自動整地、栽苗，自動鋤草、打藥，自動采收、轉(zhuǎn)運(yùn)、分選……一個全程機(jī)械化的蘋果園，該怎么建？是否真能實(shí)現(xiàn)？我國首個蘋果全程機(jī)械化試驗(yàn)站在陜西黃陵縣揭牌成立。

該試驗(yàn)站將針對當(dāng)前果園機(jī)械化進(jìn)程中的瓶頸問題，進(jìn)行持續(xù)探索創(chuàng)新，推動蘋果產(chǎn)業(yè)向全程機(jī)械化、自動化、智能化、智慧化逐步邁進(jìn)。記者采訪了試驗(yàn)站技術(shù)負(fù)責(zé)人、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蘋果全程機(jī)械化科研基地主任、西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院教授楊福增。他介紹，“當(dāng)前，蘋果生產(chǎn)中絕大部分環(huán)節(jié)都已經(jīng)有了機(jī)械化的技術(shù)和裝備，試驗(yàn)站建立的目的，一方面是在少數(shù)尚未機(jī)械化的環(huán)節(jié)進(jìn)行攻關(guān)，另一方面重點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)、裝備和農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合模式的試驗(yàn)示范及推廣落地，使機(jī)械化早日成為現(xiàn)實(shí)?！?/p>

蘋果采摘平臺。受訪者供圖

蘋果園里，哪些環(huán)節(jié)可機(jī)械化？

蘋果的全生命周期包含多個環(huán)節(jié)，從最初的整地栽苗，到施肥打藥、割草防災(zāi)，再到剪枝疏花、套袋摘袋，再到采摘轉(zhuǎn)運(yùn)等等。

楊福增介紹，當(dāng)前，近年來發(fā)展的現(xiàn)代果園，蘋果生產(chǎn)中絕大部分環(huán)節(jié)，都有相應(yīng)的機(jī)械，如整地栽苗，這樣的工作機(jī)器已經(jīng)能夠做到，施肥打藥的機(jī)械，甚至機(jī)器人也都由科研機(jī)轉(zhuǎn)化為商品機(jī)了，割草既可以用割草機(jī)，也可以用避障割草機(jī)器人等，都已經(jīng)較為成熟。套袋摘袋，剪枝疏花等環(huán)節(jié)，也有一些相應(yīng)的輔助器具，但或者無機(jī)械裝備，只能做輔助，依然大量靠人工，或者屬于引進(jìn)設(shè)備、和國內(nèi)農(nóng)藝農(nóng)技不太匹配，還需要攻克農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合的一些難題。

蘋果采摘機(jī)器人。受訪者供圖

在整個蘋果生產(chǎn)周期中，最難實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的環(huán)節(jié)之一，是采摘。近年來，楊福增團(tuán)隊(duì)一直在進(jìn)行蘋果采摘機(jī)械的研發(fā)，并于2022年制造了國內(nèi)高校第一臺蘋果雙臂采摘機(jī)器人，并于當(dāng)年9月，蘋果成熟時，走進(jìn)果園進(jìn)行了試驗(yàn)。幾年來，楊福增和團(tuán)隊(duì)科研人員已經(jīng)對蘋果采摘機(jī)器人進(jìn)行了多次更新迭代，從單臂到雙臂多臂，從笨拙到靈活，在適宜機(jī)械作業(yè)的場景中，采摘機(jī)器人的效率可抵5-8人。

“采摘是機(jī)械化率最低的環(huán)節(jié)，僅有2.7%，也是最難的環(huán)節(jié)之一，現(xiàn)在我們基本上攻克了這個難題，理論上說，蘋果全生命周期中，絕大部分環(huán)節(jié)都可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，甚至自動化智能化了。”

遙控割草機(jī)。受訪者供圖

農(nóng)藝不同，需要的機(jī)械也不同

據(jù)悉，此次成立的首個蘋果全程機(jī)械化試驗(yàn)站，其主要任務(wù)包括三部分：對已有的機(jī)械裝備進(jìn)行優(yōu)選配套，對無良機(jī)可用的薄弱環(huán)節(jié)機(jī)械化生產(chǎn)裝備進(jìn)行改良優(yōu)化，對無機(jī)可用的短板環(huán)節(jié)機(jī)械化、智能化生產(chǎn)裝備進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)。同時分別針對傳統(tǒng)果園、現(xiàn)代果園和山地果園開展相關(guān)工作。

我國幅員遼闊，地理跨度大，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，南方與北方、山地與平地生產(chǎn)情況各不相同，對農(nóng)業(yè)機(jī)械的要求也不同，如丘陵坡地，更需要小型農(nóng)機(jī)。楊福增介紹，“我們的任務(wù)之一，就是對各種機(jī)械在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性進(jìn)行試驗(yàn)，并加以改進(jìn)，使它更符合不同地方的生產(chǎn)需求。”

蘋果生產(chǎn)中，哪些環(huán)節(jié)沒有機(jī)械？楊福增介紹，“包含我國研發(fā)的、引進(jìn)的各種機(jī)械，理論上各個環(huán)節(jié)都有，但事實(shí)上，一些特定環(huán)節(jié)仍缺乏合適的機(jī)械。比如套袋和摘袋，這是非常消耗人力的工作，目前也只有一些輔助器械或輔助平臺，沒有自動化智能化的設(shè)備；當(dāng)然，也有不少專家在研究免套袋的品種或栽培技術(shù)，未來是否還需要這個環(huán)節(jié)的作業(yè)，尚未可知。此外，剪枝和疏花疏果，也是機(jī)械化比較難的環(huán)節(jié)，國外相應(yīng)的設(shè)備，我國也有引進(jìn)，但引進(jìn)的設(shè)備和國內(nèi)精耕細(xì)作的農(nóng)藝之間，還存在匹配的問題。比如疏花，目前是人工‘精挑細(xì)選’、用手將多余的邊花去掉，只留下一個中心花，以便蘋果長得更大更好；一般農(nóng)民會進(jìn)行2次疏花，不斷比較，留下最好的一個，但用機(jī)器，一次性就去掉了，中間比較的過程就沒了。剪枝也是如此，機(jī)器是‘大而化之’的，還不能像人一樣，對每一根枝條進(jìn)行觀察，衡量得失?！?/p>

疏花機(jī)。受訪者供圖

推廣普及，仍需政府更多支持

我國是農(nóng)業(yè)大國，也是蘋果生產(chǎn)大國，蘋果種植面積約在2900多萬畝，其中有不少在丘陵山地，而農(nóng)業(yè)人口的老齡化加快、從業(yè)人員的急劇減少，正在不斷影響著產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

“機(jī)械化是未來必然的趨勢，讓目前還是勞動密集型的蘋果產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，是解決農(nóng)業(yè)勞動力缺乏的主要途徑。”楊福增說。

種果園的老人，真的可以買自動化的機(jī)械嗎？楊福增介紹，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，但并不意味著小農(nóng)戶都要買農(nóng)機(jī)、都要買好多農(nóng)機(jī)。事實(shí)上，我國在小農(nóng)戶現(xiàn)代化的過程中，逐漸發(fā)展起來了一個非常有前景的農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)體系，就好像跨區(qū)收割的收割機(jī)一樣，由一部分農(nóng)機(jī)服務(wù)組織，或農(nóng)機(jī)大戶、或農(nóng)民合作社、或家庭農(nóng)場這樣的新型經(jīng)營主體購買農(nóng)機(jī)，為小農(nóng)戶提供服務(wù)，顯然是更合適的做法。“當(dāng)然，在農(nóng)機(jī)購買方面，仍需要政府提供更多的幫助和支持，尤其是經(jīng)濟(jì)條件不是很好的丘陵山區(qū)。”

什么時候才能真正看到無人蘋果園？楊福增認(rèn)為，這或許還需要一段時間，首先實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，再實(shí)現(xiàn)自動化、智能化和無人化?！熬蜋C(jī)械化而言：一方面要進(jìn)一步改良農(nóng)機(jī)，讓不同環(huán)境中都有適合性和可靠性都比較好的機(jī)械；一方面機(jī)械化作業(yè)的前提是需要在農(nóng)機(jī)道等基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行宜機(jī)化改造。機(jī)械化作業(yè)是規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的，從果園設(shè)計(jì)、栽植、管理等都需要一整套農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合匹配的標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，許多傳統(tǒng)果園，原本是適應(yīng)人工作業(yè)的，沒有留下機(jī)械行走的道路和作業(yè)的空間，機(jī)子要么無路可走到不了地頭，要么到了地頭但進(jìn)不了果園，要么進(jìn)了果園掉不了頭，這或許需要政府在基礎(chǔ)建設(shè)方面進(jìn)行更多的引導(dǎo)、投入和支持，幫助農(nóng)民更快地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化作業(yè)?！?/p>

果園自動迷霧施藥機(jī)。受訪者供圖