釀酒葡萄全生育期管理機械選配及投入產出研究

""""""""""""""""""DOI：" 10.13855/j.cnki.lygs.2024.05.011

摘" 要：介紹了賀蘭山東麓釀酒葡萄全程機械化作業適配機械的技術性能，對釀酒葡萄全生育期中清土展藤、除草、植保打藥、施有機肥、枝條粉碎及埋藤等環節所用機械進行了作業效率、作業投入分析，并與人工作業進行釀酒成本、投入產出比較，結果表明，在釀酒葡萄全生育期作業機械優化配置下，勞動效率顯著提高，每公頃投入成本可降低11 265 元，投入產出率提高1.36倍，土地產出率增幅達10.6倍。

關鍵詞：釀酒葡萄；機械配置；投入產出；土地產出率

中圖分類號：" S663.1" 文獻標識碼：" A""" 文章編號：" 1002-2910（2024）05-0051-05

收稿日期：2024-02-26

基金項目：寧夏回族自治區重點研發計劃重點資助項目（2022BBF02013）。

*通信作者：馬文禮（1974-），男，寧夏平羅人，研究員，從事作物栽培生理研究與推廣工作。E-mail：mwl7544@163.com

作者簡介：王昊（1989-），男，寧夏永寧人，農藝師，從事園藝作物栽培生理研究。E-mail：nxnkwh@163.com

Research on the mechanical selection and input-output of the whole reproductive period management of wine grape

WANG Hao，HA Rong，JIN Wei，YANG Bo， CEHNG Yongwei， MA Wenli*

（Agricultural Technology Extension and Service Center of Ningxia Agricultural Reclamation Management Bureau， Yinchuan， Ningxia 750001， China）

Abstract：In order to form a fully mechanized configuration of wine grapes in the eastern foothills of Helan Mountain wine production area， the efficiency and input-output of mechanical operations were analyzed. By adapting the latest machinery in the entire growth period of wine grapes， such as soil clearing and spreading vines， weeding， plant protection and pesticide application， organic fertilizer application， branch crushing， and vine burying， the cost of mechanical and manual operations for the entire growth period of wine grapes was investigated and analyzed. The results showed that under the optimized allocation of machinery throughout the entire growth period of wine grapes， labor efficiency was significantly improved， the input costs could be reduced by 11 265 yuan/hm2， the input-output rate increased by 1.36 times compared to manual labor， and the land output rate increased by 10.6 times.

Key words：wine grapes; mechanical configuration; input-output; land output rate

寧夏賀蘭山東麓葡萄酒產區是可以媲美法國波爾多產區的新興黃金產區，截至2021年，寧夏種植釀酒葡萄面積超過3.5萬hm2，年產葡萄酒超過1.3億瓶，產值達300余億元，面積及產量均占全國的1/3［1，2］。在新形勢和政策支持下，寧夏賀蘭山東麓葡萄酒產業更是迎來了新的發展機遇。但目前制約葡萄酒產業高質量發展的因素仍然很多，尤其是在種植端，勞動人員年齡老化、勞動力短缺，種植成本居高不下，對高品質葡萄原料及可持續發展帶來了挑戰［3-5］。管理實行全程機械化作業成為必由之路。根據研究顯示，西北地區農業機械配置效率不到45.0%，較東部省份及發達國家存在較大差距［6］，制約著現代農業高質量發展。機械作業可以大幅提高釀酒葡萄生產管理的效率，當前的葡萄園管理技術必須由繁至簡，貫徹省工、省力化（輕簡化）技術［7］。

寧夏賀蘭山東麓葡萄酒產區的釀酒葡萄種植可以實現機械化作業的主要有清土展藤、除草、植保打藥、施有機肥、埋藤及枝條粉碎等環節，灌溉及追肥基本實現了水肥一體化全覆蓋，在整形修剪及采收環節尚未研發出較適宜的機械，仍采用人工作業。筆者針對寧夏賀蘭山東麓葡萄酒產區特點，通過選配包括清土展藤、中耕除草、植保打藥、施肥、埋藤及枝條無害化處理的釀酒葡萄全生育管理機械，并測算機械配置的作業效率及投入產出等指標，制定出寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄機械化配置方案提供參考。

1" 釀酒葡萄全生育期機械配置方案

1.1" 清土展藤機械

作業要求。清理越冬埋土的葡萄植株，清土采用半機械化方式完成，先由機械沿埋土溝兩側分別清土，再由人工將埋土溝頂部土去除。4月中旬第1次清土，距樹體 20 cm左右，用機械從溝兩側將過厚的土層刮除一部分，只留5～10 cm，以枝蔓似露非露為宜；4月中下旬完全清土，人工從溝部（上年定植后溝面）和側面進行，將枝蔓出土，再將植株兩側50 cm范圍內的土清理至原地面［8］。

機械選配。選用刮旋刷一體式葡萄藤清土機，型號為3QT/GXS型（圖1）。工作原理為利用刮銑刷三組裝置依次進行清土作業，設置避讓裝置，當機械通過水泥樁時實現自動避讓。先用前置大刮板將葡萄藤側面的覆土刮去，再由高速旋轉的銑刀伸入葡萄藤底部將土旋出，當底部的土掏空時上部土會由于重力作用自然塌落于底部，最后由刷子將落下的土刷出，能完成75%以上的清土作業，傷藤率≤3%。工作效率為0.27～0.53 hm2/h。

1.2中耕除草機械

作業要求。在對葡萄溝內進行中耕除草，保持表層土壤疏松。在多雨季節中耕深度要淺，一般在5 cm左右，以消滅雜草為主；雨季過后，中耕深度要適當進行加深，一般在10～15 cm。注意避免傷及植株根系。碎土率＞60%，旋耕后地表植被殘留量＜200 g/m2。

機械選配。葡萄株間仿地形除草機，型號為3CZD（圖2），其工作原理為針對葡萄埋藤起藤形成的“魚脊梁”地理狀況，造成機械作業不穩定，除草作業易傷藤的問題，研發的一種仿地形行走結構，通過液壓與機械機構聯動，使行走輪能夠根據地形自動左右擺動，機身上下滑動，一定程度適應不平整地面，保持機身穩定，使除草刀比較穩定地保持工作深度，較好地解決了因為地面不平整原因導致的傷樹問題。工作效率0.67 hm2/h。

1.3植保機械

作業要求。植保作業機械應能將藥液均勻施在作物對象所要求的部位上，具有良好的通過性，施液量的誤差率在10%以內，藥液的附著率≥33%（內吸劑除外），采用低容量噴霧時，噴灑在作物葉面上的霧粒數應＞25粒/cm2方可認為是有效霧滴沉積密度［9］。

機械選配。門式葡萄植保機3WJF-500型（圖3）。配套動力50馬力，伸展幅寬6 m，起升高度2.6 m，藥罐容積1 000 L?？勺詣幼R別株冠疏密程度，并適時調節噴藥量，實現有樹噴藥、無樹停藥的智能精量可控。高壓風送式設計，風吹動株冠葉片上下翻動，使藥液直達株冠核心部位（包括株桿和葉片背面）。門型可伸縮折疊噴桿設計，可一次噴施2行葡萄，上、左、右共計16個噴頭，實現全方位噴藥、自動調節幅寬和高效率作業。工作效率1.67～2 hm2/h。

1.4埋藤機械

作業要求。根據埋藤機的標準［10］，作業要求適宜葡萄種植的最佳行距為3～4 m，葡藤條綁后高度要低于2.5 cm，適用于土壤絕對含水率為 15 %～30 %的各種土壤，機具作業轉彎的地頭長度要大于4 m。機械的拋土距離≥80 cm，取溝距葡萄藤根部40～50 cm，取土溝寬度38 cm，溝深15 cm，堆土高度要＞40 cm，覆土寬度＞110 cm。

機械選配。旋耕式葡萄埋藤機，型號為3PXMT（圖4）。其工作原理為設計錐形旋耕刀組合，在作業時，旋耕裝置通過快速轉動，將地表土打碎并旋起拋向上方，通過導向板將拋起的土均勻地灑落地葡萄藤條上。工作效率為0.53 hm2/h。

雙邊葡萄埋藤機，型號為3MTC（圖5）。其工作原理為從葡萄行間均勻取土，通過輸送帶運輸至送土裝置，土通過多級輸送運動達到一定的破碎效果，后被均勻分置兩側輸送帶對葡萄藤條進行有效填埋。工作效率為0.67 hm2/h。

1.5施肥機械

作業要求。秋施和深施基肥，以有機肥為主，一般在9月下旬至10月下旬，并混合增施磷肥和鉀肥。要求機組順著葡萄行間方向，從地塊一側開始采用梭形方式作業。機組沿葡萄溝兩側輪流進行逐年向外延伸。施肥機在正常作業速度下排肥，排肥量穩定性變異系數應＜10%。施肥機按正常作業速度前進施肥，其施肥量均勻度變異系數≤40%，施肥深度為40～50 cm，施肥深度合格率≥80%，斷條率＜2%。

機械選配。葡萄開溝施肥一體機（圖6）。機械由開溝、施肥及機架3個部分構成，利用液壓和傳統裝置使3個部件形成聯動，其中施肥部件由肥料儲藏箱體及內含的排肥系統構成，實現開溝后，溝內施肥，最后再覆土的過程。為避免損傷葡萄枝干，機械采用偏置式設計，使用縱撐裝置將施肥裝置抬起，在整機的左側設置開溝器，在機架的左側尾部懸掛覆土裝置，機架是葡萄有機肥施肥機的基礎部分。作業效率為0.6～0.8 hm2/h。

1.6" 枝條粉碎機械

作業要求。葡萄枝條粉碎時間為每年的6～8月及11月上旬，夏季主要將風干后的副梢及葉片進行粉碎，冬季主要將冬剪后的枝條及葉片進行粉碎。枝條還田機、粉碎機以葡萄行為作業行，機械粉碎枝條長度要＜5 cm，當長度＞5 cm的枝條數量超過5%時，應再次粉碎。

機械選配。葡萄枝條粉碎機型為4JS（圖7）。其工作原理為設計撿拾機構、粉碎機構和震壓機構等關鍵部位，通過手指仿形撿拾機構將田間修剪下來雜亂散落的枝條進行自動撿拾并輸送到粉碎機構，利用碎枝輥上的凹形齒碎枝錘與粉碎箱頂板上的凸齒不斷進行切合運動，將枝條切成5 cm以下的碎枝，儲料箱的側壁開設進風口、出風口、抽風機，將粉碎后的碎枝條吸入儲料箱內，或直接落地，通過震壓輥再將其壓入土壤，以便盡快腐化成有機肥。減少環境污染，進行廢物利用，實現變廢為寶。其工作效率為0.67 hm2/h。

2釀酒葡萄全生育期機械作業效率比較

根據2022—2023年寧夏農墾玉泉營農場釀酒葡萄全生育期生產管理過程調查數據及測產銷售結果為基礎，采用要素生產率方法［11］對釀酒葡萄全程機械化與人工作業效率進行比較評價，選擇的測算指標，其公式分別為：

勞動生產效率Up=Ar/Tp

式中：Ar表示單位作業面積，Tp表示單位勞動力所需作業時間。

投入產出率Ui=Ot/Ct

式中：Ot表示單位面積總產出，Ct表示單位面積總投入成本。

單位面積釀酒葡萄總產值Pt=Ot-Ct

Uo土地產出率U0＝Pt/Ar。

以1 hm2面積為樣方，監測機械作業時長，并采用上述公式計算機械作業效率Upm，人工作業效率Upl。

2.1釀酒葡萄機械和人工作業勞動生產率比較分析

由表1可看出，采用機械作業，清土展藤的作業效率為6.02 hm2/人·d-1，是人工作業效率0.13 hm2/人·d-1的46.30倍，除草、植保打藥、施有機肥、枝條粉碎及埋藤作業也分別是人工的40.00倍、12.50倍、123.17倍、59.15倍及61.50倍。說明在釀酒葡萄管理過程中，工作繁重的環節使用機械代替人工，會大幅提高勞動生產效率。

2.2釀酒葡萄機械和人工作業投入成本分析

機械作業可以顯著降低釀酒葡萄生產管理的成本。由表2可以看出，在灌溉施肥、整形修剪及采收環節，機械作業與人工作業的成本金額一致，而在清土展藤、除草、植保打藥、施有機肥、粉碎枝條及埋藤等環節，機械作業較人工作業成本均有降低。葡萄全生育期作業成本，機械作業成本31 410元/hm2，較人工作業成本42 675 元/hm2，節約成本11 265 元/hm2生產管理成本26.40%。

2.3釀酒葡萄機械和人工作業投入產出分析

釀酒葡萄使用機械作業的投入產出及土地產出率較人工作業大幅提升。通過表3可以看出，以2022—2023年試驗基地赤霞珠葡萄測產的平均產量12 180.00 kg/hm2，收購價3.60 元/kg，計算釀酒葡萄產值為43 848.00元，并以表2的統計成本為基礎，計算得出機械作業的投入產出率為1.40，是人工作業1.03的1.36倍；機械作業的土地產出為12 438.00元/hm2，是人工作業1 173 元/hm2的10.60倍。說明，針對釀酒葡萄全生育期使用機械作業，其投入產出率及土地產出率會因為成本的降低顯著提升。

3小結與討論

美國、法國等發達國家由于葡萄種植面積較大，在葡萄機械化研究處于世界領先地位，在開溝、施肥、中耕、采摘等關鍵環節均實現了全機械化及自動化［11］，而國內葡萄種植的機械作業環節，主要以植保、中耕除草、施肥、田間轉運以及清土、埋藤等機械為主［12，13］，在采收、修剪等環節盡管已有機械研發，但尚未進行大規模應用，而且現有的栽培模式限制了部分機械的研發［14］，目前僅能就清土展藤、除草、植保打藥、灌溉施肥、施有機肥、枝條粉碎及埋藤進行機械配置，但高效的配置能進一步提高釀酒葡萄的作用效率。

開展釀酒葡萄全程機械化是提升勞動效率和土地產出率的有效手段。目前，關于釀酒葡萄機械效率的研究主要集中在開發研制的新型作業機械驗證環節，尚未針對釀酒葡萄全程機械化的作業效率研究進行報道。例如，王乾等［15］在研發清土機時，重點關注了機械的作業質量和機械性能，并未對機械作業的效率和產出進行研究，而張靜等［16］在研究葡萄生產投入產出時，僅以人工作業作為研究內容，未涉及機械作業投入產出。已有的關于釀酒葡萄生產效率方面的研究中，張義勝等［17］研發的智能植保機器人作業效率為6～30 hm2/d，與本研究的25 hm2/d較為接近。海麗齊古麗在吐魯番葡萄埋藤進行了調查，結果顯示機械埋藤效率是人工埋藤效率的40 倍［18］，本研究采用新型埋藤機械，效率較人工可提高至61.5倍，進一步降低葡萄管理成本，提高土地產出率。這為全面提升葡萄酒產業的綜合效益，促進寧夏賀蘭山東麓葡萄酒產業可持續發展提供了重要依據［19］。

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