沈宣才， 李登慧， 鄭龍健， 徐繼根， 李正龍

(1.臺州市農(nóng)資股份有限公司，浙江 臺州 318000； 2.臨海市田園綠色果蔬專業(yè)合作社，浙江 臨海 317000；3.臨海市西蘭花產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，浙江 臨海 317000)

臺州引進(jìn)栽培西蘭花有30多年歷史，沿海秋冬西蘭花栽培面積常年達(dá)8 700 hm2以上，是我國最早規(guī)模生產(chǎn)西蘭花的基地之一。經(jīng)過多年的栽培實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)培育，出現(xiàn)了一大批西蘭花產(chǎn)業(yè)人才，形成了一套成熟的配套栽培技術(shù)。臨海西蘭花種植農(nóng)戶逐漸成為栽培主體，引領(lǐng)全國西蘭花種植，他們遍布華南、西南、華北、河西走廊、長江流域、環(huán)渤海地區(qū)，帶動(dòng)西蘭花栽培10萬 hm2，形成了全國一盤棋格局。在西蘭花栽培方式上，長江流域和華北平原各有特點(diǎn)。為了破解臺州海涂土壤板結(jié)導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)西蘭花機(jī)械化生產(chǎn)的問題，本研究提出研制新型全自動(dòng)移栽機(jī)等機(jī)械，并從農(nóng)藝角度出發(fā)進(jìn)行技術(shù)探討，以推進(jìn)西蘭花全程機(jī)械化生產(chǎn)體系。

1 國內(nèi)外西蘭花栽培機(jī)械發(fā)展概況

關(guān)于蔬菜全程機(jī)械化生產(chǎn)裝備，國外研究時(shí)間較長，技術(shù)已較穩(wěn)定成熟，但多為大型農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備，與我國蔬菜生產(chǎn)模式不相適應(yīng)[1]。我國對蔬菜的生產(chǎn)機(jī)械研究起步較晚，機(jī)械化尚未覆蓋所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前已有耕整地、播種施肥、移栽[2]成熟機(jī)械推廣應(yīng)用，收獲環(huán)節(jié)的機(jī)械目前尚未成熟，生產(chǎn)上推廣應(yīng)用較少[1]。

目前臺州地區(qū)西蘭花機(jī)械化栽培，主要涉及耕整地、施肥和移栽等機(jī)械，其中移栽機(jī)因地形、栽培方式、土壤性狀等因素多變，而其作業(yè)對象為柔嫩的秧苗，對設(shè)備的性能和精準(zhǔn)度要求高[3]。世界上移栽技術(shù)發(fā)展較早的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)主要是歐美和日本等國[4]，目前日本在水田移栽裝備方面處于國際領(lǐng)先地位；旱田移栽主要是缽苗移栽，歐洲目前占領(lǐng)了旱田移栽裝備方面的大部分國際市場[3]。

西蘭花機(jī)械化栽培技術(shù)關(guān)鍵是機(jī)械化移栽技術(shù)，引進(jìn)適合本地的西蘭花移栽機(jī)械、開溝機(jī)械是西蘭花栽培機(jī)械化發(fā)展的重中之重[5]。國內(nèi)在借鑒國外經(jīng)驗(yàn)和成果的同時(shí)將適合我國農(nóng)藝要求作為移栽機(jī)械的研究重點(diǎn)，如研發(fā)變行距移栽機(jī)[6]，改變秧苗的抓取形式等。下一步，高速取苗是移栽機(jī)的關(guān)鍵[7]。而隨著人工智能的廣泛應(yīng)用，移栽機(jī)器人也已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的課題之一[8-9]。

從2017年浙江省農(nóng)業(yè)廳在臨海召開的機(jī)械觀摩會(huì)情況看，移栽機(jī)參展的國外單位有4家，國內(nèi)單位為3家。其中，常州亞美柯機(jī)械設(shè)備有限公司、洋馬農(nóng)機(jī)有限公司、浙江理工大學(xué)的產(chǎn)品是全自動(dòng)移栽機(jī)，其他單位的產(chǎn)品是半自動(dòng)移栽，尚存在人工作業(yè)量較大、精準(zhǔn)度不高、機(jī)械栽培優(yōu)勢不突出、配套技術(shù)相對滯后等問題。從參展的移栽機(jī)試機(jī)狀況來看，各機(jī)械都有自身的特點(diǎn)。從發(fā)展眼光評價(jià)來看，全自動(dòng)發(fā)展方向是今后全程機(jī)械化發(fā)展看好的方向。為了更好地了解各移栽機(jī)的性能及發(fā)展?fàn)顩r，我們選取了洋馬農(nóng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)移栽機(jī)、取苗器作一個(gè)簡單的介紹。

作為第一家進(jìn)入中國的中日合資農(nóng)機(jī)企業(yè), 洋馬農(nóng)機(jī)有限公司深耕中國市場20余年,在用戶心目中早已成為家喻戶曉、耳熟能詳?shù)钠放?。洋馬農(nóng)機(jī)有限公司的產(chǎn)品從最初單一的半喂入聯(lián)合收割機(jī),發(fā)展到拖拉機(jī)、育插秧機(jī)械、植保機(jī)械、全系列收獲機(jī)械、谷物干燥機(jī)等水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化裝備,并不斷向油菜移栽機(jī)、蔬菜移栽機(jī)等旱地經(jīng)濟(jì)作物高效機(jī)械化裝備拓展,已累計(jì)生產(chǎn)各類產(chǎn)品10萬余臺[10]。

洋馬農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的全自動(dòng)移栽機(jī)、取苗器比較精準(zhǔn)，物理結(jié)構(gòu)取苗機(jī)械手臂、取苗鉗都比較靈活，穴盤固定板采用彈簧式卷縮裝置，彈簧的壓力不均，容易出故障，影響精準(zhǔn)取苗。因此，栽插準(zhǔn)確率沒有其他半自動(dòng)的廠家準(zhǔn)確率高。但是洋馬農(nóng)機(jī)有限公司2020年將穴盤固定板進(jìn)行了改進(jìn)，采用水稻插秧機(jī)一樣的靠壁式固定板，改進(jìn)后比較平穩(wěn)，再從該款的移栽機(jī)采用雙行插入式方式移栽，如果發(fā)展起來，向4行、6行大型移栽機(jī)方向發(fā)展起來比較快速，結(jié)構(gòu)比較合理。鴨嘴式、插入式移栽方式適合臺州黃板土，只要與起壟機(jī)起壟緊密配合是比較合理的，符合西蘭花移栽機(jī)的主流方向。采用寬窄行栽培方式打藥機(jī)、收獲機(jī)都能在田間行走自如。

2 臺州西蘭花栽培土壤及氣象條件

臺州西蘭花栽培主要分布于臺州灣周邊的三門、臨海、椒江、路橋、溫嶺等沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)，土壤類型為海涂黃板土[11]，易板結(jié)硬化。臺州西蘭花栽培以輪作為主，從前作類型來看，46%田塊是早稻種植后的茬口田，其余以西瓜、甜瓜、南瓜等旱地作物的茬口地為主。早稻為前作的茬口田，土壤板結(jié)嚴(yán)重，若無適用的起壟機(jī)提前粉碎土壤，無法進(jìn)行全自動(dòng)移栽機(jī)械作業(yè)；而旱作瓜類為前作的茬口地，土壤板結(jié)不嚴(yán)重，利用拖拉機(jī)旋耕細(xì)化、平地機(jī)平整后，即適合采取全自動(dòng)西蘭花移栽作業(yè)。

臺州處中亞熱帶地區(qū)，地處浙江中部沿海，東瀕東海，臺州夏季受熱帶海洋氣團(tuán)控制，炎熱多雨，雨季較長。冬季受極地大陸氣團(tuán)控制，天氣溫涼，降雨偏少[12]。因此，在土壤和氣象條件的制約下，臺州西蘭花全程機(jī)械化栽培，需要一系列的配套機(jī)械協(xié)同才能完成作業(yè)。

借鑒華北平原起壟滴灌、菌肥使用的栽培技術(shù)來看，臺州全程機(jī)械化要有拖拉機(jī)翻耕、起壟機(jī)、移栽機(jī)、打藥機(jī)、收獲機(jī)五機(jī)配套才能完成田間全程機(jī)械化作業(yè)，速凍加工廠還要有智能的切割機(jī)才可以。

3 南北方西蘭花栽培技術(shù)差異

隨著西蘭花優(yōu)良品種的推廣應(yīng)用，南北方栽培技術(shù)差異逐漸增大。近年來，山東等地起壟滴灌實(shí)行寬窄行栽培方式，利于通風(fēng)；大行間距，西蘭花采光條件好，便于人工操作，收割西蘭花時(shí)，人行于寬行溝底，不會(huì)影響西蘭花根系生長。而大連市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院研發(fā)生產(chǎn)的生根菌肥，促苗期早發(fā)、改善光合作用效果佳，綜合運(yùn)用此套技術(shù)，菜農(nóng)西蘭花栽培精品率大幅度提高。而長江以南江浙一帶，西蘭花采用開深溝畦面栽培方式，深溝有利排水，但后期西蘭花收獲期管理，人行于畦面上，易造成畦面土壤板結(jié)，根系嚴(yán)重受損，影響西蘭花的肥水吸收，栽培精品率大大降低。

在學(xué)習(xí)北方先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，考慮南方雨水多的特點(diǎn)，起壟加滴灌和增施菌肥是目前最行之有效的新型栽培方式。根據(jù)這一栽培方式特點(diǎn)，從農(nóng)藝角度出發(fā)，研制適合臺州地區(qū)土壤性狀的農(nóng)技裝備迫在眉睫。

4 西蘭花農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝配套思路

臺州西蘭花栽培主要為沿海的海涂地區(qū)，8月開始陸續(xù)播種，秋冬季節(jié)持續(xù)收獲，前茬茬口主要為早稻田和瓜田兩大類型，從農(nóng)藝角度出發(fā)，兩類茬口田對全自動(dòng)移栽機(jī)配套機(jī)械要求不同。

4.1 前作為早稻

配套起壟機(jī)細(xì)化土壤，以便移栽。單壟起壟機(jī)要求溝深35～40 cm，溝面寬度45 cm，畦面寬度85 cm，每畦溝與畦面總寬度1.3 m，早稻收割后，利用休閑的45 d內(nèi)搶晴翻耕旋耕后，立即起壟，移栽機(jī)移栽前再起壟一次，經(jīng)過兩次起壟，土壤細(xì)化程度也能達(dá)到移栽機(jī)基本要求。

早稻田起壟移栽的移栽機(jī)要求：從方便滴灌需求出發(fā)，要求移栽機(jī)行距35～38 cm，以便肥水充分供應(yīng)西蘭花根部，株距要求以26～35 cm可調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)為好，可安排每667 m23 200～4 500株。單壟起壟機(jī)以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸起壟，2.6 m種4行，移栽后自然形成寬窄行體系，通風(fēng)良好，又方便后續(xù)機(jī)械打藥機(jī)、收割機(jī)和人員進(jìn)出，人行溝底，不會(huì)破壞西蘭花根系，利于出精品花球。

4.2 前作為瓜類

瓜類田坵因溝渠自成體系，而土壤較細(xì)化，一般不需要起壟作業(yè)，但由于土面高低不平，需要增設(shè)平地機(jī)平整土面，以利移栽機(jī)作業(yè)。平地機(jī)設(shè)計(jì)可根據(jù)旋耕機(jī)原理，將耙齒適度縮短，試制出新型適合水田旱地的平地機(jī)，寬度宜掌握2.4 m以內(nèi)。

4.3 對農(nóng)機(jī)總體要求

農(nóng)機(jī)總體要求以精準(zhǔn)為佳，起壟機(jī)、移栽機(jī)均應(yīng)安裝導(dǎo)航系統(tǒng)，作業(yè)時(shí)做到溝畦筆直。移栽機(jī)根據(jù)臺州土壤性狀，宜為插入式移栽，植株間距和左右行距應(yīng)可調(diào)，對于旱地瓜田的邊行也能做到精準(zhǔn)移栽。移栽機(jī)前面可加設(shè)水箱，方便滴灌定根水，以利西蘭花苗早成活，同時(shí)還能平橫機(jī)械前后質(zhì)量，使作業(yè)更穩(wěn)定。

目前，常州亞美柯機(jī)械設(shè)備有限公司研發(fā)的移栽機(jī)準(zhǔn)確率最高，但其為犁地式，適合北方砂性、較細(xì)化土壤條件下作業(yè)，不適用于臺州海涂黃板土。且該移栽機(jī)全套作業(yè)參數(shù)源自日本，對育苗的規(guī)格、直立度、整齊度要求高，在臺州目前較粗放的育苗管理現(xiàn)狀下，應(yīng)用難度很大。而洋馬公司與浙江理工大學(xué)的全自動(dòng)移栽機(jī)適用性更強(qiáng)，自動(dòng)取苗器操作精準(zhǔn)，機(jī)械配套裝置完善，應(yīng)用前景廣。起壟機(jī)以浙江中聯(lián)重工生產(chǎn)的單壟起壟機(jī)較適合臺州多雨水條件，溝深，適合排水。隨著大量農(nóng)機(jī)公司與科研院所的不斷深入研究，西蘭花產(chǎn)業(yè)的全程機(jī)械化道路春天馬上就要到來。

5 改變農(nóng)藝作業(yè)，迎合移栽機(jī)要求

起壟、滴灌加上使用菌肥技術(shù)，配合使用起壟機(jī)、平地機(jī)、全自動(dòng)移栽機(jī)等，是臺州今后西蘭花栽培技術(shù)革新的發(fā)展方向。須從思想上放棄老一套作業(yè)方式，應(yīng)用并迎合移栽機(jī)等的作業(yè)要求，才能實(shí)現(xiàn)西蘭花育苗、移栽、治蟲、施肥、收獲全程的標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化。

布局方面，首先滴灌設(shè)施安排須符合移栽機(jī)要求，以臨海市田園綠色果蔬專業(yè)合作社的西蘭花基地為例，之前按照水稻高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田要求設(shè)計(jì)，道路、溝渠等均不適用于西蘭花滴灌栽培要求，按照新的技術(shù)要求，應(yīng)從南北方向改為東西布置的滴灌起壟，具體260 m東西向的田坵、滴灌布局如圖1所示。

設(shè)一條大主管，二條小主管，三條排水腰溝；二條小主管放在兩頭排水溝中。東西兩頭增設(shè)兩條南北向起壟畦面，方便起壟移栽機(jī)移栽。

畦田滴灌帶長度不能超過70 m，有利于滴灌均勻下滴。260 m的東西行向田塊開3條腰溝，兩頭腰溝安排小主管滴灌帶，中間這條腰溝就起到排水作用，不用安排小滴灌接頭。具體田間作業(yè)時(shí)，選擇一端作為下田作業(yè)點(diǎn)；為便于打蟲機(jī)、收獲機(jī)出行，橫向兩畦可以選擇栽培生育期早20 d以上的西蘭花品種，收獲期提前收割后方便收獲機(jī)下田，也可做一個(gè)引橋下到田間。育苗穴盤須與機(jī)械配套改進(jìn)，目前以105穴盤較適中，尚有調(diào)整余地。苗與基質(zhì)根部應(yīng)緊密度好，為確保移栽機(jī)順利移栽，須提高幼苗生長的直立度和一致性，改老式噴頭澆水為采用微噴頭或自動(dòng)微噴頭噴水。

6 小結(jié)

臺州土壤狀況復(fù)雜，氣象條件多變，實(shí)現(xiàn)西蘭花全程機(jī)械化作業(yè)任重道遠(yuǎn)。西蘭花傳統(tǒng)人工栽培作業(yè)效率低、用工量大，因此實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化生產(chǎn)是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的必由之路，對蔬菜規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用[1]。目前我國蔬菜生產(chǎn)相關(guān)機(jī)械研發(fā)正處于發(fā)展階段，尚未形成配套的機(jī)械裝備生產(chǎn)鏈，西蘭花全程機(jī)械化生產(chǎn)仍有待研究單位根據(jù)農(nóng)藝技術(shù)的革新對相關(guān)機(jī)械進(jìn)行深入研究。在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)考慮購買者的承受能力，在保證機(jī)械作業(yè)效果的前提下，盡量簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)出實(shí)現(xiàn)最大化。