溫嶺大棚葡萄產(chǎn)業(yè)“機(jī)器換人”的實(shí)踐與發(fā)展方向思考

王新斌 徐小菊

1 溫嶺大棚葡萄產(chǎn)業(yè)概況

浙江溫嶺葡萄于上世紀(jì)80年代末開始在塑料大棚內(nèi)種植，經(jīng)過一系列綜合技術(shù)研究與創(chuàng)新，葡萄栽培方式從露地栽培、單膜栽培、抗風(fēng)栽培、促早抗風(fēng)栽培，一直發(fā)展到目前的三膜促早綜合栽培。一個(gè)個(gè)技術(shù)的突破，為全市大棚葡萄產(chǎn)業(yè)快速、健康的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。從2009年開始栽培面積平均每年以213 hm2的增長速度迅速擴(kuò)大，至2017年全市總面積達(dá)到3 733.3 hm2，年總產(chǎn)量5.9萬t，年總產(chǎn)值6.1億元，葡萄已發(fā)展成為溫嶺第一大水果產(chǎn)業(yè)，是溫嶺市目前經(jīng)濟(jì)效益最高、發(fā)展勢(shì)頭最猛的農(nóng)業(yè)龍頭產(chǎn)業(yè)。溫嶺也成為了我國栽培面積最大、規(guī)模上市期最早的大棚葡萄產(chǎn)區(qū)之一，被譽(yù)為“中國大棚葡萄之鄉(xiāng)”，2012年獲得“溫嶺葡萄”地理標(biāo)志證明商標(biāo)。

溫嶺大棚葡萄產(chǎn)業(yè)有三大優(yōu)勢(shì)。一是投資少、上市早、效益高。溫嶺葡萄大棚以簡易的促成型塑料大棚為主，取材方便、造價(jià)便宜的混合型（水泥柱、三角鋼、鋼絲索、毛竹片）結(jié)構(gòu)塑料大棚，一次性設(shè)施投資成本少。葡萄上市期從4月下旬初到7月初，5月中旬到6月中下旬是上市旺季，是全國除了云南之外葡萄最早上市的地方。由于上市早而且果面漂亮，可溶性固形物含量高，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。近三年統(tǒng)計(jì)，平均單位面積年純收入12萬元/hm2以上。二是產(chǎn)業(yè)布局集中度高。全市60%的大棚葡萄集聚在東部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合區(qū)內(nèi)，土地集中連片，基礎(chǔ)設(shè)施配套齊全，產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)規(guī)?；?、集聚化布局態(tài)勢(shì)。東南部2 000 hm2的大棚葡萄列入浙江省優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)示范基地，區(qū)域布局特點(diǎn)明顯，產(chǎn)業(yè)特征突出，產(chǎn)品特色顯著，已成為全省特色農(nóng)業(yè)的三大亮點(diǎn)之一。三是產(chǎn)品營銷組織化、市場(chǎng)化程度高。大棚葡萄主要產(chǎn)區(qū)集中在東部沿海的農(nóng)業(yè)集聚區(qū)，在長期的實(shí)踐探索中，集聚區(qū)形成了 “農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)+農(nóng)民專業(yè)合作社+基地+農(nóng)戶”組織化生產(chǎn)經(jīng)營模式，產(chǎn)品銷售以全國各地的地級(jí)市批發(fā)市場(chǎng)批發(fā)銷售為主，除浙江本省市場(chǎng)外，還銷往全國各大中城市，價(jià)格逐年穩(wěn)中有升。

溫嶺大棚葡萄產(chǎn)業(yè)還存在許多短板。一是自然災(zāi)害隱患依然存在。雖然設(shè)施栽培基本避開了臺(tái)風(fēng)的危害，但因大棚設(shè)施相對(duì)簡易，3月花期前后的低溫陰雨或高溫高濕則是影響葡萄結(jié)果的第一大自然災(zāi)害隱患。二是生產(chǎn)管理精細(xì)化的要求與從業(yè)者個(gè)體素質(zhì)的矛盾越來越大，果農(nóng)急需掌握標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)。三是關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化、自動(dòng)化程度低。四是產(chǎn)品區(qū)域品牌、觀光休閑園建設(shè)發(fā)展滯后等。

2 溫嶺葡萄大棚設(shè)施及機(jī)械化現(xiàn)狀

2.1 簡易的促成型塑料大棚仍然是沿海涂地大棚葡萄生產(chǎn)的主要設(shè)施

取材方便、造價(jià)便宜的混合型（水泥柱、三角鋼、鋼絲索、毛竹片）結(jié)構(gòu)塑料大棚，同鋼架混合結(jié)構(gòu)大棚相比，具有投資少、不受地點(diǎn)和條件限制等優(yōu)點(diǎn)，但也存在保溫性能差，因棚架支柱過多、種植密度過密、栽培架式無序而使機(jī)械作業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)難以應(yīng)用，雙膜促早栽培技術(shù)無法推廣等問題。

雙軌運(yùn)輸機(jī)噴藥作業(yè)

2.2 葡萄大棚內(nèi)簡易管道化供肥水技術(shù)應(yīng)用普及

管道化供肥水系統(tǒng)主要由供水裝置、輸水管道(干、支管)和滴水軟帶三部分組成。供水裝置采用水塔、壓力泵或貯水罐三者之一，輸水管道就是用支管把供水裝置的水引向葡萄園滴灌區(qū)的通道，滴水部分是用聚乙烯塑料薄膜滴管帶直接安裝在支管上，將滴管帶布置在葡萄行中間。該技術(shù)簡單易行投資省，能大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，但也存在著肥水供應(yīng)不均勻的問題。

2.3 簡易連棟大棚頂膜開啟關(guān)閉裝置開始推廣應(yīng)用

為了改善果園通風(fēng)透光條件，使葡萄盡量接受陽光照射，促進(jìn)花芽分化提高坐果率，提高植株抗逆性和果實(shí)品質(zhì)，減輕開啟關(guān)閉大棚頂膜的勞動(dòng)強(qiáng)度，溫嶺自行發(fā)明的“簡易連棟大棚頂膜開啟關(guān)閉裝置”技術(shù)已在全市約333.3 hm2葡萄大棚中推廣應(yīng)用。

2.4 作業(yè)管理機(jī)械化水平低，勞動(dòng)強(qiáng)度大

大棚葡萄管理作業(yè)包括棚內(nèi)耕整地 （耕地、開溝）、挖孔植苗、施肥澆水、綁蔓修枝、植保噴藥、采摘運(yùn)輸、棚膜開關(guān)、樹枝處理和棚內(nèi)溫濕度管理等。所有這些作業(yè)環(huán)節(jié)除了施肥澆水已普及應(yīng)用簡易管道化供肥水技術(shù)外，其他基本以人工作業(yè)為主。因棚架支柱過多和枝架布置混亂，耕整地、開溝和除草機(jī)械無法在棚內(nèi)作業(yè)，葉幕修剪機(jī)和綁枝機(jī)也無法操作。從背包式噴霧器更新到擔(dān)架式動(dòng)力噴霧器后，葡萄園植保機(jī)械一直停滯不前。人工搬運(yùn)農(nóng)產(chǎn)品、肥料，人工開溝，除草劑除草，成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大。打孔機(jī)、電動(dòng)修枝剪、電動(dòng)搖膜機(jī)、樹枝粉碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備和工具應(yīng)用很少。環(huán)境控制設(shè)施、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、智能數(shù)控等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在葡萄生產(chǎn)領(lǐng)域尚未得到廣泛地推廣應(yīng)用。

3 大棚葡萄產(chǎn)業(yè)“機(jī)器換人”的探索與成效

3.1 設(shè)施棚架的改造提升

改水泥竹木混合架大棚為混合式鋼架連棟大棚是今后發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)踐證明無障礙混合式鋼架連棟大棚肯定有利于果園機(jī)械化的應(yīng)用，而且能應(yīng)用雙膜促早栽培技術(shù)?；旌鲜戒摷苓B棟大棚能使棚內(nèi)日均溫度提高0.7℃，葡萄物候期比水泥竹木混合架大棚提早，萌芽期提早5 d，花期提早7 d，成熟期提早10 d；而且鋼架大棚的萌芽、坐果率也略高，果實(shí)糖度高、著色好、硬度高耐貯運(yùn)，果實(shí)品質(zhì)好，種植效益增加明顯。如應(yīng)用雙膜促早栽培技術(shù)，雙膜棚內(nèi)日極端低溫由單膜0.8℃提高到4.2℃,活動(dòng)積溫提高189℃，日最高溫度降低3.4℃，能預(yù)防大棚內(nèi)早期低溫凍害和極端高溫?zé)岷?。雙膜促早栽培的葡萄，70%的果實(shí)于5月底采摘完畢，價(jià)格高且穩(wěn)定，6月底全部采摘完畢，種植效益提高更加顯著。

3.2 開啟大棚葡萄園“機(jī)器換人”示范建設(shè)

近年來，借助項(xiàng)目扶持政策實(shí)施，在個(gè)別試點(diǎn)果園內(nèi)進(jìn)行“機(jī)器換人”示范建設(shè)。安裝了軌道運(yùn)輸機(jī)械，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能水肥一體化裝備和大棚頂膜機(jī)械開關(guān)裝置，配置枝條粉碎機(jī)、送風(fēng)式噴霧機(jī)、開溝機(jī)和割草機(jī)，實(shí)現(xiàn)了果實(shí)和肥料搬運(yùn)的自動(dòng)化，開溝、除草機(jī)械化，植保打藥自動(dòng)化，水肥施用智能化，枝條粉碎機(jī)械化，大棚頂膜開關(guān)和棚內(nèi)溫濕度管理自動(dòng)化信息化等。通過這些機(jī)械裝備的應(yīng)用，大大提高了管理效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高植保效果、減少農(nóng)藥用量，提高果品質(zhì)量。

（1）雙軌運(yùn)輸技術(shù)示范應(yīng)用。針對(duì)目前大多數(shù)果園人工挑擔(dān)搬運(yùn)果實(shí)和肥料、人工打藥等勞動(dòng)強(qiáng)度大和效率低下的問題，溫嶺自行研發(fā)“果園雙軌道遙控運(yùn)輸打藥設(shè)施”技術(shù)，該設(shè)施采用角鋼作為軌道，采用電瓶和直流電機(jī)作為動(dòng)力，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，原材料便宜，容易被農(nóng)民接受和推廣。已有兩個(gè)示范戶示范應(yīng)用，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定震動(dòng)小，比較適合不耐震動(dòng)水果比如葡萄等的運(yùn)輸，最大載質(zhì)量可達(dá)到1 000 kg。運(yùn)輸車上安裝送風(fēng)式噴霧機(jī)后能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴藥，效率高且效果好，能減少打藥次數(shù)和用藥量。整套設(shè)備維護(hù)成本低，能真正達(dá)到省工、省力、節(jié)本，且綠色、環(huán)保、安全。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能肥水一體化技術(shù)示范應(yīng)用。在新建的鋼結(jié)構(gòu)連棟大棚內(nèi)實(shí)施。硬件設(shè)施方面主要安裝大棚頂簾卷膜器和側(cè)簾卷膜器，種植區(qū)內(nèi)鋪設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備，安裝灌溉自動(dòng)控制裝置智能控制總閥和自動(dòng)電磁閥門等，設(shè)置無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤水分傳感器、無線CO2傳感器、無線照度傳感器等。軟件方面開發(fā)搭建基于云計(jì)算的種植管理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后，能通過各無線傳感器節(jié)點(diǎn)無線組網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)或手機(jī)APP等，實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄溫室大棚內(nèi)環(huán)境溫濕度、土壤水分、CO2濃度和光線強(qiáng)度等參數(shù)的采集處理和自動(dòng)控制的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄大棚種植的智能化管理，減少人力物力投入，提高管理效率，并且把傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)種植推向精準(zhǔn)種植。

4 大棚葡萄產(chǎn)業(yè)“機(jī)器換人”發(fā)展方向思考

大棚葡萄產(chǎn)業(yè)目前是溫嶺經(jīng)濟(jì)效益最高、發(fā)展勢(shì)頭最猛的農(nóng)業(yè)龍頭產(chǎn)業(yè)，今后如何可持續(xù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)如何升級(jí)涉及方方面面。下面僅僅從“機(jī)器換人”角度作些思考探討。

4.1 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合

葡萄種植是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，從萌芽到開花坐果直到采收不僅需要多次追肥灌水、防病治蟲，還需要進(jìn)行涂芽、抹梢、摘心、綁蔓、疏果、整穗、覆地膜、開閉棚膜等栽培管理，需要花費(fèi)大量人工和精力。據(jù)調(diào)查，單單疏果一項(xiàng)人工費(fèi)就在3萬元/hm2以上?，F(xiàn)在農(nóng)村勞動(dòng)力稀缺，每生產(chǎn)周期的人工成本已占到生產(chǎn)成本的一半以上，這直接影響著葡萄種植效益的提高，也制約著葡萄產(chǎn)業(yè)的升級(jí)發(fā)展。目前全市正在示范推廣的葡萄大樹冠配合根域限制栽培技術(shù)，一方面改變溫嶺市現(xiàn)有葡萄園種植密度大、架式雜亂、架面郁閉、通風(fēng)透光差、病蟲害發(fā)生重和落葉過早等弊端；另一方面有利于大棚內(nèi)機(jī)械化的推廣，比如推廣除草機(jī)減少果園化學(xué)除草，保護(hù)土壤環(huán)境，推廣耕整機(jī)實(shí)行果園中耕松土、開溝清理，這些都有利于減輕土壤酸化鹽漬化，改善土壤結(jié)構(gòu)性狀，從而增強(qiáng)根系活力、提高植株抗病性、培育健康樹體，提高花芽分化質(zhì)量進(jìn)而提高果實(shí)品質(zhì)。該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用必須和傳統(tǒng)大棚的改造提升結(jié)合起來才能實(shí)現(xiàn)。因此，設(shè)施裝備只有和農(nóng)藝技術(shù)相互適應(yīng)甚至深度融合才能發(fā)揮最大效率，才能達(dá)到省工節(jié)本、提質(zhì)增效的目的，才能推動(dòng)全市大棚葡萄產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

4.2 解決當(dāng)前急需解決的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)勞動(dòng)強(qiáng)度高的問題

葡萄園施肥、采摘搬運(yùn)、病蟲防治等都要用到強(qiáng)勞力，用工成本高；另外，由于受棚架等限制，運(yùn)輸車輛、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械無法進(jìn)入園內(nèi)運(yùn)輸、作業(yè)。面對(duì)這些現(xiàn)實(shí)問題，葡萄種植戶在市農(nóng)林局特產(chǎn)、農(nóng)機(jī)和科技等技術(shù)專家的指導(dǎo)下，通過政府項(xiàng)目資金支持，終于研發(fā)成功“果園雙軌道遙控運(yùn)輸打藥設(shè)施”技術(shù)，在寬行單株的大樹冠葡萄園內(nèi)實(shí)現(xiàn)果園機(jī)械運(yùn)輸和自動(dòng)噴藥，解決了葡萄生產(chǎn)過程中病蟲害防治和營養(yǎng)葉面追施、葡萄園肥料和果實(shí)運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械化問題。該設(shè)備一次性投資成本低，維護(hù)方便，省工省力，今后將重點(diǎn)推廣。

4.3 推廣智能化管理大棚技術(shù)

傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)種植向現(xiàn)代精準(zhǔn)種植發(fā)展是必然趨勢(shì)。葡萄大棚膜的機(jī)械化、自動(dòng)化開閉系統(tǒng)是葡萄設(shè)施栽培智能化管理的關(guān)鍵。人工開閉大棚膜存在著費(fèi)工和不精準(zhǔn)問題，對(duì)比測(cè)試證明：智能自動(dòng)化開閉比人工開閉在時(shí)間和用工成本上大幅節(jié)省，而且人工開閉棚膜的時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制不精準(zhǔn)，易導(dǎo)致棚內(nèi)溫度過高過低，發(fā)生冷害和熱害，導(dǎo)致葡萄生長不穩(wěn)定而影響產(chǎn)量。通過各類智能化裝備如水分傳感器、土壤有機(jī)質(zhì)傳感器、環(huán)境傳感器、葡萄態(tài)勢(shì)傳感器、水肥一體化裝置等，再經(jīng)智能終端如手機(jī)APP就能對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境溫濕度等實(shí)行自動(dòng)化和信息化采集分析管理，并能遠(yuǎn)距離遙控大棚膜智能開閉，減少操作人員的工作量，提高工作效率。大棚采用智能控制系統(tǒng)管理是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。

4.4 推廣粉碎機(jī)解決葡萄枝的生態(tài)處理問題

葡萄生產(chǎn)過程中修剪下來的廢葡萄枝如何處理也是一個(gè)困擾。經(jīng)多年探索，葡萄枝先機(jī)械粉碎處理再生態(tài)應(yīng)用將是最好的處理方向。用粉碎機(jī)機(jī)械粉碎葡萄枝技術(shù)已成功應(yīng)用，可以推廣。粉碎后的葡萄枝一方面可借助本地魚蛋白有機(jī)肥廠與魚污泥混合制作有機(jī)肥，也可以作為食用菌培養(yǎng)基輔料，也可作為生物質(zhì)燃料顆粒原料，能有效地實(shí)現(xiàn)廢物利用，保護(hù)環(huán)境，美化田園。