每年5-6月,我国苹果主产区都会迎来一场“抢人大战”——套袋季来临,果园里需要大量劳动力弯腰俯身,给一个个青涩的苹果穿上“保护衣”。作为世界第一苹果生产国,我国苹果种植面积和产量均占全球50%以上,但套袋、疏花、疏果、摘果这些核心环节,至今仍高度依赖人工。
更棘手的是,农村老龄化加剧让这场“抢人战”愈发艰难。如今,果园里的务工人员大多是50岁以上的老人,年轻人不愿扎根田间,每到用工集中期,劳动力阶段性供不应求成为常态,不仅推高了用工成本,还常常因人手不足错过最佳作业时间,影响苹果品质和果农收益。
一边是用工难的现实困境,一边是苹果产业高质量发展的需求。很多人不禁疑惑:同样是苹果主产国,新西兰、欧盟、美国是如何解决这些问题的?他们也需要疏花、疏果、套袋吗?我们寄望的疏花疏果套袋机器人,为何迟迟未能普及?苹果产业的未来,究竟该靠机器人突围,还是靠免套袋技术和品种改良破局?
先看国外:不依赖人工的苹果种植,藏着哪些不同答案?
其实,新西兰、欧盟、美国也面临农业劳动力短缺的问题,但他们通过适配自身产业特点的模式,走出了不一样的用工解决方案,其中对疏花、疏果、套袋的处理,更是与我国形成了鲜明对比。
新西兰:精准化管理,几乎不套袋,疏花疏果靠科学调控
新西兰苹果以高品质出口著称,核心品种如爱妃(Envy)、爵士(Jazz),种植过程中几乎不进行人工套袋。这背后,是其得天独厚的自然条件和精细化的栽培管理体系。
新西兰气候温和、降水均匀,病虫害发生概率低,无需通过套袋来隔离病虫、遮挡强光;同时,他们推行“矮化密植”栽培模式,果树高度控制在2米左右,便于机械化作业和人工管理。在疏花疏果环节,新西兰很少依赖人工,而是采用“化学疏除+机械疏除”结合的方式,根据果树长势和挂果量,精准调控药剂浓度和机械作业强度,既减少了劳动力需求,又能保证果实的均匀度和品质。
此外,新西兰苹果产业规模化程度高,单个果园面积大,便于统一推行标准化管理,从疏花疏果到采摘,均配套了相应的小型机械化设备,进一步降低了对人工的依赖。
欧盟:分品种施策,疏花疏果机械化,套袋仅针对高端品种
欧盟苹果主产国(如意大利、法国、德国)的发展模式,更注重“因地制宜”。与我国不同,欧盟苹果种植以加工型品种为主,鲜食型品种占比相对较低,而加工型苹果对外观要求不高,因此大多不进行套袋。
在疏花疏果环节,欧盟早已告别了传统人工,普遍采用机械疏花疏果设备——通过高速旋转的毛刷或气流,精准打掉过密的花朵和幼果,效率是人工的10倍以上。对于少数高端鲜食苹果品种(如法国青苹果、意大利红富士),为了保证果面光洁、着色均匀,会进行少量套袋,但多采用半自动套袋设备,人工仅需辅助摆放果实、固定袋口,大幅降低了劳动强度。
同时,欧盟注重农业技术研发,通过品种改良,培育出抗病虫害、果面光洁的苹果品种,从源头减少了疏花疏果和套袋的需求,进一步缓解了用工压力。值得一提的是,化学疏花疏果已成为欧盟苹果种植的常规技术,能有效减少人工投入,但会根据品种和产区气候,严格控制药剂使用剂量和时间,兼顾品质与环保。
美国:机械化全覆盖,疏花疏果靠智能设备,套袋需求极低
美国苹果产业的核心优势的是“全程机械化+规模化”,其疏花、疏果、采摘等环节,几乎实现了机器人和机械化设备的全覆盖,人工仅用于设备操作和后期管护,劳动力需求极少。
在疏花疏果方面,美国华盛顿州立大学的农业机器人实验室,已研发出精准疏花机器人,该系统搭载深度相机、机械臂和切割工具,能像人类一样识别苹果花簇,通过边界疏除或中心疏除两种方式,精准打掉过密花朵,其中边界疏除的成功率可达67.2%,单簇花作业周期约9秒,虽仍需优化速度和 scalability,但已在商业果园完成实地测试,成为全球首批投入试验的苹果疏花机器人之一。此外,美国还广泛采用机械疏果设备,搭配化学疏除技术,进一步提升作业效率。
至于套袋,美国苹果种植中几乎没有人工套袋的情况。一方面,其培育的苹果品种大多抗病虫害、果面光滑,无需套袋就能达到市场要求;另一方面,高端鲜食苹果通过精准的水肥管理和病虫害绿色防控,就能保证果面品质,无需依赖套袋。同时,美国苹果产业规模化、标准化程度极高,万亩果园仅需少数人管理,机械化设备的普及的从根本上解决了用工难题。
聚焦国内:疏花疏果套袋机器人,为何“叫好不叫座”?
面对国内苹果种植的用工困境,很多人将希望寄托在机器人身上——疏花、疏果、套袋、摘果,若能实现全程自动化,就能彻底解决劳动力短缺的问题。但现实是,目前这类机器人大多仍处于研发或试点阶段,未能大规模普及,核心原因在于技术难度高、适配性不足。
先搞懂:机器人研发,难在何处?
苹果种植的特殊性,决定了疏花疏果套袋机器人的研发难度,远超普通工业机器人,核心难点集中在3个方面:
第一,果园环境复杂,识别难度大。苹果园多分布在丘陵山地,地形崎岖、光照不均,花朵和幼果常常被枝叶遮挡,机器人的视觉系统很难精准识别目标——既要区分花朵、幼果与枝叶,还要判断果实的大小、长势,避免误疏、误套,这对图像识别算法的要求极高。
第二,作业精度要求高,易损伤果实。疏花疏果时,需精准打掉过密的花朵和幼果,保留长势良好的果实,力度过大易损伤果枝,力度过小则无法完成疏除;套袋时,需将果实精准放入袋中,固定袋口,既要避免划伤果面,又要保证套袋牢固,这对机械臂的灵活性和控制精度提出了极高要求。
第三,适配性不足,成本偏高。我国苹果种植模式多样,既有规模化果园,也有分散的小农户种植,果树品种、树形、种植密度差异较大,一款机器人很难适配所有场景;同时,机器人研发投入大,单台套袋机器人价格可达几十万元,远超小农户的承受能力,即使是规模化果园,也需考虑投入产出比。
再看进展:已有突破,但仍需时间
尽管难度不小,但国内科研团队和企业已在积极探索,部分技术已取得阶段性突破,尤其在摘果机器人领域,进展最为显著。
西北农林科技大学杨福增教授团队自主研发的苹果双臂采摘机器人,已实现0.015秒的快速识别、7.5秒的单果速摘,采用仿生旋转拉拽技术,能实现无损采摘,还突破了夜间作业难题,搭配转运机器人,可构建“采摘—转运”多机器人系统,未来投入使用后,每小时可采摘约800个果实,大幅提升作业效率。
在疏花疏果机器人方面,国内部分科研机构已研发出原型机,通过视觉识别系统和机械臂配合,能完成基础的疏花疏果作业,但在作业速度、识别精度和适配性上,仍与国外先进水平有差距,目前多处于实验室测试或小范围试点阶段,尚未实现规模化应用。
套袋机器人的研发难度最大,目前国内相关技术仍处于起步阶段,仅少数企业推出了半自动套袋设备,仍需人工辅助摆放果实,未能实现全程自动化,且作业效率和稳定性有待提升。
未来之争:机器人主导,还是免套袋+品种改良更靠谱?
面对用工困境,苹果产业的未来发展路径,并非“非此即彼”,而是“机器人+免套袋技术+品种改良”的协同发展,但短期内,免套袋技术和品种改良,或许是更贴合国内实际的破局之路。
免套袋技术+品种改良:短期内的“性价比之选”
套袋的核心作用,是隔离病虫害、减少农药残留、提升果面品质。而随着农药技术的进步和绿色防控体系的完善,免套袋技术已逐渐成熟,再搭配品种改良,就能从源头减少套袋需求,彻底解决套袋用工难题。
我国甘肃天水、陕西延安等苹果主产区,已开始大规模推广免套袋技术,培育出“天汪一号”“秦安免套袋烟富6号”等专用品种,搭配生物物理防控、高光效树形修剪等配套技术,不仅省去了套袋的人工成本,还能提升苹果品质——免套袋苹果的可溶性固形物提高1.5%-2%,风味更浓郁,综合收益反而比套袋苹果高出不少。
更值得关注的是,“黑科技”的加入让免套袋技术更具竞争力。陕西研发的甲壳素生态果膜,以虾蟹壳提取的天然甲壳素为基质,喷涂后可在果面形成微米级透气保护层,兼具抑菌、防虫、抗紫外线的功能,能替代传统套袋,每亩可节约成本2000元以上,还能减少农业面源污染,实现绿色种植。
此外,国内也在积极筛选适配化学疏花疏果的品种,山东、辽宁、陕西等省份已开展疏花疏果剂的筛选与示范推广,对易疏除品种喷施一次疏果剂,就能达到人工疏果的效果,大幅减少人工投入,但需根据品种、产区气候精准控制药剂使用,避免疏除过度。
机器人:长期来看的“终极解决方案”
虽然目前机器人技术尚未成熟,但从长期来看,随着人工智能、机械制造技术的发展,疏花、疏果、套袋、摘果机器人,必将成为苹果产业规模化、智能化发展的核心支撑。
一方面,我国苹果产业正逐步向规模化、标准化转型,越来越多的万亩果园、家庭农场出现,为机器人的应用提供了场景支撑;另一方面,科研团队的持续攻关,正不断突破技术难点——优化视觉识别算法、提升机械臂灵活性、降低设备成本,未来3-5年,有望实现中低端机器人的规模化应用,逐步替代人工完成高强度作业。
就像杨福增教授描述的那样,未来的果园,将是“无人机巡检、云端大脑决策、机器人作业”的智能场景,果农只需喝着茶、聊着天,就能完成苹果种植的全流程管理,这不仅能解决用工难题,还能提升产业效率和品质,推动苹果产业高质量发展。
结语:因地制宜,才是破局关键
我国苹果产业的用工困境,本质上是传统种植模式与农村劳动力结构变化的矛盾。新西兰、欧盟、美国的经验告诉我们,没有统一的“最优解”,只有最适配自身产业特点的发展路径。
对于广大小农户而言,短期内,推广免套袋技术、种植适配品种、采用化学+机械疏花疏果,是成本最低、见效最快的解决方案;对于规模化果园而言,可以提前布局机器人试点,逐步实现机械化、智能化转型。
苹果种植的“用工荒”,既是挑战,也是推动产业升级的契机。无论是免套袋技术的普及,还是机器人的研发应用,核心都是为了让果农更轻松、让苹果产业更有竞争力。相信在技术创新和模式优化的双重推动下,我国苹果产业一定能走出用工困境,迎来更广阔的未来。
企业微信如下所示
让数据驱动农业科研,让研究连接产业未来。
布瑞克,与您共同探索农业智能新时代。
热门跟贴