日本蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展模式與啟示

崔思遠 肖體瓊 陳永生 曹光喬（農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備重點開放實驗室，江蘇南京210014）

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日本蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展模式與啟示

崔思遠 肖體瓊 陳永生 曹光喬*
（農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備重點開放實驗室，江蘇南京210014）

日本在蔬菜機械化方面取得了令人矚目的成就，并且日本在自然條件和社會經(jīng)濟環(huán)境等方面都與中國極為相似，其機械化發(fā)展經(jīng)驗值得借鑒。本文通過大量調(diào)研，深入剖析了日本蔬菜機械化的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和發(fā)展策略，并結(jié)合中國國情提煉出一些值得學習的經(jīng)驗，以期促進中國蔬菜機械化事業(yè)的發(fā)展。

崔思遠，男，助理研究員，主要從事農(nóng)機農(nóng)藝融合方面的研究，E-mail：cuisiyuan@126.com

在中國種植業(yè)結(jié)構(gòu)中，蔬菜的地位逐年上升，播種面積（不含瓜類）由1978年的333.10萬hm2增長到2013年的2 089.94萬hm2，占農(nóng)作物播種總面積的12.7%，僅次于水稻、小麥、玉米等大宗糧食作物；產(chǎn)量也于2013年達到7.35億t（國家統(tǒng)計局農(nóng)村社會經(jīng)濟調(diào)查司，2014）。然而，隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)模的逐年擴大，蔬菜生產(chǎn)也遭遇到了瓶頸，農(nóng)業(yè)勞動力流失及勞動力老齡化嚴重這一問題正制約著蔬菜產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展（陳永生 等，2014）。尤其是最近幾年，蔬菜生產(chǎn)的人工成本大幅上升，至2014年人工成本已占到蔬菜生產(chǎn)總成本的63%（全國成本調(diào)查網(wǎng)，http://www.npcs.gov.cn/Detail.aspx?newsId=3272&TId=409）。隨著中國城鎮(zhèn)化進程的加快，未來農(nóng)村勞動力的流失將更為嚴重。蔬菜生產(chǎn)迫切需要發(fā)展機械化以解決這一矛盾。

日本在自然條件、地形與土地分布、農(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)境等方面都與中國極為相似（肖體瓊 等，2015a）。自20世紀50年代起，日本政府采取了一系列措施，極大地促進了蔬菜生產(chǎn)機械化的發(fā)展，同時起到了降低成本、提高生產(chǎn)效率、減少對人工的依賴等作用，成效顯著（陳海濤 等，2005）。因此，深度剖析日本蔬菜生產(chǎn)機械化的發(fā)展模式，汲取其成功經(jīng)驗，可以對中國蔬菜生產(chǎn)機械化事業(yè)的發(fā)展起到很好的促進作用。

1　日本蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展歷程

日本蔬菜機械使用始于1955年，根據(jù)蔬菜機械化的發(fā)展狀況可以分為三個階段。

第一階段為1955～1975年，期間農(nóng)業(yè)勞動力大量流失，生產(chǎn)機械化的需求日益強烈。此階段的主要特征為引進、吸收歐美等國的蔬菜生產(chǎn)機械，并根據(jù)本國特點加以改進，同時探索規(guī)?；蜋C械化的蔬菜生產(chǎn)體系。

第二階段為1976～1992年，人民的生活水平大幅度提高，對農(nóng)產(chǎn)品的需求從數(shù)量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷ζ焚|(zhì)的要求。此階段的主要特征為研發(fā)高性能、省力化的農(nóng)機具，在滿足蔬菜產(chǎn)品數(shù)量的同時提升產(chǎn)品品質(zhì)。

第三階段為1993年至今，此階段的特征為高性能農(nóng)機具的開發(fā)與實用化、推廣普及的有機結(jié)合。自1993年起，日本農(nóng)林水產(chǎn)省大幅度修改農(nóng)業(yè)機械化促進法，在機械化發(fā)展落后的蔬菜等領域以及需要減輕勞動強度的領域，實施了基于劃時代的構(gòu)想下的高性能農(nóng)業(yè)機械的開發(fā)和實用化，稱之為“緊急事業(yè)”，意在促進高性能農(nóng)業(yè)機械從開發(fā)到實用化以及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際中的普及。

2　日本蔬菜生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀

2.1日本蔬菜生產(chǎn)機械化概況

從表1可以看出，至2012年日本主要蔬菜種類的機械化水平得到大幅度提高，耕整地、播種、病蟲害防治環(huán)節(jié)已實現(xiàn)了機械化，育苗、采后處理環(huán)節(jié)的機械化水平也比較高，而間苗、定植、田間管理和收獲環(huán)節(jié)的機械化水平相對不足。

2.2日本蔬菜生產(chǎn)機械裝備

根據(jù)蔬菜生產(chǎn)特點，日本引進、開發(fā)了一系列實用型機械，填補了許多環(huán)節(jié)機械缺失的空白。

表1　2012年日本主要蔬菜種類的機械化狀況

土地耕整與施肥機械：日本蔬菜生產(chǎn)耕整地環(huán)節(jié)已全面實現(xiàn)了機械化。針對蔬菜作業(yè)特點，現(xiàn)已開發(fā)出了包含旋耕、起壟、施肥、覆膜等環(huán)節(jié)的復式作業(yè)機，以及可以實時調(diào)節(jié)顆粒狀肥料及顆粒狀除草劑撒播量的可變式撒播機。

育苗機械：具有土壤制備、播種、覆土、噴淋等功能的自動化育苗設備已完全實用化。同時，為了配合全自動移栽機的使用，日本農(nóng)林水產(chǎn)省制定了廣泛適用于葉菜類蔬菜全自動移栽機和步進式蔬菜移栽機的通用育苗盤標準規(guī)格，單元盒成型苗用育苗盤有128單元盒、200單元盒、288單元盒3種規(guī)格，紙漿模單元盒有128單元盒和200單元盒2種規(guī)格，具有很高的實用性。

栽植機械：蔬菜全自動移栽機已完全實用化，作業(yè)效率是傳統(tǒng)模式的3倍，同時也對標準化栽培模式的普及提出更高的要求。蔬菜嫁接機器人也已研發(fā)成熟，可以用于黃瓜、西瓜、甜瓜等進行高精度的單葉切斷嫁接、接合，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的幼苗。

收獲機械：甘藍收割機、蔥收割機、蘿卜收割機、通用薯類收割機、草莓收割機器人已研發(fā)成功并投入使用，大大縮短了收割作業(yè)時間，減輕了收割作業(yè)的勞動強度，并有助于生產(chǎn)規(guī)模的擴大。

今后較長一段時間內(nèi)，日本蔬菜機具的研發(fā)將主要往智能化、精準化、自動化方向發(fā)展，并加緊茄果類蔬菜栽植、田間管理和收獲相關機具的開發(fā)。

3　日本蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展策略

3.1日本的“緊急事業(yè)”

在國際化發(fā)展形勢下，21世紀農(nóng)業(yè)的關鍵在于培育、確保具有優(yōu)秀經(jīng)營能力的經(jīng)營體系、擴大規(guī)模、提高生產(chǎn)率。為了實現(xiàn)這一目標，農(nóng)業(yè)的機械化發(fā)展顯得尤為重要。為此，日本農(nóng)林水產(chǎn)省大幅度修改農(nóng)業(yè)機械化促進法，自1993年起實施了以高性能農(nóng)業(yè)機械開發(fā)為目標的“緊急事業(yè)”，包括進行農(nóng)機零件的通用化改造、租借基礎通用設備等業(yè)務?！熬o急事業(yè)”的實施共分為4個階段（新農(nóng)業(yè)機械実用化促進株式會社，2015）。

3.1.1緊急開發(fā)農(nóng)業(yè)機械等的事業(yè)（1993～1997年）蔬菜生產(chǎn)為勞動密集型產(chǎn)業(yè)，人們對節(jié)省人力有著很高的期待；但因市場規(guī)模小等因素，一些機械在民間自主開發(fā)方面幾乎沒有進展。自1993年開始，基于農(nóng)業(yè)機械化促進法，日本在國家層面實施了農(nóng)業(yè)機械的試驗研究，以生物系特定產(chǎn)業(yè)技術研究支援中心（簡稱生研中心）為主導，與民間生產(chǎn)商開展合作研究，對大型通用聯(lián)合收割機、蔬菜全自動移栽機、蔬菜栽培管理車、蘿卜收割機、蔥收割機等進行緊急開發(fā)。

3.1.221世紀緊急開發(fā)農(nóng)業(yè)機械等的事業(yè)（1998～2002年）自1998年開始，在前期研究成果的基礎上實施了如下措施：為了提高農(nóng)業(yè)作業(yè)效率、減輕勞動負擔，開發(fā)高性能機械和裝置，如蔬菜、果樹等領域的機械化系列體系；開發(fā)有利于環(huán)保，同時能夠提高生產(chǎn)率的精準農(nóng)業(yè)裝備，如土壤取樣裝置、作物生長信息測量裝置、高精度水田用除草機等；開發(fā)有利于減輕坡地農(nóng)業(yè)勞動負擔、在斜坡可穩(wěn)定行駛的高性能機械，如坡地適應型自脫型聯(lián)合收割機、斜坡果樹用多用途單軌車等。

3.1.3緊急開發(fā)下一代農(nóng)業(yè)機械等的事業(yè)（2003～2007年）自2003年開始，以生研中心為主導，聯(lián)合民間生產(chǎn)商、公立試驗研究機構(gòu)、大學等不同領域的研究機構(gòu)，并在與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系的情況下實施了如下舉措：加速開發(fā)符合當?shù)貤l件及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的高性能機械和裝置，如適用于蔬菜嫁接機器人的自動給苗裝置、跟隨型蔬菜搬運車、通用型飼料收割機等；開發(fā)有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保型的高性能機械和裝置，如環(huán)保型通用噴灑農(nóng)藥裝置、薯類收割前莖葉處理機等。

3.1.4第4次緊急開發(fā)農(nóng)業(yè)機械等的事業(yè)（2008年至今）自2008年開始，以開發(fā)有助于降低生產(chǎn)成本、更省力、環(huán)境友好型、安全系數(shù)更高、對地形適應性更強的高性能機具為目標，將開發(fā)時間由5年縮短至3年，對每個新課題設置了包括企業(yè)、產(chǎn)地、行政等在內(nèi)的項目組，對開發(fā)的過程進行前所未有的全面管理。

綜上所述，日本政府準確認識到本國蔬菜生產(chǎn)的實際情況，從基礎到高端，逐步有序地解決蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展中遇到的問題，極好地促進了蔬菜生產(chǎn)機械化的發(fā)展。

表2　日本蔬菜生產(chǎn)標準化栽培模式

3.2日本蔬菜生產(chǎn)的標準化

“緊急事業(yè)”自1993年開始實施。然而，單種蔬菜作物的種植面積較小，栽培模式多種多樣，同時開發(fā)適合每種栽培模式的機械實屬不易，而且即便開發(fā)成功也會因成本過高等因素而難以推廣應用。為此，1994年1月日本農(nóng)林水產(chǎn)省設立了以經(jīng)驗豐富的學者、生產(chǎn)者、作物栽培和農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)者和使用者為成員的“栽培模式標準化推進會議”制度（表2）。至1999年共召開了5次會議，確定了甘藍、大白菜、萵苣等11種作物（深根蔥和葉蔥算1種作物）的標準化栽培模式。

3.3日本蔬菜生產(chǎn)的規(guī)模化

規(guī)?；a(chǎn)包括將土地租賃給蔬菜生產(chǎn)者，并在大規(guī)模水稻生產(chǎn)戶中建立蔬菜生產(chǎn)組織。建立契約式生產(chǎn)體系，保證蔬菜收購量和價格的穩(wěn)定。政府在生產(chǎn)旺季幫助生產(chǎn)者不間斷發(fā)貨，減輕蔬菜生產(chǎn)者的負擔（新農(nóng)業(yè)機械実用化促進株式會社，2012）。通過這些措施，雖然蔬菜生產(chǎn)者在不斷減少，但是蔬菜栽培面積和產(chǎn)量一直保持平穩(wěn)發(fā)展的態(tài)勢，說明每戶的種植面積在穩(wěn)步增加。

4　對中國蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展的啟示

在蔬菜機械化生產(chǎn)方面，中國目前面臨的制約因素主要有：作物種類多、差異大，種植制度不規(guī)范；田塊散、空間小，園區(qū)建設不標準；社會關注少、投入小，裝備技術儲備少；農(nóng)機農(nóng)藝融合少、配套差，機械推廣進程慢；農(nóng)業(yè)勞動力流失嚴重且老齡化程度加劇等。而日本在早期也遇到過類似情況，因此汲取日本蔬菜生產(chǎn)機械化方面的成功經(jīng)驗，對促進中國蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展具有重要意義。

4.1加強政府的引導作用

從日本蔬菜生產(chǎn)機械化的發(fā)展歷程可以看出，政府的引導、推動作用在蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展的每一環(huán)節(jié)都起到至關重要的作用（徐麗明，2002）。尤其是政府部門以立法的形式確定了農(nóng)業(yè)機械化的地位，并聯(lián)合農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)、蔬菜種植戶等啟動了“緊急事業(yè)”，大大促進了農(nóng)機的研發(fā)和推廣。結(jié)合中國國情，中國政府應該加強在蔬菜生產(chǎn)及農(nóng)機具研發(fā)和推廣等方面的引導作用。首先，需要充分了解蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)狀，針對蔬菜生產(chǎn)特點，從無到有，從有到精，穩(wěn)步有序地推進蔬菜生產(chǎn)機械的研發(fā)工作；其次，合理使用經(jīng)濟手段，如信貸、稅收、購機補貼等對蔬菜機械化生產(chǎn)進行扶持，提高企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)農(nóng)機具的積極性，降低生產(chǎn)者購買、使用農(nóng)機具的門檻；第三，加強產(chǎn)、供、銷的信息交流，適時考慮建立蔬菜契約式生產(chǎn)體系，穩(wěn)定蔬菜市場和價格，有助于規(guī)避市場風險，提高生產(chǎn)者使用農(nóng)機具的積極性。

4.2蔬菜生產(chǎn)的標準化、規(guī)模化和專業(yè)化

為了便于機械化作業(yè)，日本制定了一系列蔬菜生產(chǎn)標準化栽培模式，并規(guī)范了育苗盤的規(guī)格?？梢钥闯觯挥性趬判?、平整度、株行距等蔬菜栽培農(nóng)藝要素符合機械化作業(yè)的要求時，蔬菜機械化生產(chǎn)才能夠順利開展。當然，這種標準并不是唯一的，其目的是為了改變蔬菜種植雜亂無章的現(xiàn)狀。根據(jù)中國國情，可以針對不同蔬菜種類的農(nóng)藝要求和不同地區(qū)土壤氣候條件，制定系列化的種植規(guī)范，并引導農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)對照各個系列的農(nóng)藝參數(shù)進行機具適配，最終實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)全程機械化（肖體瓊 等，2015b，2016）。

其次，要促進蔬菜生產(chǎn)專業(yè)化和規(guī)模化。從中國大宗糧食作物的機械化生產(chǎn)經(jīng)驗可以看出，促進土地流轉(zhuǎn)，發(fā)展規(guī)?；N植是提高機械化水平的重要途徑。規(guī)?；N植條件下，經(jīng)營者為了降低雇工成本，對機械化生產(chǎn)有著較強的需求，其自身也具有購買農(nóng)機具的能力，亦有利于企業(yè)跟蹤農(nóng)機具作業(yè)效果，提供售后服務以及進行改良。但是，中國很多大型蔬菜生產(chǎn)基地都希望所種植的蔬菜品種齊全，以滿足市場多元化的需求和降低風險。而不同種類蔬菜生產(chǎn)的農(nóng)藝要求差異較大，不利于機械化作業(yè)。為此，可以根據(jù)各地區(qū)的自然條件、社會經(jīng)濟狀況和季節(jié)要求，進行蔬菜生產(chǎn)專業(yè)化布局，以提高生產(chǎn)效率，同時也有利于發(fā)揮機械化作業(yè)優(yōu)勢。

4.3多學科、多部門協(xié)同創(chuàng)新

蔬菜種類繁多，種植要求也復雜多變，并且蔬菜市場規(guī)模相對較小，蔬菜生產(chǎn)機械的研發(fā)與普及遇到的問題相對較多，需要多學科、多部門攜手聯(lián)合，共克難關。日本在推廣之初即成立了由生研中心和農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)商等組成的組織共同進行農(nóng)機具的研發(fā)，效果顯著。中國國情更為復雜，任務更重，目前需要做的有：研發(fā)經(jīng)濟適用的裝備技術；制定完備先進的園區(qū)建設規(guī)范；設計方便作業(yè)的棚室設施結(jié)構(gòu)；制定簡化、規(guī)范化的栽培農(nóng)藝技術；制定因地制宜的機具選型配置方案等。因此，建立一個由政府牽頭，高?？蒲袉挝?、農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)、蔬菜生產(chǎn)者共同參與的組織，協(xié)同進行農(nóng)機具的研發(fā)、生產(chǎn)與推廣就顯得尤為重要。目前，在中國農(nóng)機、農(nóng)技等多部門的共同努力下，蔬菜標準化問題正在積極研究中，期待未來中國蔬菜機械化事業(yè)可以取得長足發(fā)展。

參考文獻

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基金項目：國家科技支撐計劃項目（2013BAD08B03）

收稿日期：2015-12-16；接受日期：2016-01-06

*通訊作者：曹光喬，男，副研究員，碩士生導師，主要從事農(nóng)業(yè)機械化方面的研究，E-mail：caoguangqiao@126.com