柠条平茬机械选型试验研究

马占利

摘要 进行柠条平茬机田间对比试验，结果表明：3种不同型号平茬机的茬口破损程度和漏割率以CG-430小型割灌机表现最优，平均为5.6%和1.25%；在适宜机械化作业的地块，4GM-200型自走式柠条联合收割机、4N-3型背负式柠条收割机的茬口破损程度则显著降低，分别为4.2%和3.6%；其生产率也显著提高，分别为0.85、0.47 hm2/h，平茬成本分别为51.1、77.6元/hm2，分别比CG-430小型平茬机的平茬成本低431.0、404.5元/hm2。

关键词 柠条；平茬机械；选型

中图分类号 S224.9；S793.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）04-0188-01

柠条是多年生强旱生沙生落叶灌木，适应性强，对保持水土、防风固沙有极大的促进作用，是毛乌素沙区防风固沙的先锋树种，也是家畜的优质饲料。目前，宁夏柠条资源面积已达60万hm2，生物量（干物质）为180万t，主要分布在宁夏中部干旱带及农牧交错区。由于柠条的组织细密，材质较硬，韧性较强，顺纹抗拉强度为7 292 N/cm2，拉力为12.9 kN[1]，加之其多生长于平坦干沙地、硬梁覆沙坡地、薄沙层丘陵坡地、退耕还林地、流动与半流动沙丘等地，当前柠条的平茬方式仍以人工砍伐平茬、小型割灌平茬机平茬为主，存在费时费力、效率低、干桩率高、分蘖率低等突出问题。为此，2015年在宁夏盐池县王乐井乡石山子村开展了柠条平茬机械的选型试验，旨在为柠条资源的开发利用探索出一条新途径。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在盐池县王乐井乡石山子村。光能丰富、热量偏少。年平均气温7.2 ℃，年日照时数2 867.9 h，年辐射量140 kJ/cm2，≥10 ℃积温2 944.9 ℃，年平均降雨量300 mm，无霜期128 d。境内无大河流，地下水主要为毛乌素沙地第四系水，地下水位在0.5～2.0 m之间，地势平坦，渠系纵横，有扬黄、井灌溉之利。5种立地条件中，平坦干沙地、退耕还林地、硬梁覆沙坡地的地块平整度平均±18.5 cm，平均坡度7.8°，土壤平均含水率15.8%，平均造林密度3 990丛/hm2，生物量平均3 755 kg/hm2；薄沙層丘陵坡地、固定和半固定沙丘地的平均造林密度1 665丛/hm2，生物量平均1 356 kg/hm2。5种立地条件约占当地柠条种植面积的88.9%。

1.2 试验材料

供试柠条为五年生林分，带间距4～10 m，行宽1～5 m，平均地径2.2 cm，平茬时柠条含水率平均为31.3%。

1.3 试验设计

为了获取更多饲料原材料，试验定于每年8月进行。由于8月平茬是柠条当年新枝萌发植株高生长即将停止的过渡时期，丛株生长量已趋于缓慢，但不同林龄平茬后基本上无死亡现象，并且萌发生长高度可达5 cm左右，在8月初平茬高生长可达到10 cm左右，第2年春季返青生长茂盛生物量大，因此8月平茬可获得营养价值较高的饲料原料[2]。

试验根据平茬机械不同设3个处理，分别为：中国农业机化科学研究院研制的4GM-200型自走式柠条联合收割机（A）、山西大同市阳高机械厂研制的4N-3型背负式柠条收割机（B）、广西桂林生产的科丰牌CG-430型割灌机（CK）。试验采用随机排列，小区面积0.2 hm2，采取隔一带平茬1行（或隔1丛平1丛），观测3～8 cm平茬高度[3]时的茬口破损程度、生产率、漏割损失率、平茬作业成本。

2 结果与分析

2.1 茬口破损程度

柠条的生长虽然对立地条件、降雨等生长发育条件要求不高，但不正确的平茬方式极易造成茬口破损（平茬后柠条根茬断面出现深度大于15 mm的纵向裂缝茬口）度高而促其死亡。据观测，3种不同型号的平茬机均有不同程度的茬口破损程度，其中：处理A平均为42.6%，处理B平均为38.6%，CK平均为5.6%，以CK茬口破损程度最低；同时观测到茎秆直径愈大，茬口破损程度愈高；立地条件愈差，处理A、B平茬茬口破损程度愈高；反之在适宜机械化作业[4]的平坦干沙地、退耕还林地、硬梁覆沙坡地3种立地条件较好的地块，CK基本无变化，而处理A、B平茬茬口破损程度则显著降低，分别为4.2%和3.6%，处理A、B之间无显著差异，这主要取决于前期机械化播种，林分平均茎秆直径<2.3 cm。CG-430型侧挂式割灌机（CK）茬口劈裂率最低，这主要是该机能根据柠条的密度与地径的大小和立地条件实现人工灵活操作。

2.2 生产率

据测定，在相同工作时间内，3种不同型号平茬机的生产率：处理A为0.37 hm2/h，处理B为0.28 hm2/h，处理C为0.16 hm2/h，折合生物量：处理A为686.1 kg/h，处理B为519.2 kg/h，CK为296.7 kg/h；在适宜机械化作业的平坦干沙地、退耕还林地、硬梁覆沙坡地3种立地条件较好的地块，处理A、B的生产率则显著提高，分别为0.85、0.47 hm2/h，CK基本无变化；在薄沙层丘陵坡地、固定和半固定沙丘，处理A、B基本无法作业，而CK的生产率为287.3 kg/h，立地条件对CK的生产率基本无影响。

2.3 平茬漏割率

漏割是机械化收割作业中普遍存在的一个现象，对柠条而言，漏割率的高低既与机器的技术性能、立地条件有

关，也与机手的操作水平关系密切。据观测，在适宜机械化作业的平坦干沙地、退耕还林地、硬梁覆沙坡地3种立地条件较好的地块，处理A、B、CK的漏割率分别为6.10%、5.60%、1.25%。

2.4 机械平茬作业成本

经测算，在适宜机械化作业的平坦干沙地、退耕还林地、硬梁覆沙坡地3种立地条件较好的地块，处理A、B的平茬成本分别为51.1、77.6元/hm2，分别比CK平茬成本低431.0、404.5元/hm2。从平茬成本来看，CK较高，主要是人工费、机械折旧费、锯片磨损费、维修费用高所致，使单位面积平茬的成本提高。平茬收割成本构成以小型平茬机为例：有效平茬面积为5.37 hm2，总生产成本为2 588.88元，其中人工费用2 416.5元，材耗费（机械耗油、维修、锯片磨损等费用）为172.38元，在材耗费中减去单机耗油成本56.25元、机械折旧费20.14元，材耗费中使用锯片4片，磨损成本为95.99元（含折旧成本80.99元、磨制3次费用15元），占到材耗费的55.7%。由此可见，由于锯片耐磨能力差、磨损快是小型平茬机平茬成本增加的重要因素之一，机械的潜能发挥不够，每片锯片从初次使用和磨制1次再继续使用至报废最多平茬收割柠条1.33 hm2左右。

3 结论与讨论

（1）在适宜机械化作业的平坦干沙地、退耕还林地、硬梁覆沙坡地，3种机型的平茬茬口破损程度、平茬漏割率均符合当地平茬作业要求。

（2）CG-430型侧挂式割灌机虽然适应性优于大中型平茬机，但生产率较低、生产成本较高，可作为薄沙层丘陵坡地、固定和半固定沙丘等立地条件差的地块平茬作业机械，但其锯片材质需进一步改进。

（3）宁夏中部干旱带乃至同类地区，在今后柠条种植规划中，应考虑后续利用问题，宜机播则机播并采取规范化种植。

4 参考文献

[1] 陶维华，杨朝晖，白世军.柠条生物特性测定分析与机械加工利用技术[J].科技成果管理与研究，2010（3）：63-64.

[2] 王丽莉.柠条平茬复壮更新技术研究[J].现代农业科技，2013（8）：156-157.

[3] 李红斌.柠条平茬技术应用效果分析[J].现代农业科技，2013（10）：167.

[4] 柠条机械化平茬技术规程：DB64/T1154-2015[S].银川：宁夏回族自治区质量技术监督局，2015.