南方丘陵山區(qū)果園機(jī)械化采收現(xiàn)狀與發(fā)展建議

米兢牛坡謝英杰夏飛王明明

(1.重慶三峽學(xué)院，重慶 404020；2.重慶市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站，重慶 404147；3.重慶市開州區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，重慶 405400)

引言

2020年，我國水果種植面積約12646千hm2，約占世界水果種植面積的19.5%，總產(chǎn)量約28692萬t，均居世界首位。同時(shí)，水果產(chǎn)業(yè)在我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中也占有舉足輕重的地位。我國的優(yōu)質(zhì)果園主要分布在川中、江南、兩廣等以丘陵山地為主的南方地區(qū)[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水果產(chǎn)業(yè)已逐漸成為農(nóng)民增收的主要產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益并重、具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)。但是，由于受地理?xiàng)l件、傳統(tǒng)種植方式、技術(shù)較為落后和機(jī)械設(shè)備不足等因素的限制，導(dǎo)致我國當(dāng)前果園機(jī)械化采收程度普遍較低。目前，水果采收還是以手工作業(yè)為主，勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、作業(yè)環(huán)境艱苦。同時(shí)，人口老齡化加劇和農(nóng)村青壯勞動力大量外出務(wù)工，以致農(nóng)村勞動力嚴(yán)重短缺，造成農(nóng)村人工勞動成本逐漸上升。因此，實(shí)現(xiàn)果園機(jī)械化采收已成為當(dāng)前我國水果產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

本文根據(jù)目前國內(nèi)丘陵山區(qū)果園機(jī)械化采摘的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了影響其機(jī)械化采摘的主要因素，并給出了相應(yīng)的對策，為丘陵山區(qū)水果機(jī)械化采收提供了一些借鑒和參考。

1 南方丘陵山區(qū)果園機(jī)械化采收現(xiàn)狀

在我國許多丘陵山區(qū)，水果產(chǎn)業(yè)是其地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)。但隨著我國逐步步入老齡化社會，農(nóng)村勞動力大量外出打工，其勞動力人口迅速減少；這就造成了我國農(nóng)村的勞動力成本持續(xù)上漲，而且嚴(yán)重短缺。而目前水果采收環(huán)節(jié)需要大量勞動力，勞動力的短缺，導(dǎo)致水果采收效率低下，人力成本比例不斷上升[2]。

利用機(jī)械化采收技術(shù)，可以有效地緩解農(nóng)村勞動力短缺、減少采收費(fèi)用、增加農(nóng)戶收入。然而，目前國內(nèi)的果園采收機(jī)械化程度尚處在初級階段，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在水果生產(chǎn)作業(yè)中，采收環(huán)節(jié)的人工投入約占全部生產(chǎn)的40%[3]。在目前我國果園機(jī)械化采收水平較低的條件下，加快推進(jìn)丘陵山區(qū)果園機(jī)械化采收程度的進(jìn)度，是目前我國丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重要問題之一。

1.1 丘陵果園機(jī)械化發(fā)展水平

農(nóng)業(yè)機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化的關(guān)鍵[4]。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)機(jī)裝備的數(shù)量和技術(shù)水平明顯提高；我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已從以人力畜力為主，發(fā)展到以機(jī)械為主的新時(shí)代[5]。但在丘陵山區(qū)，受到作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、一些農(nóng)機(jī)裝備有效供給不足、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝聯(lián)合不緊密、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善等原因的制約，造成了我國丘陵山區(qū)果園的采收仍以人工為主，或以簡單的手工工具輔助采收。特別是高處果實(shí)，則需要通過搭建扶梯或攀爬完成，采收難度較大。并且搬運(yùn)及水果運(yùn)輸環(huán)節(jié)也相對困難，不僅工作效率低而且工作量大、成本高且易于損壞水果。

在當(dāng)前的丘陵山區(qū)果園生產(chǎn)中，勞動量最大的環(huán)節(jié)是植保、采收和運(yùn)輸環(huán)節(jié)；其中，采收環(huán)節(jié)的人工投入約占全部生產(chǎn)的40%。以機(jī)械化程度較高的蘋果園為例，2017年，其采收機(jī)械化水平僅為2%，綜合機(jī)械化水平僅為5.75%。目前，我國丘陵山區(qū)果園的機(jī)械化采收程度還很滯后，傳統(tǒng)的人工作業(yè)成本占比較高，機(jī)械化采收是減輕農(nóng)民勞動強(qiáng)度、降低成本和增加收入的有效途徑之一。

1.2 丘陵果園采摘機(jī)械部分類型及使用特點(diǎn)

采收環(huán)節(jié)是水果生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的最后一個重要工序，其采收設(shè)備的種類和工作原理因果樹品種和種植方式不同而有所不同。

采收機(jī)械按其工作原理分為機(jī)械振動和氣力振動式；按其動力分為牽引式、懸掛式和自走式。機(jī)械振動式從振動產(chǎn)生的方式分為切割式、撞擊式和振搖式。氣力振動式的工作原理是通過氣流帶動果樹的枝條，在重力和氣流的沖擊下，果實(shí)就會從樹上掉落下來，這種方式機(jī)械和果樹之間沒有剛性連接；振搖式是機(jī)械和果樹剛性連接，其工作原理是通過外力引起果樹或樹枝產(chǎn)生振動，使果實(shí)獲得加速度，并在果柄與果實(shí)連結(jié)的薄弱部位分離掉落；撞擊式是利用振動直接沖擊果枝或沖擊牽引果枝的棚架達(dá)到分離掉落果實(shí)的目的，適用于果實(shí)堅(jiān)硬或較大的果樹；切割式的工作原理是把果枝或果柄切斷，實(shí)現(xiàn)果實(shí)與果樹分離[6]。

根據(jù)國內(nèi)外已有的研究結(jié)果表明，振動采收是最有效、最簡單、最方便的果園收獲機(jī)械之一[7]。振動采收機(jī)械也在丘陵山區(qū)果園實(shí)際采收中得到了部分的應(yīng)用。此種機(jī)器一次可采收全株的所有果實(shí)，其采收效率很高，對操作者體力和技術(shù)的要求相對較低。振動式采摘機(jī)械在提高采收效率和降低采收成本方面具有很大的應(yīng)用價(jià)值[8]。

2 南方丘陵山區(qū)果園機(jī)械化采收的難點(diǎn)

2.1 工作條件復(fù)雜，宜機(jī)化程度低

丘陵山區(qū)果樹種植分布比較分散，種植模式和農(nóng)業(yè)技術(shù)尚且還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加之地形條件和種植制度相對復(fù)雜，嚴(yán)重制約了丘陵山區(qū)果園機(jī)械化的發(fā)展。

丘陵山區(qū)作業(yè)環(huán)境存在地形復(fù)雜、道路崎嶇、場地狹窄、山高坡陡、環(huán)境信號差和信號覆蓋率低等問題，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)裝備無法有效作業(yè)[9]。目前，我國丘陵山區(qū)規(guī)模化種植生產(chǎn)和改地適機(jī)等措施推廣程度仍有待提高，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合程度和促進(jìn)融合發(fā)展的體制機(jī)制不夠健全，嚴(yán)重制約了我國丘陵山區(qū)果園采收機(jī)械化的發(fā)展[10]。另外，由于水果采收具有很強(qiáng)的季節(jié)性，專用機(jī)械的使用期短，難以規(guī)范農(nóng)機(jī)銷售、作業(yè)和維修市場等行業(yè)的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，使得推廣和應(yīng)用也比較困難。此外，當(dāng)前我國的水果采收仍是以人工為主，加上勞動強(qiáng)度大、勞動力缺乏、勞動生產(chǎn)效率較低，導(dǎo)致人工費(fèi)用逐年增加。

2.2 基礎(chǔ)科研工作滯后，技術(shù)人員短缺

我國水果收獲機(jī)械發(fā)展已有多年，但由于其機(jī)械和果實(shí)間相互作用理論和共性技術(shù)基礎(chǔ)性研究仍較為缺乏，特別是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)還不夠完善，導(dǎo)致了我國水果機(jī)械化采收技術(shù)水平滯后、果樹和果實(shí)受到嚴(yán)重的機(jī)械損傷，嚴(yán)重降低了果實(shí)品質(zhì)和其經(jīng)濟(jì)效益。此外，由于丘陵山區(qū)果園采收機(jī)械開發(fā)難度大、集成度低、投資成本高，對果園機(jī)械的發(fā)展也有一定的制約作用。再加上我國從事丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)機(jī)械裝備研發(fā)的人員較少，人才隊(duì)伍結(jié)構(gòu)和力量不夠健全，缺少帶頭人和優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)，難以開展攻堅(jiān)克難，難以適應(yīng)我國水果業(yè)機(jī)械化發(fā)展的需要[11]。

2.3 企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)難度大，農(nóng)民接受程度低

丘陵山區(qū)果園采收機(jī)械化技術(shù)并不是機(jī)械化程度提升的主要制約。究其根本原因，是由于丘陵山區(qū)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在平原地區(qū)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的市場面前沒有其特殊性。因?yàn)檠邪l(fā)成本過高，機(jī)械復(fù)雜，需求多元化，導(dǎo)致開發(fā)、生產(chǎn)、售后成本過高，特別是大型企業(yè)不愿意研發(fā)生產(chǎn)。其次就是農(nóng)民文化水平程度普遍不高，已習(xí)慣手工采收，盡管人力勞動強(qiáng)度大,收獲效果和收獲效率也不如機(jī)械化收獲好，但在思想觀念上卻難以接受如此新鮮的事物，這也導(dǎo)致了水果機(jī)械化采收推廣受阻。

3 發(fā)展建議

3.1 加強(qiáng)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合，推動宜機(jī)化改造

在丘陵山區(qū)，實(shí)現(xiàn)果園宜機(jī)化是實(shí)現(xiàn)水果產(chǎn)業(yè)機(jī)械化和現(xiàn)代化的關(guān)鍵之一。強(qiáng)化農(nóng)機(jī)、農(nóng)技和其他相關(guān)部門的協(xié)作，使各個生產(chǎn)要素得到合理的配置，制訂出一套完整的機(jī)械化采收計(jì)劃，并在此基礎(chǔ)上，建立適宜于果園機(jī)械化采收的示范基地，并加速科技成果的轉(zhuǎn)化[12]。加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合發(fā)展研究，強(qiáng)化薄弱環(huán)節(jié)，促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合發(fā)展，建立健全的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系。以便丘陵山區(qū)果園采收機(jī)械的引用，提高果園產(chǎn)量和增加農(nóng)民收入[9]。

3.2 深研關(guān)鍵技術(shù)，建立人才培養(yǎng)體制機(jī)制

深化水果生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)的研究，加強(qiáng)對果實(shí)機(jī)械化采收中機(jī)械損傷的成因的研究，分析機(jī)械與水果相互作用機(jī)理、果實(shí)在多工況條件下的運(yùn)動和特性，以減少采收過程中對水果的損傷，保證采收質(zhì)量。加強(qiáng)對現(xiàn)有技術(shù)人員的培訓(xùn)，引進(jìn)高層次的專業(yè)技術(shù)人員參與果園采收機(jī)械化的研究，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和管理人才的培訓(xùn)，確保水果生產(chǎn)的科學(xué)合理性，為我國水果業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持和人才支撐。

3.3 加大支持和研發(fā)投入，提升農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)水平

為緩解水果采收機(jī)械市場的供需矛盾關(guān)系，要根據(jù)丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況出發(fā)，指定相關(guān)扶持政策，從技術(shù)和資金等方面給予支持。并組織關(guān)鍵性技術(shù)的研究，促進(jìn)技術(shù)引進(jìn)、消化和再創(chuàng)新，充分發(fā)揮重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和調(diào)整重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所形成的市場需求，加快推動我國丘陵山區(qū)水果采收機(jī)械自主研發(fā)進(jìn)度。加大水果采收裝備的補(bǔ)貼力度，提供更多資金支持，擴(kuò)大補(bǔ)貼范圍，增加水果裝備購置比例[13]。完善農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)，加強(qiáng)對水果采收機(jī)械的創(chuàng)新，加大科技人員培訓(xùn)力度，加大新機(jī)具的普及度，推動農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)的全面發(fā)展。健全丘陵山區(qū)果園采收機(jī)械裝備的創(chuàng)新體系，根據(jù)丘陵山區(qū)果園的實(shí)際情況和需要，加快推進(jìn)丘陵山區(qū)果園農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新和研發(fā)出適合實(shí)情、農(nóng)民需要、先進(jìn)適用的果園農(nóng)機(jī)。

4 結(jié)語

目前，國內(nèi)大多優(yōu)質(zhì)果園都位于南方丘陵山區(qū)等地，果實(shí)的采收仍以人工為主，勞動繁重，是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作，且在地勢較復(fù)雜的地方，果實(shí)不易采摘，導(dǎo)致采收效率更為低。機(jī)械化采收是我國果業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、節(jié)本增效、增加農(nóng)民收入和提高國際市場競爭力的重要手段之一，然而，目前我國只有部分水果機(jī)械化采收裝備體系，總體的采收機(jī)械化程度仍比較低，大多數(shù)采收作業(yè)都是人工完成。科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展進(jìn)步，未來機(jī)械化采收才是主流。提高水果采收機(jī)械化程度是我國水果業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。水果業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需要依托先進(jìn)的設(shè)施裝備，強(qiáng)化機(jī)械化采收的基礎(chǔ)技術(shù)研究，提高自主創(chuàng)新能力和技術(shù)儲備是丘陵地區(qū)水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障。推進(jìn)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、農(nóng)信深度融合，探索與丘陵地區(qū)種植模式相結(jié)合的機(jī)械化采收技術(shù)模式，形成科學(xué)合理的水果機(jī)械化采收技術(shù)體系，對促進(jìn)丘陵山區(qū)水果產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化具有重要意義。