尚书旗 王东伟 鹿光耀

近年来，随着人民生活水平的提高，红酒越来越流行，消费量不断增加，葡萄种植面积不断扩大，但葡萄种植机械化水平不高，影响了整个产业的发展。目前，我国葡萄生产仍以传统的手工操作为主，劳动强度大，效率低下。为此，青岛农业大学工学院院长尚书旗等专家通过研究国内外葡萄收获机械的发展现状，分析我国葡萄机械化进程中存在的问题，展望未来葡萄机械化生产的发展趋势，为我国学习借鉴国外的先进技术提供了依据，为国内葡萄机械化生产机具的研制提供了参考。

2013年，我国葡萄种植面积61万公顷，位居世界第四位。但我国葡萄机械化程度低、比例低、标准化程度低，局限于几种农业通用机械，针对葡萄园大面积应用的只有埋藤机。当前，我国葡萄机械化生产存在着两大矛盾：一是传统观念和传统栽培技术与现代化发展理念和技术不相适应的矛盾，二是现有种植模式尤其是葡萄园建设与轻简化发展不匹配的矛盾。

与国内相此，国外葡萄机械化生产程度较高，土壤管理和病虫害防治等已实现机械化，酿酒葡萄等已经解决了机器采收问题。其中，法国、美国和意大利等国家处于世界葡萄机械化生产领先地位。鲜食葡萄从耕整地、种植、施肥、施药及包装等均有相应的作业机械，酿酒葡萄已实现了种收等全程机械化，现正向自动化和智能化方向发展。随着农业从业者的减少及老龄化趋势不断加大，全程机械化成为葡萄生产的必由之路。

实现葡萄机械化生产的前提是具有与机械化相适应的建园要求。通过调查研究可以确定，建园要求的核心为宽行距、大行头，也就是行距至少为2米，比较适宜的行距普遍认为在2.2—2.5米之间。埋土防寒地区留出3.5米左右即可，柱高为地上1.9—2米。行头回旋半径4米以上，可搭棚架。

与机械化相适应的建园要求还包括选择标准化架式和树形。标准化架式为单立架，树形为单干双臂、单干单臂，直立或倾斜。根据种植规模大小，现有葡萄的种植模式可分为单一农户种植、联产种植、庄园种植模式。国外以庄园种植模式为主，适宜葡萄机械化生产；我国以单一农户种植为主，不太适宜葡萄机械化的发展。随着土地流转政策的实施，联产种植和庄园种植成为可能，将会创造出更适宜葡萄机械化的环境。

根据种植搭架方式，可分为篱架式、简易竹架、小棚架三种。篱架式种植模式单位面积为3.0米×1.5米，与机械化相适应种植模式的栽植密度通常为150株/亩；简易竹架种植模式单位面积为2.5米×1.5米，栽植密度通常为222株/亩；小棚架种植模式单位面积为2.0米×1.5米，栽植密度通常为111株/亩。目前，我国葡萄种植模式以篱架式为主。　　　

葡萄建园还离不了开沟。长期以来，我国缺少对葡萄专业开沟机械的设计研发，大多数地区葡萄开沟由人工开挖或使用液压挖掘机等通用机械挖掘。人工开沟或者通用挖掘机开沟，不仅劳动强度大、效率较低，而且开沟效果较差。反观国外，葡萄开沟机的发展较早，美国、法国、英国和意大利等国家发展较快。仅美国生产葡萄专用开沟机的公司就有凯斯（CASE）、DitchWitch、Vermeer等。例如凯斯公司560、660、860等型号的开沟机，功率段涵盖38千瓦至64千瓦，可以开出1.83米至2.13米深的沟，能够满足国外各种葡萄园的需求。但国外葡萄开沟机结构复杂，价格昂贵，并不十分适宜国内用户的需求。

由于葡萄种植对土壤、种植模式、病虫害等外界因素要求很高，所以葡萄田间管理机械的研制至关重要。田间管理包括除草、施肥、喷灌、修剪、防寒、施药等环节。国外葡萄田间管理机械发展已经相当成熟，而国内葡萄田间管理机械发展较晚。近年来，我国在葡萄施肥、防寒、施药环节取得了巨大的进展，但现阶段专用除草、修剪机械使用效果尚不理想。

在葡萄园中，杂草会影响葡萄的生长。在葡萄田间管理过程中，传统的人工除草费时费力，除草机械的研制成为一项亟待解决的问题。国外葡萄除草机械发展较早，现已实现行内行间机械化除草，并且除草效果好。

国内葡萄田间除草机械起步晚，技术落后于国外发达国家。近年来，结合葡萄种植模式，已有一些国内企业研制出了适合我国葡萄种植的行间除草机型。其中比较具有代表性的有曲阜市鲁宏机械设备有限公司研制的葡萄地除草机、郑州市富民农具有限公司研制的葡萄地除草机等。例如富民农具有限公司研制的葡萄地除草机具有重量轻，体积小，结构简单，生产效率高等特点，能完成耕宽80cm、耕深20cm的作业，最大功率达5.0千瓦，工作效率大约为1亩/小时。国内大部分除草机具类似于微型旋耕机，通过机具翻转土层，不仅可以除草，还有耕整地的作用，可以恢复土壤肥力，增加孔隙，有利作物根系伸展。

传统的手工施肥不仅耗时耗力，而且施肥不均匀。国内用于葡萄施肥的机械多为在其他作物施肥机械上改制而成，施肥效果往往不佳；而国外葡萄专用施肥机械化程度高，结构复杂，同时成本较高，因而比较适合葡萄的庄园种植模式。

2012年，山东农业大学同益丰机械有限公司研制出了振动深松施肥机、葡萄深施肥机等先进适用的葡萄施肥机械。振动深松施肥机是我国第一台葡萄深施机，现已获得国家专利，填补了国内空白。该机具有易操作、安全可靠、提高肥料利用率、减轻劳动强度等特点，采用凿形开沟施肥复合装置，施肥深度可调，最大可达到50厘米。搅龙式排肥采取强制排肥的方式，便于降低能耗，化肥及有机肥一次性的施入作物根部。振动深松、施肥同时进行，单双行可调。该机双行施肥深度达到20—35厘米，单行达到35—50厘米，施肥器行距70—120厘米，作业速度1.5—3千米/小时，单行作业生产效率3—6亩/小时，双行作业6—12亩/小时。

国外葡萄种植主产区冬季气候比较温和湿润，葡萄常年生长在葡萄架上，一般不需要葡萄防寒，为葡萄机械化生产创造了适宜的作业条件。我国北方地区的冬天比较寒冷，防寒成为葡萄等果树生产管理的重要环节，一般采取保温材料覆盖防寒和土壤覆盖防寒两种方法。

最常用的防寒方法是覆盖土壤进行防寒，主要包括防寒土覆盖和防寒土清除两步。葡萄防寒机械包括葡萄埋藤防寒机，防寒土清除机两种。埋藤防寒机包括抛土式、松土式两类，抛土式分为单向抛土、双向抛土，松土式分为一次完成型、两次完成型两种。

葡萄埋藤机的主要结构由悬挂牵引机架、变速箱、挖沟集土铲、纵向输送器、可换向横向输送器、抛土换向器、支承限深地轮、抛土距离控制板等部分组成。近年来，我国葡萄防寒机械发展迅速，国内较为常见的防寒机械有天津振兴研制的3MTN200-2埋藤机和高密益丰研制的防寒埋藤机。

国外葡萄喷药早已实现机械化，欧洲国家多采用风送式喷雾技术，从喷头喷出的雾滴经强大气流的撞击，形成二次雾化，产生更细、更均匀的雾滴，有利于提高雾滴附着率和防治效果。针对葡萄病虫害，我国各地主要采用手动喷雾器、高压喷雾器、电动高压喷雾器、担架式喷雾机、踏板式手压喷雾器等施药机具。主要运用大容量、粗雾滴的喷雾技术和高压液力喷雾技术。

2012年，益丰机械有限公司设计研制出国内首台风送气静电结合式高效精细喷药机，具有喷药均匀、喷药精准，效率高等特点。

葡萄是多年蔓生植物，稠密的枝条和叶子将会遮挡阳光，还会挡风，因此不利于葡萄生长，还会导致病虫害，降低葡萄的产量。因此，对葡萄枝叶进行修剪是非常必要的。

结合葡萄直立和水平生长的特点，葡萄修剪机械分为直立叶幕修剪型和水平叶幕修剪型。根据季节不同，葡萄修剪机械又可分为夏梢修剪和冬季枝条修剪两种。国外修剪机已经相当成熟，修剪机械产量高，品种多。由于其自身的种植模式，国外多采取整株几何修剪，较具有代表性的有西班牙生产的D600转刀式修剪机、法国生产的Hydra800型圆盘锯式修剪机。

国内修剪机械的发展比较缓慢，研发、生产企业数量少，种类单一，与国外发展水平还有很大差距。现阶段仍以单支修剪机为主，而大型自动升降台不适宜我国现有的种植模式。手动式修剪机具有结构简单，易操作等优点，但其功率比较低下，易坏不易修。　　

目前，葡萄机械化收获主要以酿酒葡萄收获为主，因为葡萄机械收获过程中会不同程度地造成葡萄果实组织的破坏，所以鲜食葡萄仍需人工采摘。酿酒葡萄收获机的诞生，解决了人工收获的难题，节约了劳动力，降低了生产成本，为酿酒葡萄种植起到了决定性推动作用。国外已全面实现了酿酒葡萄的机械化，例如纽荷兰自走式葡萄收获机的研制成功，大大提高了葡萄的收获效率。现在国外研制的葡萄收获机械主要是依靠振动葡萄藤，使成串的葡萄脱落后再进行收集。

伴随着我国葡萄酒行业的兴起，我国也急需葡萄实现收获机械化。当前，我国对葡萄的收获研究相对较少，葡萄收获机械几乎处于空白阶段，发展葡萄收获还任重道远，需要不断消化吸收发达国家先进技术，建立研究葡萄收获机的平台。

葡萄收获机械未来的发展趋势在于发展采摘葡萄机器人。葡萄自动采摘机器人运用先进的技术，可以在采摘之前检测葡萄中的含糖量和化学成分，然后利用数据分析绘制全球定位系统地图，使得采摘机器人能够利用导航，在葡萄园中采摘成熟的葡萄。自动化、智能化收获也是葡萄收获机械的发展方向。

我国葡萄机械化生产起步晚，创新性不强。机械化生产底子薄，长期依靠仿制国外先进技术，缺乏独创性。目前，我国葡萄机械化农艺农机只是简单的结合，而不能更好的融合。例如我国现有农艺要求严格，传统葡萄种植理念和种植模式不适宜葡萄机械化，限制了机械的应用；我国冬季北方地区寒冷，需要埋土防寒。为了埋土防寒，深沟栽植是防寒的农艺要求，但不适宜葡萄机械化发展。此外，我国葡萄种植面积庞大，葡萄机械化生产需求大，但我国研制适用机械的单位少，导致现有机械不能满足生产要求，葡萄生产仍基本依赖人工。

葡萄机械的作业对象是土壤、枝蔓和果实等有系统组织结构和生物活性的客体，它与果树科学和生命科学技术相互交叉、渗透、融合，才能满足现代葡萄生产工艺技术要求。葡萄生产系统的开放性，要求葡萄机械适应农业生产环境的时空变化、作物生理生态的变化，采取精确、恰当的作业，计算机辅助决策技术、信息技术、自动化与智能控制技术等高新技术的应用必然成为葡萄机械技术发展变化的总体趋势。

我国葡萄种植面积不断扩大，而参与种植管理的劳动力却越来越少，葡萄急需机械化生产。由于国内外种植环境的差异，对于国外的先进技术和科学种植理念，我们只能借鉴，但不能照搬。我们要结合国内葡萄种植模式与理念，独创性地研制适合国情的葡萄机械化生产装备，推进我国葡萄机械化进程。伴随着土地流转政策的实施，大地块葡萄的出现会更加有利于机械化生产发展。在这一发展过程中，农艺农机融合程度将会更高，农艺也将更加适应葡萄机械化生产的要求，我国葡萄机械化生产将更加信息化、自动化和智能化。