橡胶树针刺采胶技术的应用前景①

魏 芳 校现周 罗世巧 吴 明 高宏华 杨文凤 仇 键 李晓娟

(中国热带农业科学院橡胶研究所 海南海口571101)

针刺采胶是在高效刺激剂的作用下，在胶树的局部范围内，预先造成强烈的、人为的诱导愈伤反应，当愈伤区的乳管网被细针刺伤后，由于刺激剂扩大了排胶影响面，抑制了刺口的凝固，延长了排胶时间，从而获得较高的胶乳产量［1］。

最初使用针刺采胶的目的之一是通过针刺采胶，使幼龄树提前投产，缩短非生产年限。中国在GT1幼树上也进行了类似研究。许闻献［1］认为，在胶树生长条件好的海南地区该无性系离地1 m处50%树围达到45 cm以上为针刺标准，而对于寒害严重的地区，可以选择早期高产品系，树围标准降至40 cm以上，实行密植针刺，提高产量。20世纪80年代之前，各植胶国在单孔采胶上所用的刺激剂以乙烯利较多，对树皮刮皮或开沟施用后使用乙烯利，副作用较大，树皮干枯明显，使得日后针刺困难，干皮部位的乳管列数也减少，对胶树的生长与产胶造成不良影响。另外，国内外把电石作为刺激剂也曾经风靡一时。在中国，许闻献等［1］在胶树根系范围内埋施电石，利用电石分解释放的乙炔刺激排胶，这种体外施药方法可以保证树皮外皮完好，有利于树皮的充分利用和合理规划，也不会有伤害和药害的痕迹。此法的缺点是乙炔利用率低，在保水性能差的沙土壤地区使用效果更差，而埋施电石较费工且药效时间较短。在20世纪90年代采用乙烯气体作为刺激剂后，对针刺采胶引起的长流胶进行了生理生化研究，该技术在低速排胶状态下，可以实现36 h以上的排胶时间［2］。

现阶段针刺采胶中的刺激技术关键仍旧是高效气态乙烯刺激技术［3-4］，通过扩大排胶影响面［5］，延缓乳管堵塞。前期的研究中，由于刺激剂类型、操作方法以及社会状况等因素的局限，针刺采胶技术没能持续在生产上得到持续应用，随着气刺短线割胶技术的熟练应用，配套的刺激设备和充气装配日益完善，同时也伴随着劳动力短缺、胶树老龄化等问题出现，天然橡胶产业对针刺技术的需求需要重新被评估。

气刺短线割胶技术将排胶口从传统的二分之一树围，缩短到八分之一树围［6］，针刺技术又将气刺短线割胶技术的八分之一树围的割线，缩小到直径小于0.2 cm的切口，可以摆脱胶刀局限性的束缚，实现免割排胶。现阶段的采胶劳动投入占了天然橡胶生产投入的70%以上，割胶是一种费时费力的生产活动，在提高劳动生产率、降低劳动强度方面，预测针刺技术会有较好的应用前景。

1 针刺采胶是采胶技术发展的必然趋势

1.1 胶刀使用的限制

胶刀的发明和应用，实现了对橡胶树的连续割胶，延长了橡胶树的经济寿命，在生产上，对于推动橡胶树从野生状态成为大面积栽培的经济作物具有重要的贡献［1］。

但是胶刀受到很多基本因素的限制：第一，受到采胶高度的限制，割线高于人的水平视线，操作就很困难；第二，受技术难度限制，因不能割伤形成层或水囊皮，需要熟练的割胶技术；第三，受速度限制，每条割线都要下刀、行刀、收刀，难以提高工效；第四，受劳动强度大限制，胶工一般割胶都要经过磨胶刀、拔胶线、清理胶杯、躯体弯腰行刀、眼睛紧盯割胶等重复工序，劳动强度较大，有的胶工甚至因此患上慢性疾病；第五，受到设备和劳动费用的限制，刀割采胶功效低，劳动力费用投入大，降低了收益；第六，受割胶时间的限制，一般割胶必须在凌晨气温低的时候割胶，胶工休息时间得不到保障；第七，受气候条件限制，遇到雨天往往停割或者排胶过程中雨冲胶，浪费了产量；第八，受防治疾病传播的限制，有的树干疾病，如冬季割面条溃疡病等可通过胶刀割胶而传染。针刺采胶技术的提出，则为克服胶刀这些“先天弊病”提供了新的途径。

1.2 气刺短线割胶技术的推动作用

近些年，气刺短线割胶技术发展迅速，气刺采胶技术实现了刺激剂从固态间接刺激到气态直接刺激的转化，乙烯气体直接刺激使得排胶原动力大幅度提高，乙烯气体刺激强度是乙炔8倍以上，药效持续比乙炔长3倍，在增加刺激强度的基础上缩短了割线，同时达到了节约耗皮50%以上、割胶速度提高一倍以上的效果，能显著提高割胶劳动生产效率。在刺激装备和充气装备方面，该技术也实现了规模化生产使用，从而使得刺激效率更加快捷，操作流程更加简便。

刺激技术的逐步成熟，是针刺采胶得以实现的前提。气刺短线割胶技术有完整的中试规范和配套措施，由于刺激技术类似，采胶基础理论相通，技术人员可以实现从气刺短线采胶到气刺针刺采胶的灵活转换。

1.3 中国天然橡胶产业的现状

当前天然橡胶价格持续低迷，低胶价已经严重影响了胶工的割胶积极性。植胶企业生存困难，胶工大量流失，胶农弃割现象严重［7］。据2015年抽样调查，海南农户中约有20%的农户因价格低迷而放弃割胶生产［8］。国有胶园中，以海南天然橡胶产业集团股份有限公司为例，近几年产量节节下滑，从顶峰时的年产干胶20万t降至2017年只有10万t左右，有近5.33万hm2胶园遭到弃割。低胶价对中国的天然橡胶产业造成了严重的影响。

割胶行业吸引力下降，胶树老龄化日趋严重。据调查，2018年海南天然橡胶产业集团股份有限公司胶工人数从2012年的4.7万人下降至1.7万人，2018年40岁以上胶工比例已经达到78.9%，胶工年龄结构整体偏大，退休人数越来越多，年青胶工补充不足，出现胶工群体年龄断层现象。胶工队伍老龄化与后继乏人的问题将对橡胶产业造成巨大的负面影响［9］。

目前各行业劳动力竞争激烈，劳动力价格随之升高，天然橡胶生产中劳动力成本投入占70%以上，刀割采胶对割胶技术要求高、工作辛苦、劳动报酬低，割胶对于年轻胶工越来越缺乏吸引力，胶工流失现象严重，传统的采胶方式已经严重制约了天然橡胶行业的胶工稳定性。

1.4 割胶自动化的要求

传统的胶刀割胶方法，要靠手、脚、眼、身的“四配合”，以达到拿刀稳、接刀准、行刀轻、割胶快的目的，而且要求达到割胶深度均匀、割面均匀、切片均匀。这对胶工的操作技能提出了高标准的要求，新胶工需经过一个月的割胶技术培训，经考核合格后才能上岗割胶，一般没有两三年时间难以成为技术好的胶工。天然橡胶产业迫切需要操作简单、对胶工的操作技能要求低的采胶技术。

机械化、自动化的农业设施、装备和技术是农业现代化水平的体现。在严峻的形势下，各种自动和机械化割胶工具也如雨后春笋般研发上市，然而由于橡胶树树体的特殊性、胶树差异性等问题的存在，在技术上，割胶耗皮和割胶深度难以控制，割线上胶线缠绕等难题无法即刻解决，再加上自动化工具的成本远远超过了胶刀割胶，因此近期内割胶自动化实现起来具有一定的困难。

2 针刺技术的应用前景

在高产高效的采胶技术中，低频割胶有一定的优势，当前国内农垦系统生产上采用的是d3、d4，少量采用d5，民营胶园则还有d2的，在目前的技术条件下，采用d5以上的超低频割胶制度，将对产量造成一定的影响。气刺短线割胶技术虽然能够满足部分胶园高产高效的需要，但是由于收胶比较费工，阴刀割胶不熟练，因此仍然存在弊端。针刺采胶是气刺短线割胶技术的进一步升华，摒弃了胶刀的弊端，减少了割胶用工，对胶工技术要求也低。

2.1 自动化采胶的可能性

针刺采胶工具简单，操作简便，只需要用粗细合适、深度可调的刺针就可以代替胶刀释放乳管胶水，预计经过几个小时左右的培训即可掌握。在自动化设计方面，或许只要设计一个可以定时控制针刺的装置、一个导管定位插入装置即可完成采胶过程。此采胶方法省工高效，便于智能采胶工具的设计和远程控制操作。

2.2 自动化收胶的可能性

由于气刺短线采胶技术长流胶所占比例较大，传统的收胶方式至少需要收2次胶，增加了用工和劳动强度。针刺采胶技术可以在收胶容器中加入胶水凝固剂，将一次甚至几次针刺胶水收集到一个密闭容器中，可以大幅度减少收胶用工。

在收胶技术方面，可以将导管穿过树皮上的针刺孔，使其末端进入树皮组织层，胶水通过导管排出后，可采用密闭的容器收集胶水，即形成一个密闭的收胶系统，外界杂质不容易掺杂，保证了胶水的纯洁度，同时也保证了完整长流胶收集的完整性，增加了胶水质量和终产品级别。

使用针刺采胶技术，天气也将不再成为阻碍采胶的因素，整个收胶过程不暴露在室外，雨天不用担心雨水冲胶，干燥天气不用担心割面干燥和胶乳水分蒸发。

用于收集胶水的密闭容器材料种类多，可以用普通的塑料，其价格便宜，而且可以标记刻度。容器可以设计成圆柱形等各种形状，可以采用现在的粘贴技术或者其他技术将其固定在树身上，也可以用导管延伸直接放在地上，甚至可以在树身一侧安装一排传送带，直接放在传送带上，远程控制切断导管，运走胶水收集容器，既减少用工又可高效完成收胶。

2.3 挖潜高部位树皮利用率

由于割胶高度的限制，胶刀难以到达高部位树皮，即使再延长胶刀把手或者借助外物割胶，也会对高部位树皮造成多余伤害，额外增加耗皮。橡胶树靠“皮”拿产量，老龄胶树的高部位原生皮尤其珍贵，利用针刺采胶不用胶刀，没有或者很少耗皮，可以有效利用高部位树皮，延长橡胶树经济寿命，同时也可增加了老龄胶园的有效割株，增加胶园的土地利用率。

2.4 研究延缓乳管堵塞机制的新途径

乙烯作为橡胶树增产刺激剂，在橡胶树中被广泛用于延长排胶时间［10-13］。排胶时间是影响橡胶树产量的关键因素［14-15］，生产上通过延长排胶时间、降低割胶频率来增加胶树产量的采胶方法已经付诸实施。常规割胶的排胶时间往往不会超过6 h，在生产过程中，气刺采胶排胶时间往往是正常排胶时间的2～4倍，排出的胶水被称为长流胶［16］。

乳管胶乳凝固和堵塞机制制约着橡胶树排胶理论的研究，常规研究多以正常割胶材料（正常排胶胶乳）为研究对象，正向考虑堵塞原理和排胶理论。气刺长流胶打破常规的排胶时间限制，使乳管中胶乳长时间保持活跃状态，是研究乙烯刺激延长排胶时间机制和乳管堵塞理论的好材料。

3 结语

多数试验认为，针刺采胶许多副作用源于针刺深度，由于刺入木质部，养分流失过度，抑制树位生长，干胶含量降低，发生爆皮流胶，从而妨碍伤口愈合，也影响了木材的材质。针刺采胶技术也需要研发合适的针刺工具，克服工具的限制。针刺采胶技术将大幅度提高采胶劳动生产率，同时改善胶工的工作条件，既可解决当前天然橡胶业发展的瓶颈问题，也可为植胶企业带来可观的经济效益和社会效益。

由于橡胶采收周期性、立地环境、品种等因素的限制，采胶技术的研发历时较长，针刺采胶技术亦是如此。老一辈采胶技术工作者，在针刺采胶和气刺短线割胶技术上做出了重要贡献，有了针刺采胶和气刺短线割胶技术前期的研究基础，针刺技术的未来发展前景可观。采胶技术从刀砍时代到连续割胶时代，是采胶技术的一次革新，相信不久的将来针刺采胶技术将给天然橡胶产业和采胶技术带来新的革新。