煙臺市果園采摘環節機械化發展對策探析

尚 忠 孫奎軍 錢棟偉 王小凱 李春燕 于俊萍

我國是世界第一大水果生產國，果園種植面積大、分布廣、品類多、產量大。果業的迅猛發展對于經濟發展、農民脫貧致富以及可持續綠色發展的作用日益明顯。果園采摘作業復雜、季節性強、勞動強度大、作業效率低，主要還是依靠人工采摘的方式，果園采摘作業環節所用勞動力占整個果園生產過程所用勞動力的三分之一左右。隨著近年來人口老齡化和城市化發展的推進，農業從業人口不斷減少，只有通過機械化作業減少對勞動力的需求，才能使林果業可持續發展。因此，提高果園采摘機械化程度任重道遠，前景廣闊。

一、果園采摘環節機械化現狀分析

（一）國外研究現狀分析

國外對于果園采摘收獲機械的研究起步較早，進行了長期的、多方面的、富有成效的研究和開拓性的探索。美國在20世紀60年代中期研發出能夠在果園作業的液壓升降平臺，提高了采摘效率。從60年代后期開始，歐美一些國家進行了果園生產和收獲的機械化研究，70年代成功研發多種果園采摘收獲機械。90年代初，日本開始研究適用于坡地的果園采摘機械設備，樞軸式擺動懸掛機構的自走式采摘車研制成功。目前，國外科研機構和公司研發出了多種集成度、作業效率、自動化水平都較高的采摘收獲裝備，如德國大型果園采摘機、荷蘭可升降作業平臺、美國氣吸式果園采摘機等，雖然這些裝備具有很大的技術優勢和應用價值，但是由于其成本和可靠性方面的問題，在國外的應用范圍也十分有限。20世紀70年代末期，隨著計算機和自動控制技術的迅速發展，美國率先開始研究各種農業機器人，其中就包括1983年在美國誕生的第一臺采摘機器人。然而由于工作環境的復雜性和不確定性，直到目前，采摘機器人的智能化水平也沒有達到農業生產的要求。其主要問題在于其靈巧性不足、果實采摘周期較長、果實識別率偏低、損傷率較高、制造成本過高等，因而目前果園采摘機械裝備應用最多最廣泛的是半自動果園采摘平臺。

（二）國內研究現狀分析

我國研究果園采摘機械起步較晚，研究水平與國外同類型裝備差距較大。前期主要是無動力的通用型機械，如與手扶拖拉機配套的機械振動式山楂收獲機、氣囊式采果器和手持電動式采摘臂等。20世紀80年代開始，我國開始研發切割式采摘器，果園采摘也從人工使用剪刀采摘發展到使用機械裝置采摘。90年代，在果園種植業的快速發展帶動下，各種簡易采摘器、液壓采摘升降平臺相繼研發成功，但是總體來看，國內采摘作業機械小型化、單一化、同質化情況較為嚴重，作業效率不高，應用規模也有限，難以有效解決果園機械化采摘存在的諸多難題。

二、存在的主要問題及制約因素

發達國家果園地塊面積大、集中且平整度好，適合大型機械化作業模式，機械化發展程度高，管理先進。國外果園采摘作業平臺應用水平雖然先進，但是其體積較為龐大，成本太高，與果園產業自身的特點不適配，實際推廣難度很大，難以有效解決果園采摘收獲環節的問題。目前煙臺市果園采摘機械化的發展水平基本處于空白狀態，其主要存在以下幾方面的問題并受其制約。

（一）地理條件制約

煙臺市果園種植多集中在丘陵山區，果園路面平整度及通過性差，道路狹窄，且存在坡地易傾翻等問題，合適的采摘機械很少，機械化作業基本處于空白，而且在費工以及作業危險性方面的問題比平地采摘機械更突出，更不利于大型機械作業，除了搭設人字梯進行果園采摘外，只能采用履帶式小型底盤，通過加裝機具的方式作業，極大地限制了整體工作效率，缺乏專門進行采收作業的專用裝備。

（二）研發技術制約

煙臺市現有研發和應用的果園采摘作業平臺技術簡單，功能單一，創新性不足，只能勉強實現平臺升降和搬運功能，難以實現連續性采摘，對于提高果實收獲效率的作用較為有限；另外，果園采摘機械成果轉化以及市場化推進過程中的風險，也使得各農機廠家投入研發新型果園采摘機械的積極性不高，無法滿足迅猛發展的果園產業需求。

（三）經營管理模式制約

煙臺市果園經營和種植模式較為落后，農機與農藝脫節較大，分散栽培，分戶管理，果園地塊面積小而零散，真正集中成規模統一管理的大型現代化果園很少，盲目的密植，不科學的果樹修剪方式以及老舊落后的果樹栽植品種等因素又造成了果園樹形高大，園林郁閉，作業空間狹小。這種小農經濟式的種植管理模式，由于生產規模小和農民技術素質相對偏低等原因，使果園的生產管理停留在傳統經驗式的基礎上，規范、科學的機械化生產管理方式難以實施。加之農機技術人員缺乏，農村人口老齡化的加劇，果業生產成本不斷提高。

三、發展對策

（一）技術發展層面

首先要有較強的通行性和對丘陵山區的適應性。履帶式行走機構車輪不直接與地面接觸，利用履帶可以緩和地面的凹凸不平，具有良好的穩定性、越障能力和較長的使用壽命，適合在崎嶇的地面上行走，具有地面支撐面積大、接地比壓小、滾動摩擦小、轉彎半徑小、爬坡和越溝性能強等優點，發展方向主要是實現履帶機構的輕質化，使機具結構更加簡便；進一步提高仿形行走能力，更好地適應果樹種植地區復雜地形特征；優化離地間隙，行走過程中不僅要適應起伏路面的變化，還能夠應付一般的障礙物和凸起，增強平臺的通過性能。其次是盡可能地實現采摘平臺的多功能化作業，兼具剪枝、疏葉、套袋、摘袋等功能，實現一機多用，減少農民購機投入。三是考慮到操作者是農民，采摘平臺應當操作簡便、可靠性高，這就要求采摘平臺結構設計合理可靠，使用方法簡單，維修維護方便。隨著當今科學技術的進步與發展，可以嘗試通過電視攝像機和無線電遙控組合等方式提高采摘平臺自動化與智能化，甚至實現無人駕駛等操作。最后也要注重果園采摘機械科技研發的成果轉化，及時推進新技術成果的推廣與應用。

（二）政策引領方面

應加大對果園采摘機械化技術的投入，增加果園采摘機械科研、推廣專項補貼，促進果園采摘機械化的發展，提高果園采摘機械化綜合水平，促進果園采摘機械化技術進步，增強果園的綜合生產能力。通過財稅支持，積極推動農機制造龍頭企業引領果園采摘機械產業規范有序發展；建立高校、科研院所、企業、專業合作社等為主的多層次、多渠道、多元化的聯合研發、推廣機制，形成產品、資本、應用的大產業鏈和“產學研推”完整的體系，科學地建立果園采摘機械化發展的長效機制。

（三）農機農藝融合方面

果園采摘收獲環節的機械化加快了果園產業現代化進程。隨著農業現代化與農機化不斷發展,將農機農藝有機融合起來,協調發展，有利于發揮果園機械的內在潛力,有利于果園新技術普及推廣；有利于果園產業穩定增產和果民持續增收。沒有農機農藝相融合就沒有真正意義上的農機化，兩者的結合是相互協調發展，不是單方面的服從，是果園產業發展的必然趨勢。因此，煙臺市進行果園采摘機械、果園農藝的推廣時，需要注重實際，推出能夠保證果園產業長遠發展的合理方案，大規模建設標準化果園，培育出適合果園機械化作業的果樹新品種，研發高效、多用途的果園機械，同時通過辦培訓班、講座的形式加大對果農培訓的力度，通過走出去，請進來的辦法加強對農機技術人員的培訓。最終共同促進本市果園產業發展，助推果園的產業化和現代化，幫助農村實現勞動力轉移，助力穩步實現果園產業增產、增收，并進一步推進新農村建設。