核心提示

2025年中央一號(hào)文件提出，推動(dòng)農(nóng)機(jī)裝備高質(zhì)量發(fā)展，加快國產(chǎn)先進(jìn)適用農(nóng)機(jī)裝備等研發(fā)應(yīng)用。

提升農(nóng)機(jī)裝備水平，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。目前，全國農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率超過75%，小麥、玉米、水稻三大主糧基本實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化。但從全局看，農(nóng)業(yè)機(jī)械化依然存在結(jié)構(gòu)性“短板”，突出表現(xiàn)在丘陵山區(qū)適用小型機(jī)械不足，果樹、蔬菜等特色產(chǎn)業(yè)機(jī)械化水平遠(yuǎn)低于大田作物，部分作物種植、收獲等關(guān)鍵環(huán)節(jié)面臨“無機(jī)可用”“有機(jī)難用”等難題。

近年來，福建立足“八山一水一分田”省情農(nóng)情，深入開展農(nóng)作物全程機(jī)械化行動(dòng)，聚焦重點(diǎn)農(nóng)作物和薄弱環(huán)節(jié)，圍繞產(chǎn)、學(xué)、研、推、用融合，著力推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備補(bǔ)短板，積極擁抱數(shù)字化、智慧化，取得明顯成效。

在眾多亟待提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化率的領(lǐng)域，蔬菜生產(chǎn)的機(jī)械化率提升尤為關(guān)鍵。 農(nóng)諺有云：“一畝園，十畝田。”這有兩層含義：菜園精耕細(xì)作，單位面積經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)超大田；與之相對(duì)應(yīng)的是，蔬菜生產(chǎn)需要更高的技術(shù)要求，同時(shí)蔬菜生產(chǎn)“用工難”“用工貴”等問題突出?？梢?，蔬菜產(chǎn)業(yè)亟待一場節(jié)本增效的生產(chǎn)力變革，這繞不開機(jī)械化。

福建人的生活，離不開菜。在消費(fèi)端，福州人常說“三天不見青，兩眼冒金星”，這里的“青”指的就是空心菜、菠菜等綠葉菜；在生產(chǎn)端，蔬菜是全省種植面積第二、產(chǎn)量第一的農(nóng)作物。福建還是我國冬春蔬菜優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)、蔬菜出口大省和“南菜北運(yùn)”核心基地之一。

然而，多山少田，地塊小而分散，“耕牛能進(jìn)，‘鐵牛’難進(jìn)”；蔬菜種類紛繁復(fù)雜，種植習(xí)慣千差萬別，適用農(nóng)機(jī)具匹配難度大……種種掣肘下，福建和全國一樣，蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化水平遠(yuǎn)低于糧食作物。隨著農(nóng)機(jī)裝備補(bǔ)短板行動(dòng)的推進(jìn)，這一局面正悄然發(fā)生改變。2024年，全省蔬菜生產(chǎn)綜合機(jī)械化率約40%，比2020年提升了10個(gè)百分點(diǎn)。

“機(jī)”不可失

每次遇到老朋友鐘鳳林，毛起龍都要感謝對(duì)方“罵”醒了自己。

毛起龍是閩清縣東橋鎮(zhèn)湖洋村的蔬菜種植大戶，種了120畝青梗菜——福州人常說的小白菜、花瓶菜。幾年前，福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院副院長、教授鐘鳳林因推廣新品種與毛起龍結(jié)識(shí)。其間，鐘鳳林發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厍喙２瞬シN用的還是粗放的人工撒播方式。

“一把種子撒一片地，看起來省工省力，實(shí)則更費(fèi)時(shí)費(fèi)錢。”鐘鳳林說，撒胡椒面式播種，用種量往往寧多勿缺。因此，出苗后必須人工間苗，以保證合理密度。人工成本高昂不說，苗與苗之間根系相連，拔除過密的菜苗時(shí)難免傷及無辜。被誤傷的菜苗要恢復(fù)長勢，短則三五天，長則一周以上。行情不等人，特別是像青梗菜這樣的短生育期蔬菜，晚上市幾天就可能“菜金”變“菜土”。

鐘鳳林的老本行是蔬菜遺傳育種，但常年與菜農(nóng)打交道的經(jīng)歷，讓他意識(shí)到蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化轉(zhuǎn)型的急迫性。時(shí)至今日，他還常常在課堂上與學(xué)生分享10多年前在晉江市開展科技服務(wù)時(shí)的見聞。

晉江是全國最大的冬春胡蘿卜生產(chǎn)和出口基地，主栽品種是從日本引進(jìn)的“坂田七寸”。洋種子曾經(jīng)一粒難求，一罐種子售價(jià)一度超過1萬元，只能播種不到3畝地。種子這么貴，自然不能無序撒播，需要人工點(diǎn)播。每年9月播種季，一些大戶都要請(qǐng)來親戚朋友助陣，目的不是幫工，而是監(jiān)工——畢竟，浪費(fèi)一把種子就是數(shù)千元損失。

把種植成本降下來，一靠國產(chǎn)化，二靠機(jī)械化。

不過，當(dāng)時(shí)市面上還沒有胡蘿卜專用的播種機(jī)。鐘鳳林開始跨界探索，一開始引進(jìn)豆類滾筒式播種機(jī)，通過滾筒上密密麻麻的氣孔吸附種子。但胡蘿卜種子比針眼還小，顯然不能通用。為此，他找來醫(yī)藥專家，借鑒藥丸生產(chǎn)工藝，對(duì)胡蘿卜種子進(jìn)行丸?；幚?，裹上包含殺菌劑、肥料等成分的包衣，既增大種子體積，又提高其發(fā)芽率；找來機(jī)械專家，改良滾筒排種器，解決了播種機(jī)容易卡種等難題。

第一臺(tái)小型半自動(dòng)滾筒式胡蘿卜專用播種機(jī)誕生了，作業(yè)效率比人工點(diǎn)播提升了數(shù)倍，用種成本也顯著下降。一開始農(nóng)民不愛用、不敢用，后來農(nóng)民主動(dòng)購買，再到后來買種子送播種機(jī)，晉江胡蘿卜播種逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)器換工。以此為起點(diǎn)，鐘鳳林開始將目光投向了更多蔬菜種類與生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

與胡蘿卜相比，青梗菜實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化更容易。不過，毛起龍略顯固執(zhí)，一開始堅(jiān)信經(jīng)驗(yàn)比機(jī)器更可靠。眼看怎么苦口婆心勸說都改變不了對(duì)方根深蒂固的老觀念，鐘鳳林索性自費(fèi)為他購置了一臺(tái)蔬菜播種機(jī)。

實(shí)打?qū)嵉男Ч拇_更有說服力：機(jī)播替代人工撒播，足足節(jié)省了三分之二用種量；播種過程精準(zhǔn)可控，不再需要后期大規(guī)模間苗，節(jié)省了大量勞動(dòng)力投入。要知道，當(dāng)前青梗菜生產(chǎn)過程，最貴的就是人工，在閩清，一天用工成本至少200元。算下來，種植一茬青梗菜，就能節(jié)省上千元成本。這還沒有包括省去間苗環(huán)節(jié)讓青梗菜提前上市所帶來的增益。

接受了這場機(jī)械化啟蒙后，毛起龍期盼：“什么時(shí)候蔬菜生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)全程機(jī)械化？”

難中尋“機(jī)”

這也是全行業(yè)的呼喚。

早前在惠安縣舉辦的全國露地蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)裝備培訓(xùn)班上，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所所長張友軍分享了幾組數(shù)據(jù)——

全國蔬菜（含馬鈴薯）常年種植面積超4億畝，以10%的面積創(chuàng)造了種植業(yè)40%的產(chǎn)值；在我國食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，蔬菜占41%，中國14億人口，每天就要吃掉192萬噸蔬菜。

與產(chǎn)業(yè)體量、消費(fèi)需求不相匹配的是，全國蔬菜生產(chǎn)綜合機(jī)械化率僅約42%，比大田作物低30個(gè)百分點(diǎn)以上。其中，露地蔬菜移栽、采收環(huán)節(jié)尤其薄弱，機(jī)械化率不足30%。在農(nóng)村青壯勞動(dòng)力日益緊缺的大背景下，蔬菜生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、成本高等問題日益凸顯。目前，在我國蔬菜生產(chǎn)過程中，人工成本占總成本的58%，且逐年增加。

“從福建來看，全省蔬菜種類多，地區(qū)間種植習(xí)慣差異較大，從耕整地到播種、移栽、收獲都缺少統(tǒng)一的種植模式，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)產(chǎn)品通用性差。與大田作物相比，由于蔬菜單一種植面積小，對(duì)農(nóng)機(jī)具需求量不足，蔬菜生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)和推廣難度更大。”福建省農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣總站副站長林志強(qiáng)說。

以福建胡蘿卜為例，這一問題更為直觀。如果對(duì)比南北方胡蘿卜種植模式，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：北方地區(qū)多為一壟一行，福建則為一壟四行。

“這是土地資源條件決定的。”福建省農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣總站高級(jí)工程師陳凌霄說，在閩南地區(qū)，一畝土地的流轉(zhuǎn)成本高達(dá)每年上千元。土地少、租金貴，自然要地盡其用，通過高度密植提高畝均效益，但獨(dú)特的農(nóng)藝也帶來了農(nóng)機(jī)適配難題。

近年來，晉江、石獅等地相繼從德國、日本引進(jìn)了多款機(jī)具，破解了胡蘿卜收獲環(huán)節(jié)“無機(jī)可用”難題。但這些收獲機(jī)均基于一壟一行、一壟兩行等主流種植模式設(shè)計(jì)，到了福建就顯得水土不服。此外，福建胡蘿卜收獲時(shí)習(xí)慣留纓，也就是保留大約兩指長的莖葉，在賣相上顯得更新鮮誘人。但現(xiàn)有胡蘿卜收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，通常齊頭切斷莖葉，不作留纓處理。

解決農(nóng)機(jī)適配難題，有兩種思路。一是改農(nóng)機(jī)，從業(yè)者曾向廠商提出技術(shù)需求，但開模費(fèi)用高昂，動(dòng)輒數(shù)百萬元；二是改農(nóng)藝，鐘鳳林團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)調(diào)整胡蘿卜種植行數(shù)、行距，以適應(yīng)現(xiàn)有收獲機(jī)具，但這帶來的或是畝產(chǎn)的減少，農(nóng)民一時(shí)難以接受。

福建“八山一水一分田”的地形，導(dǎo)致農(nóng)田“耕牛能進(jìn)，‘鐵牛’難進(jìn)”。林志強(qiáng)說，在福建，坡度6到15度的耕地占全省耕地總面積的26%，15度以上的占15%，“現(xiàn)有農(nóng)機(jī)具機(jī)型普遍較大，福建多數(shù)耕地難以通行大型機(jī)械；即便是中小型機(jī)械，面對(duì)耕地分散、丘塊大小高低不一的情況，也是下田難、作業(yè)難、效果差”。

搶抓“機(jī)”遇

讓更多“鐵牛”進(jìn)菜園，關(guān)鍵在于因地制宜補(bǔ)短板。

福建的短板在哪里？從蔬菜種類看，葉菜類、胡蘿卜、毛豆等生產(chǎn)機(jī)械化水平較高，茄果類、瓜果類等生產(chǎn)機(jī)械化水平較低；從生產(chǎn)環(huán)節(jié)看，耕整地、育苗、灌溉、植保等已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，移栽、收獲等相對(duì)薄弱；從研發(fā)生產(chǎn)能力看，省內(nèi)農(nóng)機(jī)企業(yè)的產(chǎn)品集中于耕整地、水肥一體化、軌道運(yùn)輸?shù)龋r有企業(yè)涉足移栽、收獲類機(jī)具。

短板，逐塊補(bǔ)齊；堵點(diǎn)，逐個(gè)打通。

“近年來，我們聚焦重點(diǎn)作物、重點(diǎn)環(huán)節(jié)，圍繞產(chǎn)、學(xué)、研、推、用融合，從研發(fā)端、推廣端、服務(wù)端三重發(fā)力，積極開展蔬菜新機(jī)具、新技術(shù)引進(jìn)、研發(fā)、試驗(yàn)、示范和推廣。”林志強(qiáng)說，從耕整地、育苗、移栽到植保、灌溉、收獲，再到運(yùn)輸、初加工，蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化不斷實(shí)現(xiàn)新突破。

最近，福建省機(jī)械科學(xué)研究院高級(jí)工程師陳聲佩忙著優(yōu)化自主研制的葉菜有序收獲機(jī)。兩年以來，這款機(jī)具已迭代到第三代樣機(jī)，即將進(jìn)入成熟化階段。

何為有序收獲？簡而言之，蔬菜收獲后，要整整齊齊碼放在一起。對(duì)于菠菜、空心菜、芹菜這樣的長稈葉菜，有序收獲尤為重要。試想，如果它們是一團(tuán)亂麻，就必須人工二次整理，以保證賣相。而要把糾纏在一起的莖稈扯開，耗工費(fèi)時(shí)不說，還極容易造成長稈葉菜損傷，不利于儲(chǔ)運(yùn)銷售。

長期以來，這類葉菜收獲無機(jī)可用，高度依賴人工。瞄準(zhǔn)痛點(diǎn)后，陳聲佩依托省里農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目，開展葉菜專用有序收獲機(jī)具研發(fā)。

其實(shí)，葉菜收獲機(jī)整體構(gòu)造并不復(fù)雜：將菜整根夾起后，通過喂入口導(dǎo)入傳送帶，最后落入收集筐。但要實(shí)現(xiàn)有序收獲，就有講究了。最難的是輸送過程，既要有力夾持住菜的莖稈，保證其同一姿態(tài)，又不能用力過猛，避免產(chǎn)生損傷。陳聲佩幾易方案，都不能兩全其美，最后突發(fā)奇想——用氣囊。原理很好理解，想象兩個(gè)氣球之間夾著一棵菜，既夾得緊又不易夾傷。更巧妙的是，通過調(diào)整充氣量，還能適應(yīng)不同個(gè)頭的葉菜。“一個(gè)小時(shí)可以收獲1畝到1.5畝葉菜，相當(dāng)于20人的作業(yè)量。”陳聲佩說。這款機(jī)具的另一個(gè)亮點(diǎn)是，收獲過程連根拔起而非切割，可實(shí)現(xiàn)帶根收獲。畢竟，福建人吃菠菜，總愛保留一段甘甜的根部。這款填補(bǔ)了技術(shù)空白的產(chǎn)品，正是福建推進(jìn)蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化的最新成果之一。除此以外，蔬菜高效移栽機(jī)、胡蘿卜收獲機(jī)、串收番茄病害識(shí)別機(jī)器人、番茄采摘機(jī)器人等“福建制造”，也都有了樣機(jī)，補(bǔ)齊了各個(gè)薄弱環(huán)節(jié)短板，很快將進(jìn)入試驗(yàn)示范和推廣應(yīng)用階段。

有“機(jī)”融合

如何讓機(jī)器學(xué)會(huì)像人一樣采收番茄？這是鐘鳳林近年研究的新課題。

像番茄這樣的茄果類蔬菜，通常是漸次成熟，同一植株上掛的果有生有熟。因此，機(jī)器首先要學(xué)會(huì)分辨果實(shí)成熟度，這就需要構(gòu)建一個(gè)人工智能大模型。

一開始，人工智能還是個(gè)什么都不會(huì)的“小白”，需要人工投喂大量學(xué)習(xí)資料。人們?cè)诖笈飪?nèi)拍攝數(shù)以萬計(jì)的番茄高清照片，數(shù)據(jù)標(biāo)注師逐一拉框，為畫面中的每一粒果實(shí)標(biāo)注成熟度。一般來說，番茄果實(shí)按照生長周期，可以分為綠熟期、轉(zhuǎn)色期、成熟期、完熟期。隨后，人工智能進(jìn)入深度學(xué)習(xí)階段，自主從海量圖像中歸納總結(jié)——為什么這樣的果實(shí)屬于綠熟期，不能采摘；為什么那樣的果實(shí)已經(jīng)到了完熟期，可以采摘。

大模型加持，采摘機(jī)器人就擁有了智慧大腦，可以在番茄大棚內(nèi)，在攝像頭、雷達(dá)等傳感器幫助下，自由穿梭，精準(zhǔn)避障，像人類一樣識(shí)別已成熟的果實(shí)。但現(xiàn)實(shí)世界紛繁復(fù)雜，番茄植株上枝蔓交錯(cuò)，風(fēng)吹草動(dòng)難以避免。機(jī)械手如何精準(zhǔn)觸達(dá)目標(biāo)位置，剪切時(shí)如何避免誤傷果串邊上的其他枝蔓，都考驗(yàn)自身智能的硬功夫。

目前，鐘鳳林團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這款采摘機(jī)器人已初具雛形?；诔f張照片的訓(xùn)練量，大模型對(duì)番茄成熟度的判別準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在持續(xù)研發(fā)另一款番茄病害識(shí)別機(jī)器人。過去，發(fā)現(xiàn)番茄病害往往要等到株葉出現(xiàn)明顯病斑時(shí)，具有滯后性。這款機(jī)器人不僅長有一雙“火眼金睛”，還具有“未卜先知”的能力——通過高光譜分析，透視番茄植株內(nèi)在細(xì)微變化，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)庫，做出病害早期診斷，幫助種植戶提前干預(yù)，減少損失。

如果說機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的上半場，智慧化無疑是至關(guān)重要的下半場。福建蔬菜產(chǎn)業(yè)一方面立足當(dāng)下，補(bǔ)齊機(jī)械化短板；另一方面著眼未來，擁抱智慧化新浪潮。

鐘鳳林認(rèn)為，只有將信息技術(shù)、生物技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、現(xiàn)代經(jīng)驗(yàn)管理知識(shí)與農(nóng)學(xué)有機(jī)融合，才能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。

推進(jìn)蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化，融合是繞不開的話題。林志強(qiáng)認(rèn)為，這不僅需要農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新，還需要多部門、多學(xué)科、多環(huán)節(jié)協(xié)同配合。