現代果園多功能系統的研發與應用

文/

現代果園多功能系統的研發與應用

文/馮明華，陳 偉

近年來，我國的果樹設施栽培技術取得了很大進步，但相比發達國家仍存在一定差距，主要表現為多種設備不成體系，自動控制設備不配套，機械化作業水平低，人工勞動效率低，工作環境可控性差。盡管國家加大對農業的投入，但設施生產裝備仍是當前生產技術中的薄弱環節，嚴重制約了果樹產業的進一步發展。因此，必需建立節本、優質、安全、高效的現代果園多功能系統，提高果園生產效率和效益。

一、現代果園多功能系統的產生

回應現代果園高產技術的要求。一是施肥種類的要求?，F代果園要達到高產優質的目的，應施用高效液態有機肥為主，占全年施肥總量的80%左右，同步配合施用液態化肥及微量元素，占20%左右，一般幼齡果樹每年施肥10次以上，成年果樹每年施肥4～7次。二是施肥范圍的要求。施肥深度應在10～40 cm，以確保肥液擴散到果樹根系吸收層，保證果樹豐產穩產的營養需求，施肥寬度應掌握在樹冠滴水線范圍的吸收根集中區。三是生長發育的要求。果樹各階段的生長發育指標必須長期保持在適宜范圍，如土壤濕度、酸堿度、病蟲害數量等，一旦高于極限就會對果樹造成危害，影響品質和產量，要做到事前預防和監測，并能及時調節。四是綠色生產的要求。綠色食品生產對農藥、除草劑、機械設備等農資的使用都有限制，要求使用清潔能源，而人工除草、修剪等費時費工，采用內燃機又有大量尾氣排放。因此，根據果樹生長發育規律和生產特點，研發一套高效實用的綜合設備和實用配套技術運用于現代果園，才是長久發展之計。

解決現代果園的技術瓶頸。一是解決傳統施肥不到位的問題。傳統施肥無法滲透到土壤深層，即使是采用挖溝打孔深埋，也不能過于頻繁開挖，否則將嚴重損傷果樹根系。表面施肥的結果是造成吸收根系上浮，淺層分布，表層土壤含水量極不穩定，果樹耐旱性差，進而影響其正常生長發育。二是解決果園土壤通透性的問題。果園種植多年后土壤板結，孔隙度降低，含氧量降低，微生物活動減少，有機質難以分解和有效擴散。要使果樹吸收根系向深處發展，在不破壞根系前提下松土是最大的技術障礙。三是解決果園成本與效益的問題?，F有的技術條件下每增加一項管理措施，都可能導致生產成本增加，單一的新技術并不能帶來實質性的產量提高和品質提升，當勞動力與提高產量之間、機械設施與保持品質之間的矛盾無法解決時，實施精細標準化生產與投入就不成比例，從而制約了果園新技術推廣應用。

二、現代果園多功能系統概念、組成及特點

現代果園多功能系統概念?，F代果園多功能系統，按照現代農業發展需求，運用液壓和氣壓控制原理及機械化技術，建立集灌溉、施肥、噴藥、修剪、采摘、開溝、松土等多功能于一體的綜合作業系統，實施對果園的日常管理工作。以中央控制系統為核心，對果園分區實時監測果樹生長發育所需的土壤、環境條件，進行精準處理，從而達到節水、節肥、省藥、省力、高產、高效的目的，是對傳統果園管理全面升級的一項革命性綜合技術。

現代果園多功能系統構成。一是水源保障系統，由河、湖、堰、庫、塘、池及提水設施設備組成。二是配兌配置系統，由藥、肥配兌池、儲液池、有機肥和復合肥預處理池組成。三是增壓動力系統，由液相動力機、二級壓力氣相動力機、預充式恒壓器組成。四是管網輸送系統，由管線、控制閥門組成。五是操作終端設備，由施肥槍、施藥槍、修枝剪、割草機等專用工具組成。

現代果園多功能系統技術特點。一是標靶式導入技術。根據不同果樹種類和生育期實施精確營養配比，利用高壓能量驅動施肥槍直接將肥、水、藥壓注到土層20～60 cm，肥、水擴散直達果樹根系，實現果樹立體施肥與養分高效利用，減少水肥揮發損失，利用率提高40%～60%。雨季也能正常作業，不會導致肥液流失。地面覆蓋栽培果園不影響肥水施用，且效果更好。高壓施肥不僅可以深施，還可以疏松土壤，增加土壤孔隙度，實現長期免耕。土壤高壓施藥殺滅地下病蟲害，其用藥量小、藥效期長、效果好。二是超細霧化噴藥技術。在超高壓狀態下，藥、肥液在高壓下形成霧狀，覆蓋面大，噴灑后極其均勻地附著在植物莖葉表面，最終形成藥肥液膜，有效率提高3～5倍。由于藥肥霧初始速度高，誘導空氣定向流動，即使有密集葉片也能輕易穿透全覆蓋，實現單邊作業，多面有效，無需多方向反復噴灑，大大提高了效率，降低勞動強度。噴施的藥肥液雖然速度高但粒徑非常小，所以作用在嫩葉面的沖擊動能總量小，保證了高效噴灑對作物無機械損傷。三是空氣動力集成技術。通過輸送管網將高壓氣能傳遞到各個作業區域，形成氣動工作場，任何位置均可以直接進行全能機械化作業。采用氣動枝剪、鋸等對果樹進行修枝整形；利用氣動機械進行種植坑的機械旋挖；對干粉劑類的藥肥直接噴射施用，效果好速度快；合理使用氣動設備，可以進行土地整理，破碎巖石、開鑿坡壁，氣動松土，改良土壤結構，增加土壤含氧量，提高土壤通透性，改善土壤環境；采用動力升降平臺，可以實現果實采摘、包裝，以及就地裝車轉運。四是超遠距液態物料輸控技術。采用強度高、流體阻力小的特殊壓力管和閥控系統等管線機械，大范圍鋪設，超遠距離輸送液態物料，傳送量大，只要一處充足的水源，建一座機房，就可滿足幾十到幾千畝，甚至上萬畝的果園生產所需。采用氣動和液動雙相動力源，每次施藥、施肥徹底，施后管內無殘留，不浪費，又能快速實現藥、肥的轉換，使用方便靈活。管線可深埋、可裸露、可架空，沿地邊界坎溝固定，對園地其他作業或交通不會造成影響。

現代果園多功能系統操作方法。一是終端設備覆蓋每個區塊。將規模果園按地形地貌劃分為若干作業單元，每個單元預留若干終端閥門，終端設備標準服務半徑50 m，保證果園無死角、全覆蓋。二是施肥。根據生產要求將腐熟有機肥過濾液、化肥以及微量元素等按比例投加到配兌池，注水并開啟氣動力攪拌器，當肥料全部溶解或混合均勻后，放入儲備池待用。調節液力輸送壓力值并鎖定，開啟對應單元，田間操作人員采用施肥槍進行壓注定量施肥。當一個單元完成后，切換另一單元繼續操作。管內殘留肥液由機房操作人員通過氣相動力將肥液返回儲備池或由田間操作人員直接使用到果園。三是施藥。操作過程類似施肥，只是將肥料換成農藥。四是氣動修枝整形。將中央控制系統切換為純氣動力輸送模式，整個管網覆蓋區域可同時實施氣動修枝、氣動除草、氣動采摘、氣動松土增氧以及其他農事操作。五是注意事項。即注意選用水性好、不溶性雜質含量低于0.5%的化肥，如復合肥，而雞糞、豬糞、牛糞等有機肥，必需經過腐熟后取其上層清液使用；注意濃度控制，防止濃度太高“灼傷”葉片或根系，可以測定肥液或噴頭出口肥液的電導率，安全范圍為1.0～3.0 ms/cm，或者水溶性肥稀釋400～1 000倍噴施。

三、技術經濟指標及優點

技術經濟指標。現代果園多功能系統已獲實用新型專利（證書號：ZL201620471167.0）。以每667 m2計，可節約成本599元，包括節肥70%，節約投入290元；節水達到60%，節水100 m3；減少農藥用量30%，節約9元左右；節省勞力70%，節約300元。

優點。一是節水。現代果園多功能系統的水肥藥一體化技術可減少水分的滲漏和蒸發，每667 m2節水100 m3，節水率為60%，提高水分利用率。二是節肥。該系統實現了高效施肥、精準施肥和集中施肥，減少了肥料揮發和流失，以及養分過剩造成的損失，具有施肥簡便、供肥及時、作物易于吸收、提高肥料利用率等優點。在作物產量相近或相同的情況下，現代果園多功能系統的水肥一體化與傳統技術施肥相比節省化肥70%，利用率提高5%以上。三是省工。農業大田生產勞動強度大，該系統的推廣使用可以節省勞力70%，減輕了農業生產工作強度，提高了農業生產效益。四是減輕病蟲害發生?？諝鉂穸鹊慕档停诤艽蟪潭壬弦种屏俗魑锊『Φ陌l生，減少了農藥的投入和防治病蟲害的勞力投入，每667 m2農藥用量減少30%。五是增加產量，改善品質，提高了經濟效益。現代果園多功能系統可以做到為各種植物的不同生長期提供所需的各種養分，避免各種元素之間的拮抗反應，達到各種元素的均衡供應，增強作物抵御不良環境的能力，顯著增加產量和提高品質，果園一般增產15%～24%，其他作物增產17%～28%。通過使用該系統，每667 m2果園節省投入800～1 600元，增產增收600～1 200元，增收節支可達 1 400～2 800元。

四、推廣應用及效益情況

目前，現代果園多功能系統累計推廣應用面積超過6 000 hm2。其中在四川省武勝縣的白坪、飛龍、三溪、中心、鳴鐘等地建有示范推廣基地累計0.26萬hm2，在四川省渠縣、蒼溪縣、廣安區、仁壽縣、富順縣、宜賓等地果園推廣0.18萬hm2，在重慶市的忠縣、長壽縣、墊江、開州、武隆、云陽、綦江、北碚等地推廣超過0.17萬hm2，在大連推廣200 hm2，各地平均每667 m2增收節支2 000元以上。

【導讀】現代果園多功能系統集灌溉、施肥、噴藥、修剪、采摘、開溝、松土等功能于一體，通過對果樹生長發育所需的土壤、環境條件進行實時監測和精準調控，達到節水、節肥、省藥、省力、高產、高效的生產目的。如何對傳統果園管理進行技術升級，四川省武勝縣的果園多功能系統的應用無疑是非常有益的嘗試。

四川省武勝縣農業局（638400）

馮明華（1963—），男，農藝師，從事農業技術推廣工作。E-mail:wsxx12@126.com

陳 偉（1965—），男，高級農藝師，從事果樹技術指導工作。Email:303292286@qq.com

2017-09-27

特約編輯：艾 華