核心提示

2025年中央一號文件提出，推動農(nóng)機裝備高質(zhì)量發(fā)展，加快國產(chǎn)先進適用農(nóng)機裝備等研發(fā)應用。

提升農(nóng)機裝備水平，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。目前，全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率超過75%，小麥、玉米、水稻三大主糧基本實現(xiàn)全程機械化。但從全局看，農(nóng)業(yè)機械化依然存在結構性“短板”，突出表現(xiàn)在丘陵山區(qū)適用小型機械不足，果樹、蔬菜等特色產(chǎn)業(yè)機械化水平遠低于大田作物，部分作物種植、收獲等關鍵環(huán)節(jié)面臨“無機可用”“有機難用”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)作物全程機械化行動，聚焦重點農(nóng)作物和薄弱環(huán)節(jié)，圍繞產(chǎn)、學、研、推、用融合，著力推進農(nóng)機裝備補短板，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)機械化率的領域，蔬菜生產(chǎn)的機械化率提升尤為關鍵。 農(nóng)諺有云：“一畝園，十畝田。”這有兩層含義：菜園精耕細作，單位面積經(jīng)濟效益遠超大田；與之相對應的是，蔬菜生產(chǎn)需要更高的技術要求，同時蔬菜生產(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，這繞不開機械化。

福建人的生活，離不開菜。在消費端，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”核心基地之一。

然而，多山少田，地塊小而分散，“耕牛能進，‘鐵牛’難進”；蔬菜種類紛繁復雜，種植習慣千差萬別，適用農(nóng)機具匹配難度大……種種掣肘下，福建和全國一樣，蔬菜生產(chǎn)機械化水平遠低于糧食作物。隨著農(nóng)機裝備補短板行動的推進，這一局面正悄然發(fā)生改變。2024年，全省蔬菜生產(chǎn)綜合機械化率約40%，比2020年提升了10個百分點。

“機”不可失

每次遇到老朋友鐘鳳林，毛起龍都要感謝對方“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)林大學園藝學院副院長、教授鐘鳳林因推廣新品種與毛起龍結識。其間，鐘鳳林發(fā)現(xiàn)，當?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，實則更費時費錢。”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，拔除過密的菜苗時難免傷及無辜。被誤傷的菜苗要恢復長勢，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，讓他意識到蔬菜生產(chǎn)機械化轉型的急迫性。時至今日，他還常常在課堂上與學生分享10多年前在晉江市開展科技服務時的見聞。

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的“坂田七寸”。洋種子曾經(jīng)一粒難求，一罐種子售價一度超過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，需要人工點播。每年9月播種季，一些大戶都要請來親戚朋友助陣，目的不是幫工，而是監(jiān)工——畢竟，浪費一把種子就是數(shù)千元損失。

把種植成本降下來，一靠國產(chǎn)化，二靠機械化。

不過，當時市面上還沒有胡蘿卜專用的播種機。鐘鳳林開始跨界探索，一開始引進豆類滾筒式播種機，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，對胡蘿卜種子進行丸粒化處理，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；找來機械專家，改良滾筒排種器，解決了播種機容易卡種等難題。

第一臺小型半自動滾筒式胡蘿卜專用播種機誕生了，作業(yè)效率比人工點播提升了數(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)民主動購買，再到后來買種子送播種機，晉江胡蘿卜播種逐步實現(xiàn)了機器換工。以此為起點，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，青梗菜實現(xiàn)播種機械化更容易。不過，毛起龍略顯固執(zhí)，一開始堅信經(jīng)驗比機器更可靠。眼看怎么苦口婆心勸說都改變不了對方根深蒂固的老觀念，鐘鳳林索性自費為他購置了一臺蔬菜播種機。

實打實的效果的確更有說服力：機播替代人工撒播，足足節(jié)省了三分之二用種量；播種過程精準可控，不再需要后期大規(guī)模間苗，節(jié)省了大量勞動力投入。要知道，當前青梗菜生產(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。

接受了這場機械化啟蒙后，毛起龍期盼：“什么時候蔬菜生產(chǎn)能夠實現(xiàn)全程機械化？”

難中尋“機”

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)全程機械化技術裝備培訓班上，中國農(nóng)業(yè)科學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；在我國食物消費結構中，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、消費需求不相匹配的是，全國蔬菜生產(chǎn)綜合機械化率僅約42%，比大田作物低30個百分點以上。其中，露地蔬菜移栽、采收環(huán)節(jié)尤其薄弱，機械化率不足30%。在農(nóng)村青壯勞動力日益緊缺的大背景下，蔬菜生產(chǎn)勞動強度大、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，導致農(nóng)機產(chǎn)品通用性差。與大田作物相比，由于蔬菜單一種植面積小，對農(nóng)機具需求量不足，蔬菜生產(chǎn)機械的研發(fā)和推廣難度更大。”福建省農(nóng)業(yè)機械推廣總站副站長林志強說。

以福建胡蘿卜為例，這一問題更為直觀。如果對比南北方胡蘿卜種植模式，就會發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(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)機械推廣總站高級工程師陳凌霄說，在閩南地區(qū)，一畝土地的流轉成本高達每年上千元。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，但獨特的農(nóng)藝也帶來了農(nóng)機適配難題。

近年來，晉江、石獅等地相繼從德國、日本引進了多款機具，破解了胡蘿卜收獲環(huán)節(jié)“無機可用”難題。但這些收獲機均基于一壟一行、一壟兩行等主流種植模式設計，到了福建就顯得水土不服。此外，福建胡蘿卜收獲時習慣留纓，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)有胡蘿卜收獲機作業(yè)時，通常齊頭切斷莖葉，不作留纓處理。

解決農(nóng)機適配難題，有兩種思路。一是改農(nóng)機，從業(yè)者曾向廠商提出技術需求，但開模費用高昂，動輒數(shù)百萬元；二是改農(nóng)藝，鐘鳳林團隊正在試驗調(diào)整胡蘿卜種植行數(shù)、行距，以適應現(xiàn)有收獲機具，但這帶來的或是畝產(chǎn)的減少，農(nóng)民一時難以接受。

福建“八山一水一分田”的地形，導致農(nóng)田“耕牛能進，‘鐵牛’難進”。林志強說，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)機具機型普遍較大，福建多數(shù)耕地難以通行大型機械；即便是中小型機械，面對耕地分散、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”遇

讓更多“鐵牛”進菜園，關鍵在于因地制宜補短板。

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)機械化水平較高，茄果類、瓜果類等生產(chǎn)機械化水平較低；從生產(chǎn)環(huán)節(jié)看，耕整地、育苗、灌溉、植保等已基本實現(xiàn)機械化，移栽、收獲等相對薄弱；從研發(fā)生產(chǎn)能力看，省內(nèi)農(nóng)機企業(yè)的產(chǎn)品集中于耕整地、水肥一體化、軌道運輸?shù)?，鮮有企業(yè)涉足移栽、收獲類機具。

短板，逐塊補齊；堵點，逐個打通。

“近年來，我們聚焦重點作物、重點環(huán)節(jié)，圍繞產(chǎn)、學、研、推、用融合，從研發(fā)端、推廣端、服務端三重發(fā)力，積極開展蔬菜新機具、新技術引進、研發(fā)、試驗、示范和推廣。”林志強說，從耕整地、育苗、移栽到植保、灌溉、收獲，再到運輸、初加工，蔬菜生產(chǎn)全程機械化不斷實現(xiàn)新突破。

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

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，耗工費時不說，還極容易造成長稈葉菜損傷，不利于儲運銷售。

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

其實，葉菜收獲機整體構造并不復雜：將菜整根夾起后，通過喂入口導入傳送帶，最后落入收集筐。但要實現(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，還能適應不同個頭的葉菜。“一個小時可以收獲1畝到1.5畝葉菜，相當于20人的作業(yè)量。”陳聲佩說。這款機具的另一個亮點是，收獲過程連根拔起而非切割，可實現(xiàn)帶根收獲。畢竟，福建人吃菠菜，總愛保留一段甘甜的根部。這款填補了技術空白的產(chǎn)品，正是福建推進蔬菜生產(chǎn)全程機械化的最新成果之一。除此以外，蔬菜高效移栽機、胡蘿卜收獲機、串收番茄病害識別機器人、番茄采摘機器人等“福建制造”，也都有了樣機，補齊了各個薄弱環(huán)節(jié)短板，很快將進入試驗示范和推廣應用階段。

有“機”融合

如何讓機器學會像人一樣采收番茄？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，機器首先要學會分辨果實成熟度，這就需要構建一個人工智能大模型。

一開始，人工智能還是個什么都不會的“小白”，需要人工投喂大量學習資料。人們在大棚內(nèi)拍攝數(shù)以萬計的番茄高清照片，數(shù)據(jù)標注師逐一拉框，為畫面中的每一粒果實標注成熟度。一般來說，番茄果實按照生長周期，可以分為綠熟期、轉色期、成熟期、完熟期。隨后，人工智能進入深度學習階段，自主從海量圖像中歸納總結——為什么這樣的果實屬于綠熟期，不能采摘；為什么那樣的果實已經(jīng)到了完熟期，可以采摘。

大模型加持，采摘機器人就擁有了智慧大腦，可以在番茄大棚內(nèi)，在攝像頭、雷達等傳感器幫助下，自由穿梭，精準避障，像人類一樣識別已成熟的果實。但現(xiàn)實世界紛繁復雜，番茄植株上枝蔓交錯，風吹草動難以避免。機械手如何精準觸達目標位置，剪切時如何避免誤傷果串邊上的其他枝蔓，都考驗自身智能的硬功夫。

目前，鐘鳳林團隊研發(fā)的這款采摘機器人已初具雛形?；诔f張照片的訓練量，大模型對番茄成熟度的判別準確率達到90%以上。與此同時，團隊還在持續(xù)研發(fā)另一款番茄病害識別機器人。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，具有滯后性。這款機器人不僅長有一雙“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)在細微變化，結合相關數(shù)據(jù)庫，做出病害早期診斷，幫助種植戶提前干預，減少損失。

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

鐘鳳林認為，只有將信息技術、生物技術、現(xiàn)代工程技術、現(xiàn)代經(jīng)驗管理知識與農(nóng)學有機融合，才能適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。

推進蔬菜生產(chǎn)全程機械化，融合是繞不開的話題。林志強認為，這不僅需要農(nóng)機裝備創(chuàng)新，還需要多部門、多學科、多環(huán)節(jié)協(xié)同配合。