不同起垄覆膜铺管一体机在设施蔬菜中的应用效果研究_陈智超.pdf

SHANGHAI VEGETABLES 上 海 蔬 菜 设 施 设 备 不 同 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 在 设 施 蔬 菜 中 的 应 用 效 果 研 究 陈 智 超 阜 新 蒙 古 族 自 治 县 现 代 农 业 发 展 服 务 中 心 辽 宁 阜 新 123100 摘 要 为 解 决 设 施 蔬 菜 生 产 中 起 垄 覆 膜 铺 管 环 节 用 工 量 大 效 率 低 成 本 高 的 问 题 该 研 究 以 阜 新 县 常 用 矮 生 型 番 茄 金 棚 1 号 为 材 料 设 置 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 作 业 电 动 施 肥 机 施 肥 河 北 兴 华 牵 引 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 作 业 电 动 施 肥 机 施 肥 人 工 起 垄 人 工 铺 管 覆 膜 人 工 施 肥 CK 3 个 处 理 比 较 不 同 处 理 的 作 业 质 量 垄 型 参 数 覆 膜 质 量 滴 灌 带 铺 设 精 度 生 产 效 率 成 本 效 益 以 及 对 作 物 生 长 株 高 茎 粗 叶 面 积 指 数 和 品 质 的 影 响 以 明 确 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 在 设 施 蔬 菜 中 的 应 用 效 果 试 验 结 果 表 明 2 种 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 均 可 一 次 性 完 成 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 化 作 业 作 业 质 量 高 可 节 省 93 3 人 力 投 入 每 667 m 2 总 生 产 成 本 降 低 76 以 上 产 量 提 高 6 以 上 投 入 产 出 比 高 综 合 表 现 优 于 人 工 作 业 关 键 词 设 施 蔬 菜 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 电 动 施 肥 机 作 业 效 果 经 济 效 益 设 施 蔬 菜 产 业 是 保 障 城 乡 蔬 菜 稳 定 供 应 促 进 农 民 增 收 的 重 要 支 柱 产 业 近 年 来 在 我 国 北 方 地 区 发 展 势 头 迅 猛 然 而 当 前 设 施 蔬 菜 生 产 面 临 劳 动 力 短 缺 老 龄 化 严 重 人 工 成 本 攀 升 等 突 出 问 题 尤 其 是 起 垄 覆 膜 铺 管 等 基 础 作 业 环 节 传 统 人 工 操 作 方 式 存 在 效 率 低 劳 动 强 度 大 作 业 质 量 不 均 等 弊 端 严 重 制 约 了 产 业 规 模 化 现 代 化 发 展 1 研 究 数 据 显 示 我 国 设 施 蔬 菜 生 产 平 均 机 械 化 率 仅 为 35 远 低 于 大 田 粮 油 作 物 机 械 化 水 平 机 械 化 率 为 85 其 中 起 垄 覆 膜 环 节 机 械 化 率 不 足 40 成 为 制 约 全 程 机 械 化 发 展 的 卡 脖 子 环 节 2 当 前 市 场 上 应 用 的 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 普 遍 存 在 适 配 性 欠 佳 的 问 题 多 数 机 型 基 于 大 田 作 物 种 植 需 求 设 计 难 以 适 配 设 施 内 狭 小 的 作 业 空 间 与 精 细 化 种 植 要 求 部 分 机 型 功 能 集 成 度 低 起 垄 覆 膜 铺 管 需 分 段 作 业 不 仅 增 加 作 业 工 序 提 升 时 间 成 本 还 易 因 多 次 下 地 作 业 造 成 土 壤 压 实 影 响 作 物 根 系 生 长 同 时 机 型 的 作 业 参 数 调 节 灵 活 性 较 差 难 以 满 足 不 同 蔬 菜 品 种 的 农 艺 栽 培 要 求 导 致 起 垄 高 度 覆 膜 紧 密 度 等 关 键 作 业 指 标 波 动 较 大 无 法 保 证 作 业 质 量 稳 定 性 3 鉴 于 此 本 研 究 选 取 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 和 河 北 兴 华 牵 引 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 2 种 市 场 主 流 机 型 以 人 工 作 业 为 对 照 在 东 西 走 向 垄 作 模 式 下 开 展 应 用 效 果 试 验 旨 在 明 确 这 2 种 机 型 的 作 业 性 能 经 济 效 益 及 对 作 物 生 长 的 影 响 为 设 施 蔬 菜 种 植 户 提 供 精 准 的 选 型 依 据 推 动 设 施 蔬 菜 产 业 向 轻 简 化 机 械 化 精 准 化 方 向 转 型 升 级 4 1 材 料 与 方 法 1 1 试 验 时 间 与 地 点 试 验 于 2025 年 3 10 月 在 辽 宁 省 阜 新 县 福 兴 地 镇 李 红 超 日 光 温 室 园 区 进 行 试 验 温 室 跨 度 为 12 m 长 度 为 80 m 肩 高 为 1 6 m 无 立 柱 设 计 符 合 宜 机 化 作 业 要 求 土 壤 类 型 为 壤 土 土 壤 肥 力 中 等 均 匀 pH 值 6 8 含 有 机 质 18 5 g kg 碱 解 氮 95 mg kg 速 效 磷 32 mg kg 速 效 钾 128 mg kg 2 02 6 3 142 145 142SHANGHAI VEGETABLES 上 海 蔬 菜 1 2 试 验 材 料 1 2 1 供 试 机 型 装 备 及 地 膜 1 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 由 辽 宁 双 峰 农 业 机 械 制 造 有 限 公 司 生 产 为 电 动 遥 控 自 走 式 机 型 带 无 线 遥 控 功 能 机 身 质 量 320 kg 功 率 4 5 kW 作 业 幅 宽 为 80 cm 垄 高 为 10 15 cm 株 距 为 26 cm 行 距 设 定 范 围 为 35 40 cm 整 机 适 配 日 光 温 室 塑 料 大 棚 狭 小 空 间 作 业 可 一 次 性 同 步 完 成 起 垄 地 膜 铺 设 滴 灌 带 铺 设 作 业 售 价 3 5 万 元 套 见 彩 色 插 页 12 2 河 北 兴 华 牵 引 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 由 河 北 兴 华 农 业 机 械 有 限 公 司 生 产 为 大 中 型 牵 引 式 配 套 机 型 需 与 四 轮 拖 拉 机 配 套 使 用 机 身 质 量 380 kg 功 率 5 0 kW 作 业 幅 宽 为 80 cm 垄 高 为 15 20 cm 株 距 设 定 范 围 为 26 cm 行 距 为 40 cm 具 备 起 垄 覆 膜 铺 滴 灌 带 一 体 化 功 能 垄 型 成 型 稳 定 性 好 适 合 规 模 化 连 片 设 施 地 块 作 业 售 价 3 2 万 元 套 见 彩 色 插 页 12 3 电 动 施 肥 机 型 号 3 WF 2000 额 定 功 率 1 2 kW 施 肥 量 调 节 范 围 0 50 kg h 喷 施 幅 宽 为 1 5 2 0 m 与 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 配 套 使 用 4 地 膜 PE 耐 老 化 地 膜 厚 度 为 0 012 mm 宽 度 为 100 cm 符 合 聚 乙 烯 吹 塑 农 用 地 面 覆 盖 薄 膜 GB 13735 2017 要 求 由 山 东 寿 光 某 塑 业 公 司 生 产 5 滴 灌 带 内 镶 贴 片 式 滴 灌 带 滴 头 间 距 为 30 cm 额 定 流 量 为 2 0 L h 满 足 设 施 番 茄 水 肥 一 体 化 灌 溉 需 求 1 2 2 供 试 作 物 供 试 作 物 为 矮 生 型 番 茄 品 种 为 金 棚 1 号 1 3 试 验 设 计 试 验 设 3 个 处 理 每 个 处 理 3 次 重 复 小 区 面 积 60 m2 10 m 6 m 随 机 区 组 排 列 小 区 间 设 置 1 m 宽 隔 离 行 处 理 1 T1 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 作 业 电 动 施 肥 机 施 肥 处 理 2 T2 河 北 兴 华 牵 引 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 作 业 电 动 施 肥 机 施 肥 处 理 3 CK 人 工 起 垄 人 工 铺 管 覆 膜 人 工 施 肥 对 照 所 有 处 理 均 采 用 东 西 走 向 垄 作 模 式 垄 底 宽 为 80 cm 垄 顶 宽 为 40 cm 垄 间 距 为 120 cm 番 茄 于 4 月 10 日 定 植 采 用 垄 上 双 行 定 植 方 式 株 距 为 35 cm 行 距 为 60 cm 其 他 田 间 管 理 措 施 浇 水 病 虫 害 防 治 等 保 持 一 致 1 4 测 定 指 标 与 方 法 1 4 1 作 业 质 量 指 标 所 有 作 业 质 量 指 标 均 于 起 垄 覆 膜 铺 管 作 业 完 成 后 24 h 内 完 成 现 场 测 定 避 免 田 间 扰 动 地 膜 移 位 等 因 素 对 测 定 结 果 造 成 干 扰 具 体 测 定 内 容 如 下 1 垄 型 参 数 每 个 小 区 随 机 选 取 5 个 点 用 卷 尺 测 量 垄 宽 垄 高 计 算 变 异 系 数 2 覆 膜 质 量 调 查 地 膜 覆 盖 率 膜 面 平 整 度 3 滴 灌 带 铺 设 精 度 调 查 滴 灌 带 偏 离 垄 中 心 的 距 离 计 算 偏 差 率 1 4 2 生 产 效 率 指 标 记 录 各 处 理 完 成 起 垄 覆 膜 铺 管 施 肥 全 流 程 的 作 业 时 间 计 算 作 业 效 率 统 计 各 处 理 的 人 力 投 入 量 及 人 工 工 时 1 4 3 成 本 效 益 指 标 核 算 各 处 理 的 设 备 折 旧 按 使 用 年 限 5 年 年 均 作 业 30 hm2 计 算 人 工 成 本 按 150 元 天 1 人 1 计 算 能 耗 成 本 按 电 费 0 8 元 kWh 计 算 等 计 算 每 667 m 2 总 生 产 成 本 收 获 时 测 定 小 区 产 量 折 算 每 667 m 2 产 量 及 计 算 每 667 m 2 产 值 番 茄 市 场 收 购 价 为 3 0 元 kg 分 析 投 入 产 出 比 1 4 4 作 物 生 长 及 品 质 指 标 定 植 后 90 d 调 查 株 高 茎 粗 叶 面 积 指 数 收 获 期 调 查 果 实 可 溶 性 固 形 物 含 量 手 持 折 光 仪 法 维 生 素 C 含 量 2 6 二 氯 靛 酚 滴 定 法 单 果 质 量 电 子 天 平 精 度 0 1 g 1 5 数 据 统 计 分 析 采 用 SPSS 22 0 软 件 进 行 数 据 统 计 分 析 采 用 单 因 素 方 差 分 析 ANOVA 进 行 差 异 显 著 性 检 验 差 异 显 著 性 水 平 为 P 0 05 采 用 Duncan s 新 复 极 差 法 进 行 多 重 比 较 2 02 6 3 143 145 143SHANGHAI VEGETABLES 上 海 蔬 菜 2 结 果 与 分 析 2 1 不 同 处 理 作 业 质 量 对 比 表 1 不 同 处 理 作 业 质 量 对 比 处 理 T1 T2 CK 垄 宽 cm 80 2 1 7 a 80 5 1 4 a 78 6 6 5 b 垄 宽 变 异 系 数 2 1 b 1 8 b 8 3 a 垄 高 cm 12 8 0 4 b 17 6 0 5 a 14 2 1 7 ab 垄 高 变 异 系 数 3 5 b 2 8 b 12 5 a 地 膜 覆 盖 率 100 a 100 a 95 b 膜 面 平 整 度 mm 3 2 0 5 b 2 8 0 4 b 8 5 1 2 a 滴 灌 带 铺 设 偏 差 率 2 3 b 1 9 b 15 7 a 由 表 1 可 知 机 械 作 业 处 理 T1 T2 的 垄 型 参 数 稳 定 性 显 著 优 于 CK 处 理 T1 处 理 垄 宽 为 80 2 cm 垄 宽 变 异 系 数 为 2 1 垄 高 为 12 8 cm 垄 高 变 异 系 数 为 3 5 T2 处 理 垄 宽 为 80 5 cm 垄 宽 变 异 系 数 为 1 8 垄 高 为 17 6 cm 垄 高 变 异 系 数 为 2 8 CK 处 理 垄 宽 垄 高 变 异 系 数 分 别 达 8 3 和 12 5 显 著 高 于 T1 T2 处 理 这 主 要 是 因 为 人 工 操 作 一 致 性 差 造 成 垄 型 不 规 整 T2 处 理 的 垄 高 更 高 更 适 合 低 洼 易 涝 地 块 且 垄 型 稳 定 性 略 优 于 T1 处 理 覆 膜 质 量 方 面 T1 T2 处 理 地 膜 覆 盖 率 均 达 100 膜 面 平 整 度 分 别 为 3 2 mm 和 2 8 mm 显 著 低 于 CK 处 理 8 5 mm 滴 灌 带 铺 设 偏 差 率 方 面 T1 T2 处 理 分 别 为 2 3 和 1 9 CK 处 理 达 15 7 表 明 机 械 作 业 可 精 准 控 制 滴 灌 带 位 置 保 障 灌 溉 均 匀 性 2 2 不 同 处 理 生 产 效 率 对 比 表 2 不 同 处 理 生 产 效 率 对 比 处 理 T1 T2 CK 作 业 效 率 hm2 h 1 0 080 a 0 070 a 0 012 b 小 区 作 业 时 长 min 4 50 5 14 30 00 每 667 m 2 人 力 投 入 个 1 25 1 25 18 75 较 CK 节 省 93 3 a 93 3 a 由 表 2 可 知 机 械 作 业 处 理 的 作 业 效 率 显 著 高 于 CK 处 理 T1 处 理 作 业 效 率 达 0 080 hm2 h 完 成 60 m2 小 区 作 业 仅 需 4 50 min T2 处 理 作 业 效 率 为 0 070 hm2 h 完 成 60 m2 小 区 作 业 需 5 14 min 而 CK 处 理 需 6 名 工 人 连 续 作 业 30 min 才 能 完 成 60 m2 小 区 作 业 作 业 效 率 仅 为 0 012 hm2 h T1 T2 处 理 作 业 效 率 分 别 是 CK 处 理 的 6 67 倍 和 5 83 倍 同 时 机 械 作 业 可 连 续 进 行 不 受 人 工 疲 劳 因 素 制 约 大 幅 缩 短 了 作 业 周 期 人 力 投 入 方 面 T1 T2 处 理 每 667 m 2 人 力 投 入 均 为 1 25 个 CK 处 理 每 667 m 2 人 力 投 入 为 18 75 个 机 械 作 业 处 理 较 CK 处 理 可 节 省 93 3 人 力 投 入 有 效 缓 解 了 劳 动 力 短 缺 压 力 T1 处 理 因 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 配 备 遥 控 功 能 操 作 更 便 捷 作 业 效 率 略 高 于 T2 处 理 2 3 不 同 处 理 成 本 效 益 对 比 表 3 不 同 处 理 成 本 效 益 对 比 处 理 T1 T2 CK 每 667 m 2 总 生 产 成 本 元 1 280 b 1 190 b 5 430 a 每 667 m 2 设 备 折 旧 元 16 a 14 a 每 667 m 2 人 工 成 本 元 188 a 188 a 2 813 b 每 667 m 2 能 耗 成 本 元 25 a 28 a 每 667 m 2 产 量 kg 7 920 b 8 350 a 7 435 c 每 667 m 2 产 值 元 23 760 a 25 050 a 22 305 a 投 入 产 出 比 18 56 a 21 05 a 4 11 b 投 资 回 收 期 年 1 8 a 1 6 a 由 表 3 可 知 机 械 作 业 处 理 的 每 667 m 2 总 生 产 成 本 显 著 低 于 CK 处 理 T1 处 理 每 667 m 2 总 生 产 成 本 为 1 280 元 其 中 设 备 折 旧 费 为 16 元 人 工 成 本 为 188 元 能 耗 成 本 为 25 元 地 膜 滴 灌 带 及 肥 料 等 耗 材 成 本 为 1 051 元 T2 处 理 每 667 m 2 总 生 产 成 本 为 1 190 元 其 中 设 备 折 旧 费 为 14 元 人 工 成 本 为 188 元 能 耗 成 本 为 28 元 地 膜 滴 灌 带 及 肥 料 等 耗 材 成 本 为 960 元 CK 处 理 每 667 m 2 总 生 产 成 本 为 5 430 元 其 中 人 工 成 本 为 2 02 6 3 144 145 144SHANGHAI VEGETABLES 上 海 蔬 菜 2 813 元 地 膜 滴 灌 带 及 肥 料 等 耗 材 成 本 为 2 617 元 无 设 备 折 旧 与 能 耗 成 本 CK 处 理 人 工 成 本 占 比 达 51 8 主 要 因 起 垄 覆 膜 铺 管 施 肥 等 环 节 人 工 投 入 量 大 T1 T2 处 理 每 667 m 2 总 生 产 成 本 分 别 较 CK 处 理 降 低 76 4 和 78 1 成 本 优 势 极 为 显 著 产 量 与 经 济 效 益 方 面 T2 处 理 每 667 m 2 产 量 达 8 350 kg 较 CK 处 理 提 高 12 31 T1 处 理 每 667 m 2 产 量 为 7 920 kg 较 CK 提 高 6 52 T2 处 理 产 量 优 势 主 要 源 于 其 更 高 的 垄 高 改 善 了 根 系 生 长 环 境 提 高 了 水 肥 利 用 效 率 T1 T2 处 理 每 667 m 2 产 值 分 别 为 23 760 元 25 050 元 投 入 产 出 比 分 别 达 18 56 和 21 05 显 著 高 于 CK 处 理 4 11 虽 然 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 售 价 略 高 但 相 应 的 T1 处 理 投 资 回 收 期 仅 为 1 8 年 T2 处 理 投 资 回 收 期 为 1 6 年 均 具 有 良 好 的 经 济 效 益 2 4 不 同 处 理 作 物 生 长 及 品 质 对 比 表 4 不 同 处 理 作 物 生 长 及 品 质 对 比 处 理 T1 T2 CK 株 高 cm 86 3 3 2 b 89 6 3 5 a 82 8 4 1 c 茎 粗 cm 2 6 0 1 b 2 8 0 1 a 2 5 0 2 b 叶 面 积 指 数 3 0 0 2 b 3 2 0 2 a 2 8 0 3 b 可 溶 性 固 形 物 含 量 5 8 0 3 a 6 1 0 2 a 5 6 0 3 a 维 生 素 C 含 量 mg 100 g 1 28 5 1 2 a 29 3 1 1 a 27 8 1 3 a 单 果 质 量 g 152 3 6 5 a 158 6 7 2 a 148 5 6 8 a 由 表 4 可 知 机 械 作 业 处 理 的 植 株 生 长 状 况 整 体 优 于 CK 处 理 定 植 后 90 d T2 处 理 株 高 为 89 6 cm 茎 粗 为 2 8 cm 叶 面 积 指 数 为 3 2 分 别 较 CK 处 理 提 高 8 2 12 0 14 3 T1 处 理 株 高 为 86 3 cm 茎 粗 为 2 6 cm 叶 面 积 指 数 为 3 0 分 别 较 CK 处 理 提 高 4 2 4 0 7 1 机 械 作 业 垄 型 规 整 滴 灌 带 铺 设 精 准 配 合 电 动 施 肥 机 实 现 了 水 肥 均 匀 供 给 为 植 株 生 长 创 造 了 良 好 条 件 而 CK 处 理 垄 型 不 够 规 整 水 肥 供 给 不 均 导 致 植 株 生 长 一 致 性 差 品 质 指 标 方 面 T1 T2 处 理 果 实 可 溶 性 固 形 物 含 量 分 别 为 5 8 6 1 维 生 素 C 含 量 分 别 为 28 5 mg 100 g 29 3 mg 100 g 单 果 质 量 分 别 为 152 3 g 158 6 g 均 略 大 于 CK 但 差 异 不 显 著 表 明 机 械 作 业 可 提 高 作 物 品 质 且 T2 处 理 因 垄 高 优 势 对 作 物 生 长 的 促 进 作 用 更 明 显 3 结 论 本 研 究 表 明 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 和 河 北 兴 华 牵 引 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 在 设 施 蔬 菜 生 产 中 表 现 出 显 著 的 作 业 性 能 优 势 与 人 工 作 业 相 比 机 械 作 业 不 仅 大 幅 提 高 了 垄 型 规 整 度 覆 膜 平 整 度 和 滴 灌 带 铺 设 精 度 还 将 作 业 效 率 提 升 5 倍 以 上 东 西 走 向 垄 作 模 式 配 合 机 械 作 业 解 决 了 传 统 南 北 垄 农 机 作 业 距 离 短 掉 头 难 的 问 题 使 农 机 可 在 温 室 中 全 程 匀 速 作 业 进 一 步 提 升 了 作 业 质 量 和 效 率 河 北 兴 华 牵 引 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 为 牵 引 式 动 力 机 械 较 高 的 垄 高 设 计 可 有 效 改 善 土 壤 通 气 性 和 排 水 性 在 多 雨 季 节 或 土 壤 黏 重 地 块 具 有 更 明 显 的 应 用 优 势 辽 宁 双 峰 自 走 式 起 垄 覆 膜 铺 管 一 体 机 采 用 电 动 驱 动 能 耗 低 噪 音 小 符 合 设 施 农 业 绿 色 发 展 需 求 与 电 动 施 肥 机 配 套 使 用 实 现 了 起 垄 覆 膜 铺 管 施 肥 的 轻 简 化 作 业 流 程 降 低 了 操 作 人 员 的 劳 动 强 度 且 其 遥 控 功 能 提 升 了 操 作 灵 活 性 尤 其 适 合 老 旧 温 室 或 空 间 狭 窄 的 作 业 环 境 设 施 蔬 菜 生 产 人 工 成 本 占 总 成 本 的 50 以 上 劳 动 力 短 缺 已 成 为 制 约 产 业 发 展 的 关 键 因 素 本 研 究 中 机 械 作 业 较 人 工 作 业 节 省 93 3 人 力 投 入 每 667 m 2 总 生 产 成 本 降 低 76 以 上 产 量 提 高 6 以 上 投 入 产 出 比 高 综 合 表 现 优 于 人 工 作 业 参 考 文 献 1 马 玲 王 蓉 马 荣 等 宁 夏 吴 忠 国 家 农 业 科 技 园 区 塑 料 大 棚 起 垄 机 械 作 业 效 果 评 价 J 农 业 科 技 通 讯 2022 11 189 193 2 顾 旭 东 程 玉 龙 陈 东 海 设 施 蔬 菜 全 程 机 械 化 生 产 技 术 应 用 探 析 J 江 苏 农 机 化 2022 4 12 15 3 高 晓 东 夏 倩 陆 鸣 无 锡 市 设 施 速 生 绿 叶 蔬 菜 全 程 机 械 化 生 产 应 用 以 金 花 菜 鸡 毛 菜 为 例 J 长 江 蔬 菜 2021 1 6 8 4 王 晨 李 建 张 鑫 基 于 ExpressLRS 的 自 主 导 航 起 垄 覆 膜 机 设 计 与 试 验 J 农 机 化 研 究 2025 47 8 120 125 责 任 编 辑 武 星 彤 2 02 6 3 145 145