我國(guó)甘藍(lán)機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議

管春松 高慶生 劉先才 楊雅婷 崔志超 陳永生，2*

（1農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇南京 210014；2江蘇現(xiàn)代園藝工程技術(shù)中心，江蘇鎮(zhèn)江 212400）

目前我國(guó)甘藍(lán)生產(chǎn)機(jī)械化水平偏低，除耕整地、育苗和田間管理（灌溉、植保）環(huán)節(jié)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，機(jī)械撒施基肥、移栽及采后加工環(huán)節(jié)部分實(shí)現(xiàn)機(jī)械化外，收獲環(huán)節(jié)基本為空白。整體來(lái)看，仍未形成全程機(jī)械化作業(yè)的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)鏈。今后應(yīng)面對(duì)生產(chǎn)和消費(fèi)現(xiàn)實(shí)，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，突破裝備技術(shù)瓶頸，形成整體解決方案，分區(qū)分類(lèi)逐步推進(jìn)和示范推廣。

蔬菜中含有豐富的VC、胡蘿卜素及礦物質(zhì)（鉀、鈣、鎂、鐵等）等多種營(yíng)養(yǎng)元素，已成為人們?nèi)粘ｏ嬍持斜夭豢缮俚氖澄镏弧?016年我國(guó)蔬菜種植面積達(dá)2 233.3萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量7.98億t，均居世界第一位，現(xiàn)種植面積僅次于糧食作物，已逐漸成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和民生產(chǎn)業(yè)（陳永生，2019；項(xiàng)朝陽(yáng) 等，2019）。甘藍(lán)因其喜溫暖和冷涼濕潤(rùn)的氣候環(huán)境，生長(zhǎng)適溫15～25 ℃，且具有耐寒、抗病、適應(yīng)性強(qiáng)、易貯耐運(yùn)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，隨著我國(guó)高山（高原）蔬菜及保護(hù)地蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)的栽培面積越來(lái)越大，常年保持在90萬(wàn)hm2，年總產(chǎn)量約為220萬(wàn)t（楊麗梅 等，2016），在蔬菜生產(chǎn)供應(yīng)中的地位日益顯著。

甘藍(lán)生產(chǎn)是傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，近些年隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移及農(nóng)民人口的老齡化等原因，用工難、用工貴的問(wèn)題已成為甘藍(lán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的制約因素，尤其栽苗及收獲環(huán)節(jié)用工量大，用工成本占總成本的50%以上，對(duì)機(jī)械化作業(yè)的需求極其迫切（陳永生，2017）。反觀歐美及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，甘藍(lán)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)都基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。因此，機(jī)械化生產(chǎn)是我國(guó)各區(qū)域甘藍(lán)形成周年生產(chǎn)，提升甘藍(lán)種植規(guī)模及效益的前提和關(guān)鍵，對(duì)蔬菜產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

1 甘藍(lán)產(chǎn)區(qū)與分布

甘藍(lán)在我國(guó)31個(gè)?。▍^(qū)、市）都有種植，全國(guó)種植面積約100萬(wàn)hm2，且種植面積較為穩(wěn)定，主要分布在河北、山東、湖北、陜甘、云南、貴州、四川以及長(zhǎng)三角地區(qū)，占全國(guó)甘藍(lán)總栽培面積的55%以上（王芬娥 等，2009；方智遠(yuǎn) 等，2010）。甘藍(lán)按熟性可分為早熟、中熟和晚熟品種；按球形一般分為尖球、扁球和圓球3種類(lèi)型（高富欣 等，2005）；按栽培季節(jié)主要有春甘藍(lán)、夏甘藍(lán)、秋甘藍(lán)和冬甘藍(lán)等，近些年為補(bǔ)充淡季蔬菜市場(chǎng)供應(yīng)，出現(xiàn)了一些反季節(jié)、多茬口的栽培方式，如冷涼地區(qū)越夏栽培、長(zhǎng)江流域越冬栽培及北方設(shè)施早春栽培等（方智遠(yuǎn)，2008）。

我國(guó)北方地區(qū)和部分高山地區(qū)主要以早春設(shè)施、夏茬、越夏茬及秋茬栽培為主，以河北、河南、山東、陜西、甘肅等省為主栽省份，規(guī)模較大的生產(chǎn)區(qū)縣主要有河北崇禮、張北，河南新野，山東莒南、菏澤，甘肅定西、張掖、榆中，陜西太白，山西榆次、壽陽(yáng)，湖北宜昌、恩施等。南方地區(qū)主要以春茬、秋茬、秋冬茬及越冬茬為主，以湖北、四川、江蘇、湖南、貴州、云南、福建等省為主栽省份，規(guī)模較大的生產(chǎn)區(qū)縣主要有湖北嘉魚(yú)、荊門(mén)，四川西昌，江蘇射陽(yáng)、惠山，浙江蕭山、臺(tái)州、富陽(yáng)，云南宜良、通海，福建泉州、漳浦等。

2 典型區(qū)域種植模式及經(jīng)濟(jì)效益

2019年1～6月，對(duì)華北、西北、長(zhǎng)三角等區(qū)域的8個(gè)省（市）16個(gè)區(qū)縣18個(gè)甘藍(lán)種植基地或合作社進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)走訪，并結(jié)合問(wèn)卷進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研內(nèi)容主要涵蓋甘藍(lán)種植模式、生產(chǎn)成本及利潤(rùn)、生產(chǎn)機(jī)械使用現(xiàn)狀等。

2.1 典型區(qū)域種植模式

我國(guó)甘藍(lán)種植方式有露地栽培和設(shè)施栽培兩種。露地栽培是傳統(tǒng)的常規(guī)種植方式，也是目前國(guó)內(nèi)占比較大的種植方式；設(shè)施栽培屬高效種植方式，可有效解決北方地區(qū)低溫、干旱，南方冬季寒冷、自然災(zāi)害頻繁的不利生長(zhǎng)條件。根據(jù)種植方式的不同可分為三類(lèi)。

2.1.1 平地移栽 北方地區(qū)土質(zhì)干燥、土壤保水性差、水分易流失，常采用平作栽培，可抗旱保墑，提高種植密度，且在地多人少的情況下可減少整地的工作量。以河北張北地區(qū)甘藍(lán)生產(chǎn)為例，該區(qū)域種植總面積達(dá)1 333.3 hm2，采用露地覆膜栽培，1年1茬。耕作后鋪管覆膜，于5月中上旬平地移栽，株距30 cm，行距40 cm；灌溉采用膜下滴灌或膜下微灌水肥一體化節(jié)水技術(shù)，7月中上旬收獲，每667 m2產(chǎn)量約4 500 kg。

2.1.2 起壟移栽 壟作可有效防止?jié)菜蛴旰筇镩g積水，干旱時(shí)溝內(nèi)澆水壟表易干燥，相對(duì)濕度低，不易發(fā)生病害；同時(shí)土層加厚有利于提高通風(fēng)透光能力和土壤的透氣性，促進(jìn)根系生長(zhǎng)。故而在地勢(shì)平坦、保水性佳、排灌條件成熟的田塊多采用壟作栽培，以提高甘藍(lán)產(chǎn)量。因生產(chǎn)習(xí)慣和種植環(huán)境不同，起壟方式也有差異，主要包括以下幾種。

①寬低壟四行：以內(nèi)蒙古烏蘭察布盟甘藍(lán)生產(chǎn)為例，該區(qū)域種植總面積達(dá)2 000 hm2，主要集中于察哈爾右翼前旗、興和縣、商都、集寧等地區(qū)，采用露地覆膜壟作栽培，1年1茬。移栽作業(yè)前需先起壟，壟面寬100 cm，壟高15 cm以上，然后鋪管覆膜；一般于5月20日左右移栽，株距25 cm，行距22 cm；灌溉采用膜下滴灌，追肥采用水肥一體化技術(shù)，7月底開(kāi)始收獲，每667 m2產(chǎn)量約4 500 kg。

②寬高壟雙行：浙江、福建等南方地區(qū)雨量充足，為了能排能灌，防止田間積水，菜農(nóng)往往采用高壟栽培。以浙江蕭山圍墾區(qū)甘藍(lán)生產(chǎn)為例，該區(qū)域種植總面積約400 hm2，采用露地栽培，1年2茬。一般春季3月移栽，5月收獲；秋季9月底移栽，11月收獲。開(kāi)溝起壟，壟面寬90 cm，壟高25 cm以上，株距30 cm，行距40 cm。因雨水充足無(wú)需灌溉設(shè)施，追肥采用人工撒施，每667 m2施用硫酸鉀型復(fù)合肥（N-P-K為15-15-15）40～60 kg；每667 m2產(chǎn)量3 500～4 000 kg。

③窄壟單行：為便于澆水和人工田間管理，部分地區(qū)仍采用小壟單行種植甘藍(lán)，如陜西寶雞、黑龍江青岡縣等（叢志付，2014；董莉，2014），露地栽培和設(shè)施栽培皆有，壟面寬40～65 cm，壟高15 cm左右，單行移栽，株距30～40 cm，移栽后人工進(jìn)行澆水、除草、施藥、收獲等管理作業(yè)。

2.1.3 開(kāi)溝移栽 為降低起壟作業(yè)成本和減少土壤頻繁擾動(dòng)，在江蘇、浙江、貴州等地區(qū)也有采用大壟多行種植甘藍(lán)的，土壤旋耕后大壟開(kāi)溝作業(yè)完成甘藍(lán)生產(chǎn)整地。此種生產(chǎn)模式通常采用秋栽培或越冬栽培，露地種植，種植溝距2～3 m，溝寬約30 cm，溝深25 cm以上。因栽培行數(shù)（通常為偶數(shù)）較多，移栽通常采用人工作業(yè)，株行距均為35 cm，每667 m2種植3 000株以上。灌溉方式與地區(qū)降水量相關(guān)，因地而異，追肥根據(jù)生長(zhǎng)階段需求采用人工分批撒施氮肥或氮鉀復(fù)合肥，每667 m2撒施50 kg左右；每667 m2產(chǎn)量4 500 kg左右。

2.2 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益分析

2.2.1 種植規(guī)模及產(chǎn)量 甘藍(lán)不但耐寒，幼苗期還能忍耐較長(zhǎng)時(shí)間的-2～0 ℃的低溫，而且也能適應(yīng)較高溫度，在25～27 ℃條件下也能正常生長(zhǎng)，故在我國(guó)除北方嚴(yán)寒的季節(jié)外，全國(guó)范圍內(nèi)春、夏、秋、冬都有栽培。整體來(lái)說(shuō)，種植區(qū)域比較廣泛，各地區(qū)因市場(chǎng)供需信息的不對(duì)等和遲滯性，導(dǎo)致甘藍(lán)每年市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)較大，一般基地種植面積都控制在100 hm2以內(nèi)。每667 m2產(chǎn)量因品種不同雖稍有差異，但都基本穩(wěn)定在4 000～5 000 kg。

2.2.2 成本及利潤(rùn) 生產(chǎn)成本主要包括甘藍(lán)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)機(jī)械作業(yè)費(fèi)、人工作業(yè)費(fèi)、耗材費(fèi)（種、肥、膜、藥、基質(zhì)、水電等）及土地租賃費(fèi)等。因各地區(qū)的用工成本、土地流轉(zhuǎn)成本及農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)成熟度等有差異，故而調(diào)研區(qū)域甘藍(lán)生產(chǎn)成本也不盡相同，每667 m2成本在1 700～3 150元范圍內(nèi)波動(dòng)。

產(chǎn)值與產(chǎn)量及市場(chǎng)價(jià)格相關(guān)，市場(chǎng)價(jià)格每年變動(dòng)較大，故直接影響農(nóng)民種植的積極性和種植規(guī)模的調(diào)整。目前，訂單模式在許多基地推廣，有利于穩(wěn)定菜農(nóng)的生產(chǎn)預(yù)期，減少種植風(fēng)險(xiǎn)。若按每667 m2平均產(chǎn)值4 500 kg計(jì)算，產(chǎn)地價(jià)格通常為0.8～1.2元·kg-1，一般每667 m2利潤(rùn)1 350～2 800元。

3 關(guān)鍵環(huán)節(jié)生產(chǎn)裝備應(yīng)用現(xiàn)狀

以甘藍(lán)生產(chǎn)農(nóng)藝要求和種植流程為基礎(chǔ)，將甘藍(lán)生產(chǎn)過(guò)程劃分為基肥撒施、耕整地、育苗、移栽、田間管理、收獲和采后處理等7個(gè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

3.1 基肥撒施

甘藍(lán)喜肥、耐肥，整個(gè)生長(zhǎng)期對(duì)氮、磷、鉀的吸收較多，故常以“施足基肥、合理追肥”的原則進(jìn)行肥料的供給?；食Ｒ愿斓挠袡C(jī)廄肥或三元復(fù)合肥（N-P-K為18-18-18，下同）為主，施用量占總施肥量的50%以上（吳金為和吳萬(wàn)軍，2010）。追肥常以水肥一體化方式進(jìn)行，施用量視甘藍(lán)生長(zhǎng)程度而定，以提高肥料的利用率。

廄肥一般以家畜糞尿與墊圈材料混合制作而成，肥料組分較多、物料分散且體積較大，含雜率高且流動(dòng)性差，其撒肥機(jī)械通常以車(chē)廂式拋翻作業(yè)為主，因體積較大、購(gòu)置成本較高，國(guó)內(nèi)甘藍(lán)生產(chǎn)基地未見(jiàn)有相關(guān)成熟機(jī)型在應(yīng)用。三元復(fù)合肥多為顆粒狀，流動(dòng)性好，目前顆粒肥撒施機(jī)械最為常見(jiàn)的有離心圓盤(pán)式和擺桿式兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，按行走方式又可分為自走式、懸掛式及牽引式，該類(lèi)機(jī)型目前基地應(yīng)用較為廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，肥量可控，能同時(shí)適應(yīng)露地和設(shè)施內(nèi)作業(yè)。代表機(jī)型有揚(yáng)州豐得農(nóng)牧機(jī)械公司的FD-400型、江蘇閃銳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)備公司的2FD-750型、常州田畈農(nóng)機(jī)公司的TFS-200型撒肥機(jī)（圖1）、日本得利卡（DELICA）公司的dam-101 s型（圖2）等。

圖1 拖拉機(jī)牽引式撒肥機(jī)

圖2 手扶自走式撒肥機(jī)

3.2 耕整地

甘藍(lán)生產(chǎn)耕整地作業(yè)是后續(xù)移栽、田間管理和收獲機(jī)械化作業(yè)的前提和基礎(chǔ)，主要包括深松、整平、旋耕、起壟（做畦）、覆膜、鋪管等，不同地區(qū)的耕整地作業(yè)順序和次數(shù)與當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境、種植模式和作業(yè)習(xí)慣相關(guān)，各不相同。但耕整地作業(yè)質(zhì)量總體上要滿足“表虛底實(shí)、上細(xì)下粗、壟平溝直”的精耕細(xì)作要求（管春松 等，2017）。

為防止甘藍(lán)種植地塊連作障礙或鹽漬化等問(wèn)題，加深耕層，提高土壤蓄水保墑能力，尤其是溫室內(nèi)種植，通常每隔1～2年要深松1次，應(yīng)用較為廣泛的為非振動(dòng)式深松機(jī)，并以鑿式和鎬式深松最為常見(jiàn)。整平和旋耕機(jī)具因與糧食作物具有通用性，機(jī)械化基本普及，可直接借用。起壟作業(yè)需根據(jù)壟型農(nóng)藝參數(shù)和作業(yè)環(huán)境選擇合適的機(jī)具，從宜機(jī)化作業(yè)的角度，單個(gè)壟作業(yè)長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)，減少轉(zhuǎn)彎掉頭次數(shù)，提高作業(yè)效能。目前應(yīng)用較多的為單壟或雙壟機(jī)型，適應(yīng)壟面寬80～220 cm皆有應(yīng)用，壟高10～20 cm最為常見(jiàn)。但對(duì)于4行及以上多行作業(yè)機(jī)型和壟高達(dá)30 cm以上的深高壟作業(yè)要求的成熟機(jī)型國(guó)內(nèi)鮮有應(yīng)用。覆膜、鋪管作業(yè)通常在起壟作業(yè)之后，將覆膜及鋪管部件掛接于起壟機(jī)具上進(jìn)行復(fù)式聯(lián)合作業(yè)。代表機(jī)型有山東華龍農(nóng)業(yè)裝備公司的1ZV（MF）系列（圖3）、無(wú)錫悅田農(nóng)機(jī)公司的YTLM系列（圖4）、鹽城市鹽海拖拉機(jī)制造公司的1GVF系列及意大利HORTECH公司AF SUPER系列等。

3.3 育苗

為減少病蟲(chóng)害，縮短育苗周期，提高幼苗成活率，加之育苗管理的設(shè)施環(huán)控、現(xiàn)代生物及信息管理等技術(shù)的迅速發(fā)展，目前普遍采用以規(guī)?；⒓s化、自動(dòng)化及商品化為特征的工廠化溫室育苗。

圖3 旋耕起壟機(jī)

圖4 旋耕起壟覆膜一體機(jī)

甘藍(lán)育苗多采用穴盤(pán)播種育苗，育苗盤(pán)以105孔或128孔為主。目前穴盤(pán)育苗播種機(jī)按播種部件可分為針式、滾筒式和平板式三大類(lèi)，根據(jù)各基地生產(chǎn)規(guī)模和購(gòu)機(jī)成本預(yù)算，穴盤(pán)育苗播種以單一播種和成套播種流水線（含基質(zhì)上料、刮土、壓穴、播種、覆土及澆水等功能）兩類(lèi)產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中皆有應(yīng)用。代表機(jī)型有浙江博仁工貿(mào)公司的2YB-500-GT型（圖5）、壽光凱邁瑞農(nóng)機(jī)公司的KR-78型、常州市風(fēng)雷精密機(jī)械公司的2BXP-1000型等?，F(xiàn)有穴盤(pán)苗多以半自動(dòng)人工取苗移栽為主，隨著國(guó)內(nèi)外快速及高速移栽機(jī)械的開(kāi)發(fā)，因穴盤(pán)育苗的方式存在夾取易散坨、質(zhì)量不可控等因素，將會(huì)逐漸出現(xiàn)一些新型的育苗方式，如基質(zhì)塊育苗、植生帶育苗、紙筒育苗等（崔志超 等，2019），并隨著移栽機(jī)械的逐步推廣而得到應(yīng)用。

圖5 育苗播種流水線

3.4 移栽

甘藍(lán)移栽具有提高幼苗成活率、縮短生長(zhǎng)周期、提高土地利用率等優(yōu)點(diǎn)，故生產(chǎn)中當(dāng)甘藍(lán)株高達(dá)10～15 cm時(shí)，可適時(shí)進(jìn)行人工或機(jī)械移栽，通常株距為25～35 cm，行距為25～40 cm。

各區(qū)域因作業(yè)區(qū)面積、種植模式及功能各異的原因，移栽機(jī)選用有差異。但總體來(lái)說(shuō)，考慮到育苗的便利性、購(gòu)機(jī)成本及機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定性等因素，目前應(yīng)用較為廣泛的仍為半自動(dòng)移栽機(jī)，按栽植行數(shù)的不同又分為單行、雙行和多行移栽；按作業(yè)功能可分為單一功能和復(fù)式功能（含鋪管、覆膜、澆水、移栽、覆土等）。代表機(jī)型有山東華龍農(nóng)業(yè)裝備公司的2ZBZ-2A/4A型（圖6）、南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備公司的2ZL-2/4型、寶雞鼎鐸機(jī)械公司的2ZB-2A型（圖7）、日本井關(guān)農(nóng)機(jī)株式會(huì)社的PVHR2-E18型等。

考慮到人工不間斷取苗喂苗強(qiáng)度大，喂苗頻率一般為每分鐘25～40株，半自動(dòng)移栽省力不省工，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，部分地區(qū)也開(kāi)始嘗試全自動(dòng)移栽機(jī)。該類(lèi)機(jī)型基本采用成排取苗、自動(dòng)分苗作業(yè)方式，僅需單人將苗盤(pán)送至輸送位置，機(jī)器自動(dòng)執(zhí)行后續(xù)動(dòng)作，且包含缽苗自動(dòng)識(shí)別、移位補(bǔ)償和漏苗報(bào)警等智能化管控系統(tǒng)（夏廣寶 等，2019），節(jié)本增效顯著，應(yīng)用前景較好。代表機(jī)型有常州亞美柯機(jī)械公司的2ZS-2型（圖8）和日本洋馬農(nóng)機(jī)株式會(huì)社的PF2R型（圖9）等。

圖6 四行牽引式移栽機(jī)

圖7 雙行自走式移栽機(jī)

圖8 手扶雙行全自動(dòng)移栽機(jī)

圖9 乘坐式雙行全自動(dòng)移栽機(jī)

3.5 田間管理

甘藍(lán)移栽后的田間管理主要包括植保施藥、水肥管理、中耕除草等。在整個(gè)栽培過(guò)程中依生長(zhǎng)時(shí)期需水的不同需多次灌溉，針對(duì)裸地種植的甘藍(lán)，除地下水位較高、雨量充足的地區(qū)無(wú)需灌溉外，其余地區(qū)基本都采用噴灌方式作業(yè)，以指針式（圖10）和移動(dòng)車(chē)載式噴灌機(jī)應(yīng)用最多，噴射射程較遠(yuǎn)，噴灌量可調(diào)，相比傳統(tǒng)灌溉節(jié)水30%以上。對(duì)于覆膜種植的地區(qū)，大多鋪設(shè)滴灌帶，采用水肥一體化節(jié)水技術(shù)，將肥液與灌溉水一起通過(guò)管道系統(tǒng)均勻地輸送至作物根部區(qū)域，省肥節(jié)水、省工省力，設(shè)施內(nèi)種植尤為普遍。

病蟲(chóng)草害防治方面，除傳統(tǒng)的手動(dòng)背負(fù)式噴霧機(jī)外，目前應(yīng)用較多的為大型噴桿噴霧機(jī)，作業(yè)幅寬較大、效率高，非常適合露地甘藍(lán)施藥。近幾年隨著無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展，航空植保無(wú)人機(jī)推廣應(yīng)用面積逐步增大，較地面防治具有及時(shí)、經(jīng)濟(jì)、不受地形條件限制等優(yōu)點(diǎn)。代表機(jī)型有山東眾和農(nóng)業(yè)裝備公司的3WPS-300型、日本億豐丸山公司的3WP-500型自走式噴桿噴霧機(jī)（圖11）、深圳大疆公司的MG-1P型和無(wú)錫漢和公司的CD-15型無(wú)人機(jī)等。

圖10 指針式噴灌機(jī)

圖11 噴桿噴霧機(jī)

針對(duì)裸地甘藍(lán)除草方面，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的仍為人工鋤頭作業(yè)，也有少量采用微耕機(jī)或拖拉機(jī)掛接配套的多組分置式旋耕除草機(jī)作業(yè)，但僅可實(shí)現(xiàn)壟溝內(nèi)除草培土，無(wú)法實(shí)現(xiàn)壟面苗行間和株間除草及追肥功能，相關(guān)復(fù)式功能裝備亟待開(kāi)發(fā)。若采用覆膜生產(chǎn)，則無(wú)需使用中耕除草機(jī)械解決草害問(wèn)題，管理方便，節(jié)本省工，目前生產(chǎn)應(yīng)用較為普遍。

3.6 收獲

因甘藍(lán)種植模式有平作、壟作及溝作，類(lèi)型有圓球、扁球及尖球等，成品球徑分布范圍較廣及種植株行距各異等原因，甚至部分地區(qū)根據(jù)葉球大小采取選擇性收獲，給甘藍(lán)收獲機(jī)械的研究和推廣增加了難度。雖然國(guó)外已有部分機(jī)型，如意大利HORTECH公司的RAPID SR（圖12）、日本洋馬農(nóng)機(jī)株式會(huì)社的HC-125型、比利時(shí)Vanhoucke公司的甘藍(lán)收獲機(jī)（圖13）、德國(guó)Grimme公司的甘藍(lán)收獲機(jī)已在國(guó)內(nèi)部分基地開(kāi)展試驗(yàn)測(cè)試和推廣示范，基本都采用單行收獲，作業(yè)效率為每小時(shí)0.067～0.133 hm2，最小作業(yè)行距需40 cm。但因國(guó)內(nèi)土壤環(huán)境及平整度、壟型直線度等和甘藍(lán)球徑大小與國(guó)外差異較大，采收損傷率較高，加之收獲機(jī)械售價(jià)較為昂貴，推廣較難。

國(guó)內(nèi)近些年也有部分科研院所和企業(yè)開(kāi)展了甘藍(lán)收獲機(jī)械的研究，如甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)王芬娥等（2009）設(shè)計(jì)了4YB-1型、山東華龍農(nóng)業(yè)裝備公司研制了4GZ-2型、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)周成（2013）及浙江大學(xué)杜冬冬（2017）皆研制出了收獲樣機(jī)，開(kāi)展了大量的理論研究和試驗(yàn)測(cè)試，并取得了較好的成果。但也存在一些不足：如作業(yè)效率偏低、扶正拔取裝置堵塞、倒伏對(duì)行收獲不成功、無(wú)地面仿形適應(yīng)系統(tǒng)及切根損失率較高等問(wèn)題，距離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用和商業(yè)化推廣還有一定的差距，需進(jìn)一步優(yōu)化提升。

圖12 意大利RAPID SR甘藍(lán)收獲機(jī)

圖13 比利時(shí)甘藍(lán)收獲機(jī)

3.7 采后處理

甘藍(lán)收獲作業(yè)完成后，通常對(duì)其殘葉及殘根等尾菜先進(jìn)行撿拾、收集，然后機(jī)械化裝載、運(yùn)輸出田地，運(yùn)出的尾菜中部分干凈整潔的葉片可作飼料化利用；另一部分殘葉與殘根作沼氣化處理，變廢為寶，還有部分未撿凈遺留于田塊里的殘葉及殘根采用秸稈還田機(jī)破碎攪拌混勻于土壤，待雨季高溫條件下迅速腐爛作為綠肥，為下茬甘藍(lán)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

考慮國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量大和人們的消費(fèi)習(xí)慣等因素，甘藍(lán)基本以鮮食為主，因其結(jié)球保水性好、耐磕碰，采收后多數(shù)采用冷鏈物流車(chē)運(yùn)送至周邊大中城市直接銷(xiāo)售。也有部分地區(qū)考慮到鮮食甘藍(lán)田頭收購(gòu)價(jià)不理想，將其加工成泡菜、罐頭及酸奶、酒水等加工食品，以提高產(chǎn)品的附加值和生產(chǎn)收益。但總體而言，甘藍(lán)采收后除冷藏、清洗和物流運(yùn)輸設(shè)備外，其余加工機(jī)械使用量甚少，整體加工率偏低，不到30%（馬愛(ài)民 等，2018）。隨著國(guó)內(nèi)甘藍(lán)種植面積的不斷擴(kuò)大和消費(fèi)者多元化食用需求的變化，甘藍(lán)加工機(jī)械應(yīng)用也將迎來(lái)暴發(fā)期。

綜上可知，目前我國(guó)甘藍(lán)生產(chǎn)整體機(jī)械化水平偏低，除耕整地、育苗和田間管理（灌溉、植保）環(huán)節(jié)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)；機(jī)械撒施基肥、移栽及采后加工環(huán)節(jié)已部分實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；收獲環(huán)節(jié)基本為空白，已引進(jìn)部分機(jī)型開(kāi)展試驗(yàn)，但仍未形成產(chǎn)業(yè)化推廣。整體來(lái)看，仍未形成全程機(jī)械化作業(yè)的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)鏈，加之近些年人工費(fèi)用增長(zhǎng)快，農(nóng)村勞動(dòng)力日益老化、緊缺，規(guī)?；幕仄毡榉从臣毙璋l(fā)展甘藍(lán)生產(chǎn)全程機(jī)械化。

4 存在的問(wèn)題

4.1 種植農(nóng)藝多樣化，模式不統(tǒng)一

我國(guó)甘藍(lán)種植方式主要有露地栽培和設(shè)施栽培、單種和間套種等；品種多樣，各地區(qū)均有主推品種，形狀有尖球、圓球和扁球等；氣候差異大，全國(guó)皆有種植，南北東西溫度和光照不同，覆膜和灌溉方式因地而異；栽培的地形多樣，有平原、山地、丘陵等，土壤質(zhì)地有粘土、壤土和沙土，栽培面積從幾公頃到幾百公頃不等；種植壟型及栽植密度要求不同，種植模式多樣造成農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合性差，使得甘藍(lán)機(jī)械研發(fā)、推廣難度增加。

4.2 整體機(jī)械化水平偏低，各基地機(jī)械化水平不同

我國(guó)甘藍(lán)種植各省縣域間蔬菜機(jī)械化水平差異性大，主要原因如下：①可用工量雖少，但各區(qū)域用工成本不同，部分地區(qū)尚可接受，仍盈余，部分區(qū)域勞動(dòng)力短缺，影響生產(chǎn)規(guī)模和積極性；②購(gòu)機(jī)成本接受程度不同，與當(dāng)?shù)厝肆Y源、成本核算和政府項(xiàng)目推動(dòng)有關(guān)；③蔬菜機(jī)械化新興起步，新型機(jī)具各地市場(chǎng)推廣宣傳力度不一，農(nóng)機(jī)合作社社會(huì)化服務(wù)程度不同；④機(jī)具適應(yīng)性不強(qiáng)，部分機(jī)具因作業(yè)條件和環(huán)境變化其作業(yè)質(zhì)量和效率也發(fā)生變化，導(dǎo)致部分區(qū)域使用效果理想，部分區(qū)域不如人意，也有部分機(jī)具雖實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，但省力不省工等。

4.3 成套化解決方案少，各環(huán)節(jié)機(jī)械發(fā)展不均衡

因通用蔬菜機(jī)械研發(fā)應(yīng)用少，機(jī)具市場(chǎng)存量不足，我國(guó)甘藍(lán)生產(chǎn)機(jī)械可選擇性較差。盡管甘藍(lán)耕整地、育苗、施肥、植保等通用性較強(qiáng)的環(huán)節(jié)機(jī)械化水平較高，但其他如移栽和收獲等環(huán)節(jié)專(zhuān)用化程度高，發(fā)展嚴(yán)重滯后，大多數(shù)地區(qū)都以人工作業(yè)為主，機(jī)械化作業(yè)幾乎為空白；也有部分地區(qū)雖有移栽機(jī)械，但需配套多個(gè)輔助投苗和補(bǔ)苗人員，對(duì)人工成本的開(kāi)支節(jié)約有限，使得移栽機(jī)閑置，利用率極低。因此，受收獲、移栽環(huán)節(jié)機(jī)械化發(fā)展緩慢的限制，目前我國(guó)甘藍(lán)機(jī)械化生產(chǎn)成套化缺乏基礎(chǔ)，制約了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。

4.4 裝備自動(dòng)化、智能化水平仍然較低

各基地雖部分環(huán)節(jié)已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，但作業(yè)質(zhì)量及效率仍不理想，存在少量問(wèn)題：如整地直線度差、平整度低、壟溝余土多，部分地區(qū)仍機(jī)具開(kāi)溝人工修壟；移栽作業(yè)速度受限于人工投苗速度，用工量大，速度偏低，且需人工補(bǔ)苗，自動(dòng)化程度低；收獲時(shí)需要人工揭膜，種植行距偏小，機(jī)具前進(jìn)速度和傳送帶傳送速度匹配度低，割刀轉(zhuǎn)速低，造成扶正拔取裝置堵塞，還有切割損傷率較大等問(wèn)題?？傮w來(lái)說(shuō)，各環(huán)節(jié)作業(yè)裝備性能有待提升，自動(dòng)化及智能化水平有待升級(jí)。

5 發(fā)展建議

推進(jìn)我國(guó)甘藍(lán)機(jī)械化生產(chǎn)，必須面對(duì)生產(chǎn)和消費(fèi)現(xiàn)實(shí)，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，突破裝備技術(shù)瓶頸，形成整體解決方案，分區(qū)分類(lèi)逐步推進(jìn)和示范推廣。

5.1 機(jī)藝間融合

結(jié)合甘藍(lán)的生長(zhǎng)環(huán)境、種植規(guī)模及作業(yè)環(huán)節(jié)，確定適宜機(jī)械化作業(yè)的全程生產(chǎn)流程和機(jī)具配置方案，制定宜機(jī)化的育苗、整地、移栽及收獲等作業(yè)技術(shù)規(guī)范和作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，逐步推進(jìn)同區(qū)域同品種、不同區(qū)域同品種、不同區(qū)域不同品種間的融合，統(tǒng)一栽植壟型及株行距尺寸等，研究開(kāi)發(fā)一機(jī)多能和系列化成套適用機(jī)械。

5.2 機(jī)具間融合

以實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化為目標(biāo)，整體性考慮統(tǒng)籌兼顧耕、種、管、收等環(huán)節(jié)，選擇適宜機(jī)械采收的品種，確定以收獲環(huán)節(jié)為基準(zhǔn)，明確耕整地田塊條件、耕作質(zhì)量、壟距及壟高、移栽株行距及密度、收獲球徑等參數(shù)，統(tǒng)一前道工序機(jī)具的壟型、行距、輪距等設(shè)計(jì)要求，便于系列化機(jī)型的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

5.3 產(chǎn)學(xué)研推用融合

政府需加大政策項(xiàng)目扶持和適用機(jī)具購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼力度，開(kāi)展國(guó)外先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)及試驗(yàn)，組織農(nóng)機(jī)田間推廣活動(dòng)日等；國(guó)內(nèi)科研院所在裝備自主創(chuàng)新研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，需注重與農(nóng)機(jī)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)的協(xié)同交流，成果面向生產(chǎn)；推廣部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外適用裝備技術(shù)的宣傳、推廣和引導(dǎo)，鼓勵(lì)有條件的生產(chǎn)基地或農(nóng)機(jī)合作社探索開(kāi)展社會(huì)化服務(wù)，提高機(jī)具利用率，一機(jī)多用，盡量減少購(gòu)機(jī)成本，增加生產(chǎn)收益。

5.4 難點(diǎn)技術(shù)突破

5.4.1 高速自動(dòng)移栽技術(shù)及裝備 半自動(dòng)方面，需重點(diǎn)突破快速投苗、復(fù)式作業(yè)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多株自動(dòng)取投苗代替單株人工投苗，宜開(kāi)發(fā)4行及以上多行牽引式機(jī)型；依地區(qū)環(huán)境和氣候差異，模塊化配置作業(yè)功能，自由調(diào)整作業(yè)行數(shù)，配置旋耕、起壟、覆膜、鋪管、澆水、施肥等功能，以提高工作效率，應(yīng)用區(qū)域主要為北方或南方連片大田塊。

全自動(dòng)方面，需重點(diǎn)突破自動(dòng)分苗、無(wú)損取苗、精準(zhǔn)投苗等技術(shù)，宜開(kāi)發(fā)雙行自走式機(jī)型，研究多類(lèi)型秧苗適應(yīng)性，取投苗系統(tǒng)穩(wěn)定性、栽植系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)軌跡合理性等，集成秧苗參數(shù)智能采集及秧盤(pán)進(jìn)給、無(wú)苗報(bào)警，以提高作業(yè)質(zhì)量及智能化管理水平，應(yīng)用區(qū)域主要為設(shè)施棚室、南方小地塊、丘陵及山地等。

5.4.2 低損高效收獲技術(shù)及裝備 從作業(yè)動(dòng)力來(lái)看，建議北方地區(qū)大型化，自走或拖拉機(jī)懸掛式皆可；南方地區(qū)小型化，因雨水多建議履帶自走式結(jié)構(gòu)，并配備直線導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)。

從作業(yè)行數(shù)來(lái)看，單行或雙行各有優(yōu)劣，雙行效率高，但對(duì)種植農(nóng)藝和導(dǎo)向裝置對(duì)行要求高，目前國(guó)內(nèi)建議單行，各地行距不一，適應(yīng)性相對(duì)寬泛，將來(lái)農(nóng)藝規(guī)范和壟型標(biāo)準(zhǔn)化后建議雙行或多行。

從作業(yè)方式來(lái)看，當(dāng)前多為一次性采收，集中研究自動(dòng)對(duì)行收獲技術(shù)和多功能通用底盤(pán)，以提高適應(yīng)性，通過(guò)更換導(dǎo)向部件或調(diào)整作業(yè)參數(shù)可同時(shí)兼收大白菜、青花菜等，未來(lái)宜根據(jù)甘藍(lán)生長(zhǎng)周期和球徑大小研究開(kāi)發(fā)選擇性智能采收機(jī)械，提高種植產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。