丘陵地区矮化油樟枝叶机械化集成收集技术初探

胡晓阳

宜宾市农业科学院，四川宜宾

1 矮化油樟产业现状

油樟枝叶的收集通常需要樟农上树收集，因每年采取爬树砍枝收集枝叶导致樟农从树上跌落摔伤甚至死亡的现象时有发生，给樟农生命安全带来了极大隐患。因此，发展丘陵地区油樟矮化技术，实现机械化收获迫在眉睫。

为解决上述问题，改变油樟落后的生产方式，实现油樟产业现代化发展，宜宾市林竹产业研究院对油樟栽植技术进行了长期的探索和研究，提出了丘陵地区矮化油樟林枝叶一体化集成技术方案，有效地解决了油樟传统种植造林模式存在的技术问题，打破了传统造林季节的约束，提高了油樟成林速度。而矮化油樟适宜于机械采收枝叶，能减少人工成本，该技术培育的种苗密植后可实现樟叶早产和丰产，显著提高了油樟产业经济效益。

2 矮化油樟枝叶机械化集成收集技术特点

1）优良的行走通过能力。该机械在驾驶人员的操作下，可以在30°以下坡度直线行走。

2）高效收集枝叶。采用枝叶扶持技术和特殊的组合刀组，配合整机的行进速度，可快速有效地完成油樟枝叶的收集。

3）较好的横向稳定性。由于丘陵地区地形限制，会出现一定的横向坡度，这就要求整机的工作重心和行走重心不能过高，履带式行走机构具有较好的横向稳定性。

4）较高的集成化程度。能完成油樟枝叶输送、粉碎、装箱、转运等，最大程度地降低了油樟枝叶损失率。

3 矮化油樟枝叶机械化集成技术路线

矮化油樟枝叶机械化集成收集技术路线图，如图1所示。

图1 矮化油樟枝叶机械化集成收集技术路线图

4 矮化油樟枝叶机械化集成收集关键技术

矮化油樟生长的基本特征是年生长新枝芽叶，初成杆径较为柔软，纤维比较细嫩，易被切断，被切割处杆径最粗约1.5～2.0 cm，收集长度为150～200 cm。根据矮化油樟的生长特性和地方产业化、规模化发展及收集需求，该集成收集技术有以下几个技术关键需要解决。

4.1 矮化油樟标准化和规范化种植

为保证种植技术与机械化收集相融合，根据丘陵地区矮化油樟的种植要求，应采用机械深翻整地，整地深度50～60 cm。按照规划的株行距、配置方式，坡地沿等高线环山筑水平台，台面宽度≥2 m，台面内侧修建排水沟，排水沟深度30 cm、宽度40 cm。每一种植带间距2.5～3.0 m宽度开厢，开厢后顺同一方向深翻土壤并作垄，宽度80～120 cm，高度30 cm。在种植带之间设置机械化采收生产道路，道路宽1.5～2.0 m。

宜宾林竹产业研究院已经基本解决了矮化油樟标准化种植技术（如图2所示）。目前，按垄宽70～80 cm、垄高30 cm、株行距0.5×0.3 m的标准进行种植。整体生长高度控制在1.5～2.0 m，每年根据实际生长情况可收集枝叶1次以上。收集留茬再生高度允许在50 cm左右。

图2 矮化油樟标准化种植图

4.2 矮化油樟机械化集成收集技术主要参数

根据丘陵地区地形地貌和机械化集成收集技术要求确定主要的基本参数。

行走模式：自走式履带；动力：22.1～36.8 kW；收割幅度：0.8～1.0 m；工作速度：3～8 km/h；喂入量：15～25 kg/s；整机质量：800 kg以内；整体尺寸要求：紧凑、便于作业，转弯半径不大于2.0 m。

4.3 枝叶收集扶持机构设计

该机构设计的可靠性可保证矮化油樟枝叶在被收集时不会产生退让动作，能够使收割部件可以较为准确地在设定的高度进行收集，同时，可以确保矮化油樟枝叶在收集的过程中被顺利地送进输送机构。可借鉴全喂入式油菜收获机械和全喂入式小麦收获机械的相关技术（拨禾轮）结构，进行对应的技术改进。

4.4 复合式收割机构的设计

由于矮化油樟枝叶长度可达1.5 m左右，输送时容易发生堵塞，从而引起相应连锁反应，造成不必要的故障，严重时甚至损坏零部件。为此，有必要在枝叶进入输送前进行复合式的切割。基本设计思路是至少需要两排刀组一上一下、一前一后布置联合刀组，如果仍存在因枝叶长度引起的有效输送问题，可以增加更多的刀组。

4.5 夹持输送机构的设计

油樟枝条具有一定的硬韧性，纤维较粗，不同于粮食、油菜、小麦、高粱、包谷等农作物根茎，在输送过程中如果处于自然状态输送，产生堵塞的概率较大，影响整机工作。为解决这个技术问题，需要把输送分为两个部分进行设计。一是枝叶输送前的准备，主要功能是把切割断的枝叶进行收拢，完成输送前的准备。二是枝叶的输送，被初步剪短的枝叶将被送进夹持输送链，之后再被输送进粉碎机构进行再次切碎，使长度在5 cm左右的枝条数量达到80%以上。此环节解决的关键技术是在不发生拥堵的前提下，把较硬的枝叶顺畅有效地输送进二次切碎机构，并切碎到要求的长度。

4.6 履带式行走系统的设计

该设计在基于南方丘陵地区的地形特殊性的同时兼顾土地的利用率，采用骑垄式工作模式，类似于全喂入式水稻、油菜联合收割机的工作情况，但轮式行走机械雨天附着力较差，容易打滑，其安全性和可转移性也较弱于履带式行走系统。由于矮化油樟是栽植在30 cm的垄上面，成林后的收割高度为50 cm，因此要求骑垄式油樟林叶机械底盘的高度要大于80 cm。履带式行走系统的设计需要根据整机设计布置来进行。设计高度有两种方式——固定底盘高度设计和可调式高度底盘设计，具体设计参数应根据用户的要求进行选择。履带式行走系统左右离合转向，可原地转向，在农业工程应用上是有很好的技术优势，弥补矮化油樟枝叶收集过程中出现的作业道路空间不足问题。