由于茶樹(shù)具有一定高度且行間距較小，茶園管理一直難以真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，國(guó)內(nèi)適用的茶園管理作業(yè)機(jī)械比較缺乏。肖宏儒帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)研究開(kāi)發(fā)了高地隙自走式茶園多功能管理機(jī)，既可完成茶園中耕除草、深松施肥、植保治蟲(chóng)、葉面施肥、茶樹(shù)修剪和茶園吸蟲(chóng)作業(yè)，又為其他高桿作物機(jī)械化作業(yè)提供了示范。
■本報(bào)見(jiàn)習(xí)記者 王方
在農(nóng)田里對(duì)小麥等作物進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。然而，在丘陵山地間、針對(duì)高桿作物如茶園，機(jī)械化作業(yè)是否也能順利實(shí)現(xiàn)？
近日，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪了農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所特色經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)裝備研究中心主任、研究員肖宏儒。他帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)研究開(kāi)發(fā)了高地隙自走式茶園多功能管理機(jī)，既可完成茶園中耕除草、深松施肥、植保治蟲(chóng)、葉面施肥、茶樹(shù)修剪和茶園吸蟲(chóng)作業(yè)，又為其他高桿作物機(jī)械化作業(yè)提供了示范。
茶園管理機(jī)械化程度低
我國(guó)是茶葉生產(chǎn)大國(guó)，國(guó)人也一直具有喜好喝茶的傳統(tǒng)。在丘陵山區(qū)，茶是當(dāng)?shù)夭柁r(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的主要來(lái)源。人們?cè)絹?lái)越重視茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前茶園種植面積將近5000萬(wàn)畝。但不同于平原作物，其所涵蓋地區(qū)的地形地貌復(fù)雜。
“根據(jù)地形地貌，茶園大體分為三類(lèi)。一類(lèi)茶園是在坡度大于30度的山上，面積占60%以上；一類(lèi)茶園位于坡度15度以下的相對(duì)平坦地區(qū)，面積占15%~20%；一類(lèi)茶園介于二者之間，坡度在15~30度之間，面積約占20%~25%。”肖宏儒向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹道。
由于茶樹(shù)具有一定高度且行間距較小，茶園管理一直難以真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，國(guó)內(nèi)適用的茶園管理作業(yè)機(jī)械比較缺乏。現(xiàn)有的植保、采茶機(jī)械往往以人工背負(fù)進(jìn)入茶園操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大；中耕、除草機(jī)械也只能是小型窄幅單行作業(yè)，勞動(dòng)效率低。
傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)中栽培管理的成本很大，占到總成本的40%左右。由于缺少經(jīng)濟(jì)實(shí)用的茶園耕作管理技術(shù)及機(jī)械，導(dǎo)致茶葉的生產(chǎn)成本長(zhǎng)期居高不下，茶農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益難以提高。
“要在以前的話，勞動(dòng)力便宜，茶園管理者可以雇人來(lái)進(jìn)行除草、中耕、施肥、植保、采茶等作業(yè)。但現(xiàn)在，隨著勞動(dòng)力價(jià)格上漲，茶葉價(jià)格回歸理性，茶園經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)空間減小，茶園管理必須面對(duì)成本這一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。”肖宏儒表示。
同時(shí)，現(xiàn)有茶園作業(yè)機(jī)械各自獨(dú)立攜帶動(dòng)力和行走設(shè)備，也造成了動(dòng)力和行走機(jī)械的浪費(fèi)。“有的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不太合理，重量輕、動(dòng)力小，安全性也不高，在茶園作業(yè)中并不十分適用。”肖宏儒說(shuō)。
要解決當(dāng)前茶葉生產(chǎn)成本居高不下的問(wèn)題，并通過(guò)進(jìn)一步的技術(shù)革新，提高茶園生產(chǎn)率和資源利用率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為茶葉經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐，就要為茶園機(jī)械化提供一系列經(jīng)濟(jì)實(shí)用的機(jī)械和一套省力的栽培模式。
為此，肖宏儒帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)從“一機(jī)多用，降低畝均動(dòng)力”角度出發(fā)，從坡度15度以下的相對(duì)較好地形地貌的茶園開(kāi)始著手，研發(fā)可橫跨茶蓬駛?cè)氇M窄的茶行間進(jìn)行作業(yè)的茶園管理機(jī)，為茶園管理提供一個(gè)高動(dòng)力平臺(tái)。
他們研發(fā)的高地隙自走式茶園多功能管理機(jī)通過(guò)懸掛配置兩組立式旋耕刀輥、兩組振動(dòng)式深松作業(yè)部件、兩組施肥機(jī)構(gòu)、四套修剪機(jī)構(gòu)、一套吸蟲(chóng)裝置和折疊式噴霧噴桿，可完成茶園中耕、除草、深松、施肥、植保、茶樹(shù)修剪等作業(yè)。“當(dāng)然，相關(guān)配備和規(guī)格不是一成不變的。”肖宏儒說(shuō)。
拓寬機(jī)械化適用范圍
高地隙多功能茶園管理機(jī)采用了全液壓柔性動(dòng)力傳遞技術(shù)，變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的剛性傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)；無(wú)極變速技術(shù)確保操作方便靈活，設(shè)備工作性能穩(wěn)定可靠；作業(yè)幅寬可變量調(diào)整技術(shù)，滿(mǎn)足不同種植模式和不同行寬的作業(yè)要求；動(dòng)力與機(jī)具直聯(lián)結(jié)構(gòu)和復(fù)式作業(yè)技術(shù)，可一次性完成多種作業(yè)任務(wù)，一機(jī)多能、省工節(jié)本；配套作業(yè)機(jī)具與管理機(jī)多配置接口技術(shù)，可攜帶采茶、修剪、植保、中耕、施肥等機(jī)械；無(wú)污染或少污染技術(shù)，使茶園作業(yè)滿(mǎn)足無(wú)公害茶園建設(shè)要求等。
高地隙多功能茶園管理機(jī)及配套機(jī)具，首次在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了較大功率設(shè)備橫跨茶棚駛?cè)氇M窄的茶行間作業(yè)，大幅降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改變了傳統(tǒng)采茶、中耕、植保作業(yè)由人工或半機(jī)械化操作的狀態(tài)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在大功率、多功能茶園機(jī)械研究方面的空白。
“高地隙多功能茶園管理機(jī)的適用性較好，在茶樹(shù)高1000mm、蓬面寬1500mm、茶蓬間距150mm左右，橫向坡度小于20度的茶園都可以正常作業(yè)。”肖宏儒說(shuō)道。同時(shí)它也具有較高的生產(chǎn)率。采用該茶園管理機(jī)，中耕除草比人工作業(yè)提高工效20倍，修剪、臺(tái)刈比人工作業(yè)提高工效30倍，噴施農(nóng)藥比人工作業(yè)提高工效25倍。
2014年，高地隙多功能茶園管理機(jī)入選國(guó)家農(nóng)機(jī)推廣補(bǔ)貼名錄。“針對(duì)甘蔗、棉花、玉米等機(jī)械作業(yè)進(jìn)不了田間的高桿作物，高地隙茶園管理機(jī)示范了一種可能性，根據(jù)地隙高低、行距寬窄靈活變動(dòng)，拓寬了機(jī)械化作業(yè)的適用范圍。”肖宏儒表示。
相對(duì)于茶園管理機(jī)械，國(guó)內(nèi)采茶機(jī)械發(fā)展較為成熟。在這方面，肖宏儒則帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)乘坐自走式全自動(dòng)采茶機(jī)，克服了日本單人或雙人臺(tái)式采茶機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度大、工耗多、碎茶率高等難題。“碎茶率降低了30%左右，鮮茶葉片整齊、形象好，效益也提高了。”肖宏儒說(shuō)。
它的出現(xiàn)極大開(kāi)拓了科研人員的設(shè)計(jì)思路，近年來(lái)涌現(xiàn)出不少此類(lèi)采茶機(jī)械。肖宏儒帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)再接再厲，又設(shè)計(jì)了一種跨行手扶自走式智能采茶機(jī)，可以自動(dòng)識(shí)別茶蓬高度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)切割器位置，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)采摘。
目前而言，我國(guó)茶園機(jī)械化存在的問(wèn)題仍較突出，科研人員積極開(kāi)拓茶園機(jī)械的新領(lǐng)域、新方法、新模式，為茶園機(jī)械化更全面、更高水平的發(fā)展貢獻(xiàn)了一份技術(shù)力量。
“加強(qiáng)茶園的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，是加快茶園生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)的迫切要求。”肖宏儒補(bǔ)充道。
