松树球果采摘机的使用

李立夫 董宝丹

1、红松及球果简介：

红 松 （Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.）：裸子植物，常绿乔木，高可达40米。球果卵状圆锥形，种鳞先端钝，向外反曲，多数球果位于树冠顶端，少数球果位于侧枝末端，成熟后球果易脱落。

红松属于其所在森林系统中的顶级群落，是支撑性的树种。红松籽是许多森林动物的主要粮食，例如老鼠、松鼠、灰鼠、獾子、黑熊、野猪及大一点的鸟等，多数野生动物都要取食大量的红松籽。所以红松种子成熟时?需及时采摘，如果没能及时采摘损失很大。

2、红松树球果的采摘

红松采种时间及方法是：红松天然林80至200年生林分结实株数占91%以上，人工林40至80生分结实株数占90%以上。红松球果于9月初至10月上旬成熟，当球果由绿色变成黄绿色，部分种鳞开裂，进入初熟期。此后种鳞逐渐变黄，个别球果开始脱落，便达到果成熟期，就应及时采集，落地的球果没来得及捡拾的，几天之内就被林内的野生动物吃掉，损失很大。

红松果实多数位于树冠顶端、少数位于侧枝末端，树高大挺拔，树高约25米左右，并且无法使用任何机器，目前采摘均靠人工，由于都生长在十数米高松树顶端，并且无法使用任何机器只能用人工爬树采摘，不但效率极低，而且异常辛苦，和危险。每年松子成熟季节，为了及时收采松子，松子采摘工人们便提早开始每一棵树每一棵树的采摘工作，首先工人借助专业的爬树工具爬树，而且很不安全，工人们爬上十几米高的松树，把松塔一个一个打下来，因为红松球果都结在树冠最顶端和侧枝最末端，要将其打下来也十分困难。下面接应的工人负责集中收起装袋。整个采收过程缓慢又不安全，因此每年都有采摘工人因为采摘松子而发生意外事故，从树上跌落下来，以至于丧失了生命。

3、松树球果采摘的困境及采摘机的设想

用人工采摘红松种子不但危险不安全，几乎每年红松种子成熟期都有因采摘红松种子而出现的伤亡事故，随着社会的发展，从事采摘红松种子的工人也在逐年减少，因为红松种子的采摘工作需要爬树，尤其是天然林的红松，生长期都在100至200年左右，树又高又粗，要求工人不但会使用爬树工具进行爬树，工作时几乎没有任何安全措施，还要求有一定的体力而且不能恐高，因此从事红松种子采摘工作的工人很少，每到红松种子成熟季节，用工非常紧张而且人工费也在逐年上涨，有时已经达到了采到的种子不够支付人工费的地步。

我们曾做了很多尝试和想法，但都没有成功，为此想制作一种机器，该机器可以代替工人进行采摘红松种子，市场较大，说一下我们以前的想法，供参考：设想用高空摄影的无人机，但是无人机太小，无人机上不能安装采摘的设备；设想用热气球，但采摘期正值10月，属森林防火戒严期，林区严禁烟火的；设想用氢气球，每到秋天有时风还特别大，氢气球过大不好控制，也不安全。设想过液压高空操作平台，但林内没有路，山的坡度陡，平台上不了山；设想过驯养猴子，但红松树有油，粘手，猴子不愿干；东北林业大学研究过球果采摘机，是用拖拉机带动的，太大了，一方面成本高，另一方面对森林植被有破坏。最终所有设想都以失败而告终。

4、松树球果采摘机

我们于2016年开始进行尝试制造一台机器，暂时就叫采摘机。设计安装在农用拖拉机上，最好用胶轮高花胎四驱农用车、因为红松林内，尤其是天然林，根本没有路，而且林内情况复杂，除了坡就是坑，还有石头倒树，此车可以在林内没有道路的情况下行走，同时要求农用车驾驶员技术得过硬，有一定的在林区驾驶机动车的经验，同时要求驾驶员对该车及所安装的设备操作熟练，因此在实际工作前有必要进行适当的培训。

根据红松树的大小设计制造型号大小不同的采摘机，根据采摘机的型号大小选用不同型号大小的农用拖拉机。采摘机的动力是利用农用车车后面的输出轴安装一个液压动力泵，为采摘机及其工作提供液压动力，液压动力泵要根据采摘机的大小来选择安装。

首先将农用拖拉机前端的配重装置拆除，在拖拉机前面设计安装一个可伸缩可升高150cm至200cm的架子，将采摘机用铁链吊在此架子的前端，在车头前端做个托架，车在林内行走时将采摘机放在托架上。所有的架子都用80mm至100mm的空心方钢焊接，以保证其强度。伸缩可用150cm至200mm长的液压缸控制，同时此伸缩架一端以轴固定，另一端绕此轴转可以伸缩和举升，举升也用150cm至200mm长的液压缸控制。这样就可以将采摘机举到4至6米高的树干处。

采摘机根据树的大小设计输出为8至14吨，用与其匹配的油马达做动力固定在外部，用液压动力泵提供油马达所需动力，在此机器的外部按树的粗细设计一个夹子，用两个50cm长液压缸控制夹子的张开和闭合，里侧用胶皮包裹，以免伤坏树皮。

在驾驶室内合适的地方安装控制分压器，控制所有的设备。采摘机工作时，在树干4至6米处夹住，此时将采摘机和伸缩架分离，保证软连接就可，以免采摘机工作时将伸缩架和车弄坏。一般让采摘机工作10至20秒，树上90%球果就可脱落。

采摘机经过近三年的实验和使用已经取得了一定的经验，节省了大量的人力物力，保证了人员的安全，在今后的使用中应不断的总结经验进行不断地完善。