上海地區桃、梨果園施肥機械使用情況調研分析

朱春燕，范良俊，范 濤，顧小小

（上海市農業機械研究所，上海 201106）

0 引言

根據《上海市推進農業高質量發展行動方案（2021-2025 年）》和《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的實施意見》（國發〔2018〕42 號）相關目標任務，到2025 年上海要建成5～8個林果機械化生產示范基地，機械化率達到60%。作為果園生產中持續時間長、耗費人力大的生產環節，施肥對果樹生長的重要性是不言而喻的，施肥質量的好壞決定了果品的質量和產量。為提升果園生產效果，提高果品品質，推進產業升級發展，上海積極改造老果園，進行果園省力化種植模式應用推廣，優化園地布局和樹體結構[1]，同時引進國外、國內其他省市先進果園機械，大力推進果樹機械化發展。

1 上海地區果園現狀

1.1 栽種規模

上海地產瓜果產業經過近40 年的發展，產業面積趨于穩定，布局結構不斷優化，區域特色漸具規模。截止到2021 年底，上海果園種植面積18.61 萬畝（1 畝=0.0667 hm2）。桃、梨是上海主栽果樹，主要分布于奉賢、浦東、金山、松江等區，其栽種面積合計達8.53 萬畝，占比45.8%。

近年來，隨著栽培技術的不斷改進，上海地區果品品質不斷提升,衍生出多個深受百姓喜愛的地產品牌產品，如梨家族“早生新水”“翠冠”，桃家族“皇母”“錦繡”“蜜露”等，品牌效應逐步顯現，效益穩步提高。

1.2 種植模式

當前，上海果園正經歷從傳統開心形種植模式向寬行密植省力化栽培種植模式轉型的階段。傳統的種植模式采用開心形樹形，樹形特點是有3 個主枝，主枝間夾角120°，主枝與主干間夾角60°，長成后樹冠張開較大。寬行密植省力化栽培種植模式采用正Y 形（桃）或主干形樹形（梨），正Y 形樹形特點是有2 個主枝、反向延伸，主枝與主干形成Y字形狀，主枝與主干之間的夾角在45°～60°之間；而主干形樹體上只有1 個主干作為中心主枝，留有5～7 個主枝向四周生長。

不同樹形適宜不同的園地布局。開心形樹形由于其樹冠較大，栽種時株行距定為4.0 m×5.0 m，當對主干形進行整形時，一般株行距可調整為2.5 m×4.0 m。正Y 形或主干形樹形更具有扁平型，一般株行距定為2.5 m×5.0 m、2.0 m×4.0 m 或1.5 m×5.0 m。果園在實際生產過程中，會通過調整株行距、縮小行距或株距尺寸、增加栽種株樹等，提高早期產量。

2 上海地區果園施肥技術要求

2.1 施肥方式

果園施肥方式主要有土壤施肥、水肥一體化、葉面噴施、注射施肥4 種類型。根據施肥原理的不同，可以分為葉面噴施、注射施肥、土壤施肥、水肥一體化、草肥覆蓋5 種類型，其中，土壤施肥是將肥料施入土壤中由果樹的根系從土壤中吸收，有撒施、溝施、穴施3 種方法。

上海地區果園施肥主要分為基肥與追肥2 個部分，多以土壤施肥形式實現?；适┯脮r間跨度大，開始于初秋9 月，持續到次年1 月，因此也稱為秋施基肥。秋施基肥是果樹施肥種類中重要的基礎環節，主要指有機肥的撒施，通過深施入土，為樹體提供養分，給土壤培肥地力，同時完成栽培地面的疏松、保水保肥以及果樹新根促發。通常每畝果園基肥施肥量為1～2 t?；适┯米畲蟮奶攸c是深施、量大，通過土壤深翻進行施入，是典型的土壤施肥。上海地區果園一般采用開溝施肥的方式，即在果樹樹冠投影處開一定寬度、深度的條溝，施入肥料，一般用于較大行距和株距的成年樹果園。此種方式可以使肥料與土壤充分接觸，改良土壤的耕作層，切斷果樹深處根系，促使果樹新根系發生；肥料深施還可以引根下扎，穩固樹勢。秋施基肥通常是先挖溝，再將肥料撒施于溝中，最后土壤回填溝平。

與基肥不同，追肥的特點是靈活，根據果樹在不同時期表現出來的生長特點，有針對性地進行專用肥料的補給。追肥的主要目的是補充基肥的不足，滿足果樹不同生長階段多樣的營養需求。追肥方式多樣，有土壤施肥、水肥一體化、葉面噴施等，土壤施肥可通過撒肥或埋肥完成。撒肥是將肥料撒于地表，配合淺翻和灌溉，一般用于根系布滿整個地表的密植果園[2-3]。埋肥則是在果樹附近挖坑，將肥料埋入即可。埋肥方式多由機具完成挖坑，人工撒施完成肥料埋施。

2.2 肥料種類

果園施用的肥料分為有機肥料、化學肥料和其他肥料，以有機肥料為主，其施肥量可以占到總施肥量80%以上。

有機肥料主要由餅肥、經腐熟的畜禽糞肥、土雜肥、作物秸桿等組成，化學肥料主要指氮、磷、鉀三要素肥料以及微量元素肥料和復混肥等，其它肥料是指微生物肥料及葉面肥料。

3 上海地區果園施肥機械種類及使用情況

在秋施基肥時間段，實地調研上海奉賢地區桃、梨果園種植基地，發現不同形式的果園采用不同的施肥方式。未改造的老果園通常是開心形種植模式，果園機械作業空間小，所以秋季施肥采用環狀溝方式，圍繞果樹四周人工挖環裝溝進行施肥；而改造好的新果園多為寬行密植省力化栽培種植模式，果樹行距大、株距小，機械作業空間充分，一般采用開溝機械或是專用開溝施肥進行條狀開溝作業完成施肥。

3.1 施肥機械種類

當下，國外的果園施肥機械主要有液態施肥機、鏈式施肥機、圓盤撒肥機和犁式施肥機[4]。施肥機械的發展很大程度上依賴于開溝機的發展，形成了以鏈式開溝機、圓盤銑刀式開溝機和螺旋式開溝機為主，其他類型為輔的發展模式[5]。美國VERMEER公司生產的RT450 鏈式開溝機，采用靜液壓驅動系統，作業深度150 cm，作業寬度15～30 cm，能夠適應多種田地且對大面積的果樹種植有良好的開溝施肥效果[6]。意大利DMR-65 單圓盤旋轉開溝機，拖拉機提供動力輸出，開溝深度105 cm，圓盤銑刀式開溝機開溝阻力小、作業效率高，被大量使用在果樹開溝施肥工作中。日本的農業機械化水平相對較高，針對小規模地塊種植的特點，研制的機具以小型化為主，LT-800 鏈式開溝機，配套動力3.8 kW，整機結構緊湊，能夠在丘陵山區果園低矮狹窄環境中作業，最大開溝深度80 cm、寬度27 cm[7]。

目前，國內果園施肥機械主要有螺旋施肥機、鏈式開溝施肥機、圓盤開溝施肥機、立式破土施肥機和振動施肥機等。國內施肥機械發展起步較晚，早期應用主要以引進為主，在國外研究的基礎上改進以適合我國果園生產作業。近年來，我國水果產業的快速發展帶動了企業高校、科研院所等對果園施肥機械的研究，研制出了多種機型，取得了一定的效果。山東農業大學和高密市益豐機械公司[8]聯合研制的開溝施肥攪拌回填機，具有土肥混合功能，采用圓盤刀開溝形式，利用絞龍將攪拌過的土壤和肥料填入溝中，提高了肥料利用率。石河子大學畢新勝[9]研發的集開溝、施肥、覆土多功能于一體的開溝施肥機，由拖拉機提供輸出動力，作業前調整好開溝參數，作業過程中通過調整施肥馬達轉速實現肥量調控[9]。浙江機電職業技術學院祝勇仁[10]設計的果園開溝深施肥機，由大中型柴油機提供動力，可以完成開溝、施肥、覆土等多項作業。該機具有溝型規范、拋土均勻、回土平整、開溝等優點，可以降低勞動強度，提升作業效率。山東農業大學張平平[11]研制的果樹土肥攪拌精量控制施肥機，拖拉機提供輸出動力，采用鏈式開溝刀，通過步進電機的轉速控制排肥量，實現精量施肥，可一次性完成開溝、施肥和覆土。

雖然市場上的施肥機械種類豐富，但是仍然缺乏穩定、可靠且適用于寬行密植栽培模式的施肥機械。

3.2 作業效果

果園開溝施肥的作業工藝流程為：開溝→溝內排肥→覆土→鎮壓。根據不同的開溝形式，開溝施肥又分為環狀溝施、條狀溝施和放射狀溝施3種[12-17]。

開溝施肥的特點是施肥深度大（≥30 cm），近根排肥易于果樹吸收且施肥相對集中，有少施高效的優點，除此之外，開溝施肥還具有松土和修剪根系的作用，能促進樹體生長和改良果園土壤水分狀況，提高葉片的凈光合速率和增加光合產物積累、提高果樹的花量、產量和果實品質。下文以益豐2F-30B 型自走式多功能施肥機為例進行說明。

益豐2F-30B 型自走式多功能施肥機配套動力23.8 kW，全齒輪傳動；采用橡膠履帶底盤，行走時直線性和通過性較好，可原地轉彎；整機（肥箱空載）質量750 kg，肥箱內配蛟龍機構，施肥深度20～35 cm，作業速度550～820 m/h（沙壤土550～2 000 m/h），具有開溝、施肥、覆土功能。作業時，手動將肥料加入肥箱，調整出肥口；啟動機器，圓盤式開溝器入土進行開溝，蛟龍機構作業完成攪肥和排肥，刮板完成覆土作業；作業后，所開溝內有肥料、溝上有土，基本滿足果園施肥基本要求，1 次作業完成3 道作業工序。

4 問題分析

通過觀察多款果園施肥機械現場作業，發現上海地區現用施肥機械在果園使用中存在一定的不適應性，主要體現在以下幾個方面。

1）開溝深度不夠。桃、梨農藝生產師表示，上海地區桃樹、梨樹，如奉賢黃桃、莊行蜜梨等品種，最優開溝深度為35～45 cm，但目前的施肥機械在實際作業時達不到最優深度。

2）施肥點位置可調空間小?；厮玫氖┓蕶C械雖然機型小，但開溝部件在整機正中靠后位置，對于樹冠較小的果樹，無法保證施肥點的準確性。

3）肥箱較小。對于秋施基肥，目前的肥箱只能支撐十幾棵果樹的施肥量，完成整行果樹施肥需要多次加肥，并且加肥時通常需要2 人完成，費時費力?，F有施肥機械需要頻繁加肥使得果園基地將開溝施肥機械僅當作開溝機使用，人工完成施肥覆土作業，降低施肥機械使用率。

4）履帶底盤可靠性低。果樹栽種處有一定高度的壟坡，施肥機作業時會出現兩側輪胎不在同一高度的情況，導致作業時履帶脫落。

5）覆土回填困難。后懸掛開溝施肥機在壟上作業不平穩，且作業時會碰到果樹枝丫，覆土回填困難。

5 建議與對策

通過對上海地區桃、梨果園施肥技術要求及施肥機械的調研，根據上海果園施肥作業實際需求，提出如下建議對策。

1）加大開溝深度。優化開溝器結構，通過升降系統控制開溝器，調節開溝作業角度，擴大開溝深度調節范圍。

2）優化開溝器安裝位置。開溝器側邊安裝，解除開溝器與整機底盤的位置相連性。根據樹體大小，提高開溝施肥位置的精準性，將肥料真正“喂到”果樹嘴邊，提高施肥效果。

3）設計大容量肥箱。對施肥機合理布局，盡量擴大肥箱尺寸，亦或設計分體式肥箱，適用更多果園。

4）設計低履帶底盤。設計穩定可靠的橡膠履帶底盤，適應果園復雜的作業地形。

5）增配載肥小車。設計自走式載肥小車，通過施肥機肥箱處的重量傳感器發出加肥信號，載肥小車到點到位進行加肥。

另外，考慮到未來智慧果園的前提是果園生產各個環節均實現智能化，因此施肥環節的智能化可從行走、上肥、自動調節等作業環節切入。