茶园管理机械开发进展

2012-08-30缪玉伦

江苏农机化 2012年1期

潘强缪玉伦辛谊

长期以来我国茶业机械开发围绕茶叶初、精制加工展开，茶园田间管理机械研发和推广工作相对滞后。新世纪以来，茶园管理机械引进、研制、开发进程逐渐加快，形成了较多拥有发明专利和实用新型的自主产权装备，茶园管理作业单机设备已基本齐全。

1 茶园垦植动力和机械

茶园垦植机具就是在新茶园开垦时，用于深翻开沟、碎土回土、覆土起畦等管理环节的机具。茶园管理所使用的拖拉机，除日本等产茶国在小规模茶园中使用3～5马力的耕耘机外，俄罗斯早在20世纪30年代，就研制了自走底盘并配备各种管理机具，同时有悬挂在自走底盘上的耕作机。

1.1 茶园专用拖拉机

日本自60年代开始研究茶园专用拖拉机。目前在平地或10°以下坡地茶园使用的茶园拖拉机称之为“动力茶园管理机”，实际是一种履带式高架跨行的自走底盘拖拉机。

我国70年代起，开始研制茶园拖拉机及其配套农具。1980年正式完成C12茶园耕作机的研制，其主机部分，就是一台小型的履带拖拉机。C12茶园耕作机以S195柴油机为动力。根据茶园和茶树的特点，机器横断面设计成“凸”字型，并采用流线形外壳，以减少对茶树枝条的损坏。该机采用履带式行走机构，重心低，稳定性好，驱动力大，可以原地转弯，机宽仅800 mm，机动灵活。

1.2 茶园开沟机

我国于1981年从日本引进了F－15A茶园开沟机，其基本构造为：一四轮驱动的自动底盘，悬挂一链式铣切式开沟器。机器最大宽度仅500 mm，可以顺利进入茶园工作。该机可用作茶园的土壤改良和茶树栽种前的苗床深翻等管理。其原理与开沟相似，只是把分土螺旋拆除，开沟器铣切的碎土不再分向两边，仍抛入沟内，从而完成深耕管理。80年代国内有关单位也开展了开沟机以及机上开沟器的研制，如配套在丰收－4小底盘上的开沟器等，但未得到普及应用。目前，茶农在需要开沟时，使用人力挖沟的方式解决。

1.3 茶园培土复土机

覆土起畦是完成茶苗种植土畦的最后工序。管理作业要求是把基肥完全覆盖和起好土畦。采用的机具是悬挂在轮式拖拉机上的覆土起畦器。它由梯形机架、悬挂梁、左右挡土板、中央导板和六齿耙等组成。管理作业时，土块与挡土板、土块之间因相互碰撞而起到碎土作用。畦面上的较大土块和杂草由左右挡土板和六齿耙带到地头。中央导板后部开有缺口，使左右挡土板中的土块杂草能够相通，以使机具整体承受的牵引阻力达到均衡。通常往复二三次，高6～7 cm、宽40～50 cm的平直土畦就形成了。使用机器开垦的缺点在于，易造成表土和下层土壤的混乱；同时，该机具只能在20°以下的坡地管理作业。我国由于采用人工移栽的方式，在对新建茶园小苗培土的工序上，也使用人工管理来完成。

2 茶园土肥管理机械

2.1 茶园中耕机

茶园中耕是对茶间土壤进行中耕、除草、松土的一道工序，利于吸收水分和减少蒸发，避免杂草繁生与茶树争夺养料和水分，可促进茶树根系的发育生长，提高茶叶嫩芽的品质和产量。国外在20世纪60年代开始研制，普遍采用小动力机械或专用茶园动力机械配套专用的茶园中耕机管理，管理方式主要是旋耕松土，使用功效较高，购买成本也较高。我国目前有几个茶机生产商生产小动力配套的中耕机，中耕的工作方式有旋耕和曲柄锄齿挖掘式两种。国产茶园中耕机械费用较低，但功率小，耕作操作和使用寿命都有待改善。据报道，国产“东辉牌”ZGJ－150型中耕机具有较好的推广使用价值，其台时耕作面积可达870 m2，一天能耕0.7 hm2，耕深10～15 cm，机器自重仅120 kg，1人操作，可完成中耕、施肥作业。

2.2 茶园施肥机

茶园中常用的肥料有有机肥和化肥，应用机器施用的一般为化肥，现代有机化与绿色化茶园主要施用有机肥，以减少污染，提高茶叶的品质。在茶园中应用机器施化肥的方式有两种，一种是撒施旋耕（日本和苏联等国常用）；另一种是开沟、施肥、履土合一的施肥方式。我国于20世纪70年代开始研制茶园施肥机械，主要产品有C－12茶园耕作机和小动力手扶拖拉机配套的施肥机，采用芯铧式开沟器配螺旋式施肥机构，台时工效2～3亩。由于分田承包责任制的推广，机器未能得到大量推广，目前，茶农还是沿用传统的人工管理方式。由于推广应用有机茶和绿色茶的需要，应研制施用有机肥的施肥机。

3 茶园灾害管理机械

3.1 茶园防霜扇（机）

早生和特早生茶树良种的大面积推广，春季霜冻灾害对产量和效益的影响加剧。防霜扇的使用，对保护早春茶不受冻害有十分重要的作用。防霜扇能在气温降到3～4℃时自动开启，通过安装在高处（6 m以上）的风扇送风，加速微环境空气循环。其作用原理与构成见图 1。由于防霜机械的增温作用，能减少环境温度变化对茶树生长的影响。使用防霜扇，能增加茶树的生长量，加快受害茶树恢复，使茶园提早3～5天开采抢占早市，对于保障早春名优茶产量和效益作用明显。

3.2 茶园喷滴灌系统

喷灌系统的安装能对抗旱害，对茶叶丰产丰收具有重要影响。也能对抗春季霜冻害，尤其应开展茶园微喷技术对抗春季冰冻害成效试验，通过微喷物化水气，预防茶树叶片温度下降形成冰晶，避免冻害给茶树嫩芽造成不可逆转的损伤。

3.3 茶园植保机械

机械化喷药不仅节工省本，提高工效，减少农药用量，而且缩短防治周期，不误农时，提高防效及农药利用率，减少环境污染。我国茶园中使用的病虫害防治机具因与大田作物通用，种类较多，有喷粉机、喷雾机、弥雾机和喷灌机等。国外以手提式机动喷雾（粉）机为主，技术发达地区配以乘坐式喷雾（粉）机，并开始使用新型高效生物农药植保机具。临安茶区试验表明，使用机动喷雾机和工农16型大容量喷雾机节工省本达62.2%，每公顷节省物耗17.92元。随着我国有机茶和绿色茶的推广，茶叶植保普遍使用生物农药和生物治虫新技术、太阳能杀虫灯等新能源植保机械的研发和推广，不仅能保障茶叶品质，也可提升茶叶安全指数。

4 茶树管理机械

4.1 茶树修剪机

图 1 高架风扇防霜作用原理与构成

根据茶树生育阶段，茶树机械化修剪方法分为定型修剪、轻修剪、深修剪、重修剪和台割五种。修剪机有单人手提式茶树修剪机，茶树双面修边机，双人轻、深修剪机和重修剪机等。我国较早引进消化了先进国家的技术，形成较大生产规模的生产力，推广应用范围广。云南普洱茶区试验表明，使用单人茶叶修剪机每天可剪0.27～0.67 hm2，双人修剪机每天可剪1.33 hm2，手工大剪刀或长甩刀修剪每人每天修剪0.033～0.053 hm2，单、双人修剪机工效是手工修剪的8～20倍，可降低生产成本30%以上。机剪一次成形，既减轻了劳动强度，又提高了工效，且剪口较平滑，裂口桩明显少于手工修剪，不损坏枝条结构，茶蓬面平整规范，便于通风受光、促进叶芽生长，机剪的茶树蓬面较人工修剪的平整，又为推行机械化采茶奠定了基础。

4.2 采茶机械

采茶机按操作方式可分为单人采茶机、双人采茶机、自走采茶机、乘坐式采茶机等。双人采茶机由两人把持采茶机两侧的操作手柄，一边前进采摘茶芽，一边由集叶袋收集茶叶。日本在70年代初期研究出双人采茶机，并大量用于茶叶生产。最先出现的双人采茶机是螺旋滚切式，1977年以后多系往复切割式。我国在1980年才仿照日本技术研制出第一台双人采茶机，目前国内生产的采茶机都为往复切割式。澳大利亚威廉姆斯公司于20世纪90年代研制了新型魔毯式采茶机，机具用航空材料制成，质量小，可直接支撑在茶树上进行采摘，适用于平蓬式茶园的茶树采摘，已广泛应用于南非、乌干达、莫桑比克、马来西亚和印度等国。

国内各省市茶区围绕机械采摘，开展了较多的试验研究，证实机采能有效提高采摘功效，节约成本。但茶园机采技术仍无法全面推行，机械采茶的不利因素在于，机采鲜叶品质参差，老嫩不一，部分叶张破损，完整性差，得茶率较低。机采采摘批次少，每年机采以4～6批为宜，剪采以8～12批为宜，而手工采摘批次可达20批以上。此外，名优茶机采难度较大。

由于采用往复式切削机理，采茶机难免会新老叶一起切下，叶片的完整性亦受到影响，所以在采摘名优春茶时，茶农均采用人工采摘方式。同时，经实践证明，采用往复式切削机理，对茶树新芽的萌发有一定的影响，因此，要研究新的工作机理，实现新的机械化采茶方式。