適用于果樹的農業(yè)機械適用性標準體系探討

　　要 果樹生產的機械化是實現果樹產業(yè)現代化的關鍵方面，果樹生產雖然已有較多機械的參與，但是農機農藝融合和適用性尚存在一定的問題。闡述了果樹生產農業(yè)機械的產業(yè)現狀和存在的問題，確定了適用于果樹的農業(yè)機械適用性評價標準的原則，探討了適用于果樹的農業(yè)機械適用性評價標準，旨在為適用于果樹的農業(yè)機械適用性標準體系提供借鑒。

　　本文源自李桂祥; 薛曉敏; 陳汝; 李秀杰; 李慧峰; 李勃; 張安寧， 中國果樹 發(fā)表時間：2021-05-10 《中國果樹》本刊是中國農業(yè)科學院果樹研究所主辦的果樹技術類期刊，主要刊登果樹新品種、栽培新技術、新農藥和病蟲害防治新方法、果品貯藏加工等內容。交流果樹生產先進經驗，普及果樹科技知識，提供國外果樹科技信息等。主要欄目有試驗研究、試驗簡報、經驗交流、調查報告、專題綜述、生產建議、國外果樹科技等。讀者對象是從事果樹科研與生產的科技人員、果樹專業(yè)戶及農林院校師生。

　　關鍵詞 果樹;農業(yè)機械;適用性;標準體系

　　隨著我國綜合國力的不斷壯大，農業(yè)的發(fā)展速度逐漸提升。我國農業(yè)從業(yè)人口出現老齡化人口比重逐漸增大的趨勢，農業(yè)發(fā)展從勞動密集型向機械化和技術型轉變。農業(yè)機械在未來農業(yè)的發(fā)展中將起到越來越關鍵的作用。近年來，為適應機械化生產，果樹產業(yè)農藝發(fā)生了較大變化，蘋果生產由傳統(tǒng)的喬砧密植模式向寬行矮砧集約高效種植模式轉變[1] ，甜櫻桃的矮化砧木 Gisela 系列已在生產中廣泛應用[2]，桃的生產也從傳統(tǒng)的自然開心形向適合機械化生產的寬行密植的主干形、Y 形等栽培模式轉變。

　　果樹行業(yè)屬于勞動密集型的農業(yè)，在果樹生產的各個環(huán)節(jié)基本都由人工完成，農業(yè)機械的參與度不高。隨著科技的發(fā)展和勞動人口的逐漸減少，我國的果樹產業(yè)由傳統(tǒng)老果園逐漸向規(guī)模化、標準化、現代化果園的方向發(fā)展，果園的全程機械化是實現果園高效生產的唯一途徑[3] 。相對于農作物生產，果樹生產技術要求較高，用于農作物的農業(yè)機械不能直接運用到果樹生產中，因此需要開發(fā)適用于果樹的農業(yè)機械。為掌握林果業(yè)的生產機械化發(fā)展現狀，我國農機專家針對果樹生產中的中耕、施肥、植保、修剪、采收、田間轉運等主要作業(yè)項目構建了機械化水平評價指標體系[4]，并制定了適用于果茶桑的生產機械化水平評價標準[5]，在宏觀方面為指導我國果樹產業(yè)的生產機械化發(fā)展提供了依據。在此基礎上，還需進一步對各類型的果樹農機進行適用性評價，因此，制定適用于果樹的農業(yè)機械適用性標準體系對于果樹農業(yè)機械的研發(fā)具有重要的指導意義。

　　1 適用于果樹的農業(yè)機械產業(yè)現狀

　　1.1 果樹機械欠缺

　　果園生產環(huán)節(jié)較多，均需開發(fā)相應的機械。果園生產的主要環(huán)節(jié)有苗木培育、嫁接移栽、灌溉、施肥、修剪、施藥、除草、收獲與運輸等[6-7]。參照農作物及國外果園機械的發(fā)展，果園定植環(huán)節(jié)需要的機械有起壟機、定植機、覆膜機等，田間管理機械有整形修剪機、疏花疏果機、還田機、肥水一體化設備，除草機械有手持旋轉割草機、掛式割草機、懸掛式割草機、往復式割草機、旋轉式割草機、推車式除草機等，病蟲害防治主要有彌霧機、植保無人機等，采收環(huán)節(jié)機械主要有采收平臺、采收機等。現階段，我國的果園中正在應用的機械有起壟機、定植機、覆膜機、還田機、肥水一體化設備、彌霧機、植保無人機、除草機等，尚未進行大面積的推廣，整形修剪機、疏花疏果機等機械尚處在研發(fā)狀態(tài)，還未在果園中應用。

　　1.2 農業(yè)機械的擁有方式多樣，高值農業(yè)機械果農無力承擔

　　當前，我國大部分果園主要采取一家一戶的經營模式，種植面積較小，且為保證公平，土地在分配時很分散，很難形成規(guī)模。隨著農業(yè)合作社和大型農業(yè)公司等經營主體的興起，果樹種植開始集中化，但范圍相對較小。不同規(guī)模的經營主體所能接受的果園機械不同。現在的果園機械所有權形式主要為果農自有、合作社購買、農業(yè)機械服務公司所有、服務型個體戶所有等。小型、低值農機往往能夠被小型果園果農所接受，大型、高值農機因為價格高、操作復雜、使用率低，而不被小型果園果農接受。

　　1.3 動力機械與農機具機械的協(xié)調性差

　　農業(yè)機械生產已由大批量、單品種向小批量、多品種、專一化的方向轉變[8]。農業(yè)機械生產企業(yè)不斷增加，生產的農機功能多樣。然而，各種田間作業(yè)所使用的農機具與配套的動力機械適應性較差，經營規(guī)模較大的用戶不能根據自己的經營規(guī)模選擇合適的機具，不同農機具需要多種的配套動力，配套動力的使用效率低。應根據不同的經營規(guī)模和地形地貌，建立相應的農機標準，實現動力標準與農機標準的統(tǒng)一協(xié)調，實現動力機械與農機具機械的標準協(xié)調發(fā)展。

　　2 適用于果樹的農業(yè)機械存在的問題

　　2.1 缺少果園機械標準

　　與農作物相比，果樹生產的機械化水平較低。由于果樹農業(yè)機械產品開發(fā)設計與田間試驗受果樹生長周期、氣候條件、立地條件等因素的制約，造成果園農業(yè)機械研發(fā)周期長、前期研究不完善、田間試驗驗證數據不足，使得我國果園機械產品缺少相應的標準，因此確定相適應的標準已成為當務之急。

　　2.2 缺少適用性評價標準

　　我國果樹種植區(qū)域地形多樣，果樹多種植在丘陵山區(qū)，隨著經濟效益的增加，平原地區(qū)的種植面積逐年增多。平原地區(qū)比較適合于果園機械的應用，而山地丘陵地區(qū)由于受到地形的影響，不利于果園機械的轉運及應用。目前國內尚未形成統(tǒng)一的果園機械適用性評價方案及評價標準，未對果園機械適用性評價方法進行深入研究，使得果園機械評價缺少依據。

　　3 構建適用于果樹的農業(yè)機械適用性評價標準的原則

　　3.1 區(qū)域適應性原則

　　我國地域遼闊，果園地形復雜多樣，構建統(tǒng)一的適用于果樹的農業(yè)機械適用性評價標準難度極大。不同地域的土質不同[9] ，地形條件和氣候條件也不同，對農機具的要求也不同。應根據自然條件、地形條件、土質等指標對果樹種植區(qū)進行區(qū)域劃分，制定區(qū)域農業(yè)機械適用性評價標準。

　　3.2 農機與農藝融合原則

　　農機與農藝融合問題，是長期以來限制農機發(fā)揮作用的關鍵。果樹生產涉及的環(huán)節(jié)主要有果園整體設計、土地整理、種植、病蟲害防控、施肥、灌溉、修剪、花果管理、采收等，需要考慮的果園條件有樹種、樹形、種植密度、果園基礎設施、果園管理水平、地形、果園自然條件等，以上各個方面都是果園機械設計需要考慮的農藝因素，果園機械在設計之前應對相應的農藝參數進行詳細調查。農用動力機械和農機具為滿足動力需求和作業(yè)面需求，有一定的特定體積，無法根據果樹的農藝進行改變，因此，農藝應該根據動力機械和農機具的特點作出相應的改進。

　　3.3 易用性原則

　　目前，農業(yè)機械適用性的評價方法較多，不同的評價方法均需大量的人力和財力，使得評價成本較高，因此在制定標準時，應在滿足適用性評價目標的條件下，試驗數據收集應便利高效，減少指標數量。

　　4 農業(yè)機械適用性評價方法

　　農業(yè)機械適用性評價方法就是通過多種形式，對農業(yè)機械的適用性作出綜合評定的方法。主要的農業(yè)機械適用性評價方法有性能試驗法、用戶調查法、跟蹤考核法、綜合評定法[9-10]。上述 4 種方法均能對機械的適用性進行評價，但用戶調查法是在用戶對機械性能進行充分了解后對機械的直接評價，更為直接高效。

　　5 適用于果樹的農業(yè)機械適用性評價標準探討

　　我國的農用土地復雜多樣，單一機械無法實現對所有地形的普遍適應，應根據我國果樹品種的集中適栽區(qū)域的自然條件、耕作模式、土壤狀況，設定適宜集中適栽區(qū)域的農業(yè)機械適用性評價標準。對于使用率高的機械如土地整理機械、種植機械、植保機械、水肥機械、收獲機械、花果管理機械、整形修剪機械等應重點進行適用性評價。

　　5.1 考慮因素

　　5.1.1 地形

　　多數果園為山坡地，應考慮配套動力機械能夠適應多大的坡度，在工作中能否根據坡度變化作出合理的調整。

　　5.1.2 土壤

　　土壤分為沙質土、黏質土、壤土等 3 種類型，不同質地土壤理化性質差距較大，果園機械在不同類型的土壤中工作效率也不同，土壤含水量不同也會對果園機械工作效率產生影響。

　　5.1.3 果樹生長情況

　　果樹不同的生長期需要的果園機械不同，果樹定植時需要犁地機、起壟機、打藥機、微噴灌等機械，幼樹期需要打藥機、微噴灌等機械，盛果期需要打藥機、微噴灌、疏花疏果機、整形修剪機、收獲平臺、開溝施肥機等機械，不同生長時期對相同機械的需求也不同。

　　5.2 適用性評價指標

　　5.2.1 土地整理機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、土壤耕作深度。

　　5.2.2 種植機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、土壤耕作深度、樹種適應性。

　　5.2.3 植保機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、防治效果、霧化效果、操作人員安全性。

　　5.2.4 水肥機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、肥料適應性、樹形適應性。

　　5.2.5 收獲機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、樹種適應性、樹形適應性、好果率。

　　5.2.6 花果管理機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、樹種適應性、樹形適應性、花果分布情況、產量。

　　5.2.7 整形修剪機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、樹種適應性、樹形適應性、枝條切削度、修剪反應(枝條生長情況、成花能力)、產量。

　　5.2.8 果園枝條處理機械

　　可操作性、舒適性、穩(wěn)定性、配套動力功率、地形適應性、工作效率、經濟性、可維護性、枝條粗度適應性。