，電源不能自行斷開，卷簾機會慢慢地將人卷進棉被，造成嚴重的人身傷害甚至致人死亡；加裝了控制單元后用隨身攜帶的遙控器可及時將卷簾機停下，避免悲劇的發(fā)生。經(jīng)過一年的試驗，這兩套卷簾機控制器均未發(fā)生故障，可靠性滿足當(dāng)初的實驗需求。

2.5 溫室落蔓裝置

設(shè)施溫室在種植黃瓜、番茄等作物時，每隔一段時間需要對作物進行落蔓。傳統(tǒng)的落蔓方式是人工逐株進行，不僅非常費工而且容易損傷植株，使農(nóng)作物產(chǎn)量下降。北京市密云縣農(nóng)業(yè)服務(wù)中心設(shè)計了一套溫室落蔓裝置（圖5）：將多排鋼管安裝在栽培畦的正上方，吊蔓繩固定在圓管架上，當(dāng)植株需要落蔓時只需要將整根鋼管旋轉(zhuǎn)幾圈就能一次性對整壟植株實施落蔓工作，效率是傳統(tǒng)人工的幾十倍。

經(jīng)實地安裝測算，一個標準日光溫室的落蔓工作使用傳統(tǒng)方法一個人需要5個工作日，共計40個工時才能完成，而安裝落蔓裝置后只需不到1小時就能完成，工作效率是以前的40倍；而且這套裝置主要結(jié)構(gòu)由普通鋼管構(gòu)成，不僅成本相對低廉，可靠性也較高，在使用過程中還未出現(xiàn)過故障。

圖5 溫室落蔓裝置

3 設(shè)施蔬菜機械應(yīng)用存在的問題

① 目前適合設(shè)施蔬菜生產(chǎn)使用的經(jīng)濟實用、成熟的小型農(nóng)機具還比較少，且缺乏統(tǒng)一的規(guī)格和標準。

② 農(nóng)機農(nóng)藝還需要深度融合。從蔬菜品種的選擇，到栽培方式的改變，都是一個農(nóng)藝適應(yīng)農(nóng)機的過程，實現(xiàn)機械化生產(chǎn)必須要在機械操作的條件下進一步改良農(nóng)藝生產(chǎn)技術(shù)，與之相適應(yīng)，才能更大限度地發(fā)揮農(nóng)機的作用，也更有利于農(nóng)機的推廣應(yīng)用。

③ 現(xiàn)階段農(nóng)民的投資能力還很有限，設(shè)施蔬菜機械的推廣需要一定的資金支持。

④ 設(shè)施蔬菜機械應(yīng)用以小型化、省力化為重點，且應(yīng)能提供配套的機具維修服務(wù)。

⑤ 推廣應(yīng)用設(shè)施蔬菜省力化生產(chǎn)機械需要與新型職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)相結(jié)合，進一步提高農(nóng)民的綜合素質(zhì)，才能使先進的機械得到廣泛應(yīng)用。

馮杰明，高級農(nóng)藝師，專業(yè)方向：蔬菜、農(nóng)機，電話：010-69068870，E-mail：fjmkjk@163.com

2014-05-28；接受日期：2014-06-03