隨著我國綜合國力的不斷壯大,農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度逐漸提升。我國農(nóng)業(yè)從業(yè)人口出現(xiàn)老齡化人口比重逐漸增大的趨勢,農(nóng)業(yè)發(fā)展從勞動密集型向機械化和技術型轉(zhuǎn)變。農(nóng)業(yè)機械在未來農(nóng)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(chǎn),果樹產(chǎn)業(yè)農(nóng)藝發(fā)生了較大變化,蘋果生產(chǎn)由傳統(tǒng)的喬砧密植模式向?qū)捫邪杓s高效種植模式轉(zhuǎn)變,甜櫻桃的矮化砧木Gisela系列已在生產(chǎn)中廣泛應用,桃的生產(chǎn)也從傳統(tǒng)的自然開心形向適合機械化生產(chǎn)的寬行密植的主干形、Y形等栽培模式轉(zhuǎn)變。
果樹行業(yè)屬于勞動密集型的農(nóng)業(yè),在果樹生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)基本都由人工完成,農(nóng)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(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)老果園逐漸向規(guī)?;?、標準化、現(xiàn)代化果園的方向發(fā)展,果園的全程機械化是實現(xiàn)果園高效生產(chǎn)的唯一途徑。相對于農(nóng)作物生產(chǎn),果樹生產(chǎn)技術要求較高,用于農(nóng)作物的農(nóng)業(yè)機械不能直接運用到果樹生產(chǎn)中,因此需要開發(fā)適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械。為掌握林果業(yè)的生產(chǎn)機械化發(fā)展現(xiàn)狀,我國農(nóng)機專家針對果樹生產(chǎn)中的中耕、施肥、植保、修剪、采收、田間轉(zhuǎn)運等主要作業(yè)項目構(gòu)建了機械化水平評價指標體系,并制定了適用于果茶桑的生產(chǎn)機械化水平評價標準,在宏觀方面為指導我國果樹產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)機械化發(fā)展提供了依據(jù)。在此基礎上,還需進一步對各類型的果樹農(nóng)機進行適用性評價,因此,制定適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械適用性標準體系對于果樹農(nóng)業(yè)機械的研發(fā)具有重要的指導意義。
01
適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
果樹機械欠缺
果園生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多,均需開發(fā)相應的機械。果園生產(chǎn)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?shù)?。參照農(nóng)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(zhuǎn)割草機、掛式割草機、懸掛式割草機、往復式割草機、旋轉(zhuǎn)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?,F(xiàn)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。
農(nóng)業(yè)機械的擁有方式多樣,高值農(nóng)業(yè)機械果農(nóng)無力承擔
當前,我國大部分果園主要采取一家一戶的經(jīng)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(nóng)業(yè)合作社和大型農(nóng)業(yè)公司等經(jīng)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(jīng)營主體所能接受的果園機械不同?,F(xiàn)在的果園機械所有權形式主要為果農(nóng)自有、合作社購買、農(nóng)業(yè)機械服務公司所有、服務型個體戶所有等。小型、低值農(nóng)機往往能夠被小型果園果農(nóng)所接受,大型、高值農(nóng)機因為價格高、操作復雜、使用率低,而不被小型果園果農(nóng)接受。
動力機械與農(nóng)機具機械的
協(xié)調(diào)性差
農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)已由大批量、單品種向小批量、多品種、專一化的方向轉(zhuǎn)變。農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)不斷增加,生產(chǎn)的農(nóng)機功能多樣。然而,各種田間作業(yè)所使用的農(nóng)機具與配套的動力機械適應性較差,經(jīng)營規(guī)模較大的用戶不能根據(jù)自己的經(jīng)營規(guī)模選擇合適的機具,不同農(nóng)機具需要多種的配套動力,配套動力的使用效率低。應根據(jù)不同的經(jīng)營規(guī)模和地形地貌,建立相應的農(nóng)機標準,實現(xiàn)動力標準與農(nóng)機標準的統(tǒng)一協(xié)調(diào),實現(xiàn)動力機械與農(nóng)機具機械的標準協(xié)調(diào)發(fā)展。
02
適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械存在的問題
缺少果園機械標準
與農(nóng)作物相比,果樹生產(chǎn)的機械化水平較低。由于果樹農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)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(nóng)業(yè)機械研發(fā)周期長、前期研究不完善、田間試驗驗證數(shù)據(jù)不足,使得我國果園機械產(chǎn)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。
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(jīng)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(zhuǎn)運及應用。目前國內(nèi)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(jù)。
03
構(gòu)建適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械適用性
評價標準的原則
區(qū)域適應性原則
我國地域遼闊,果園地形復雜多樣,構(gòu)建統(tǒng)一的適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械適用性評價標準難度極大。不同地域的土質(zhì)不同,地形條件和氣候條件也不同,對農(nóng)機具的要求也不同。應根據(jù)自然條件、地形條件、土質(zhì)等指標對果樹種植區(qū)進行區(qū)域劃分,制定區(qū)域農(nóng)業(yè)機械適用性評價標準。
農(nóng)機與農(nóng)藝融合原則
農(nóng)機與農(nóng)藝融合問題,是長期以來限制農(nóng)機發(fā)揮作用的關鍵。果樹生產(chǎn)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(nóng)藝因素,果園機械在設計之前應對相應的農(nóng)藝參數(shù)進行詳細調(diào)查。農(nóng)用動力機械和農(nóng)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(jù)果樹的農(nóng)藝進行改變,因此,農(nóng)藝應該根據(jù)動力機械和農(nóng)機具的特點作出相應的改進。
易用性原則
目前,農(nóng)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(shù)據(jù)收集應便利高效,減少指標數(shù)量。
04
農(nóng)業(yè)機械適用性評價方法
農(nóng)業(yè)機械適用性評價方法就是通過多種形式,對農(nóng)業(yè)機械的適用性作出綜合評定的方法。主要的農(nóng)業(yè)機械適用性評價方法有性能試驗法、用戶調(diào)查法、跟蹤考核法、綜合評定法。上述4種方法均能對機械的適用性進行評價,但用戶調(diào)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。
05
適用于果樹的農(nóng)業(yè)機械適用性
評價標準探討
我國的農(nóng)用土地復雜多樣,單一機械無法實現(xiàn)對所有地形的普遍適應,應根據(jù)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(nóng)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。
考慮因素
地形
多數(shù)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(jù)坡度變化作出合理的調(diào)整。
土壤
土壤分為沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土等3種類型,不同質(zhì)地土壤理化性質(zhì)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(chǎn)生影響。
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。
適用性評價指標
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(jīng)濟性、可維護性、土壤耕作深度。
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(jīng)濟性、可維護性、土壤耕作深度、樹種適應性。
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(jīng)濟性、可維護性、防治效果、霧化效果、操作人員安全性。
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(jīng)濟性、可維護性、肥料適應性、樹形適應性。
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(jīng)濟性、可維護性、樹種適應性、樹形適應性、好果率。
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(jīng)濟性、可維護性、樹種適應性、樹形適應性、花果分布情況、產(chǎn)量。
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(jīng)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(chǎn)量。
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(jīng)濟性、可維護性、枝條粗度適應性。