葡萄清土机械化技术的调研与思考

○农业农村部农业机械化总站 杨 瑶 李丹阳 陈兴和 吴传云

国外主要葡萄产地如法国波尔多、意大利托斯卡纳、美国加州等，冬季气候较为温暖、湿润，不需要埋藤处理，只需适当采取保温、保湿措施，就能保证当地酿酒葡萄越冬，因此国外没有对葡萄清土起藤作业的需求，进而几乎没有相应的作业机具研究。

我国北方地区冬季气候干燥、寒冷，为防止葡萄藤风干、冻伤，目前普遍采取将修剪后的葡萄藤放倒用土覆盖保护越冬，到春季清土将葡萄起藤上架的方式进行管理。但是，葡萄清土工作量大、时间紧，如果葡萄藤在土壤中发芽后再起藤，在起藤过程中容易对葡萄嫩芽造成伤害。目前，葡萄清土起藤多采用人工完成，劳动强度大，作业效率低、生产成本高，仅春季清土上架环节的劳动力成本就占葡萄生产管理总成本的1/5 左右，急需机械清土作业。

一、我国葡萄清土机械化现状

国内对葡萄清土机械的研究较多，有大学、科研单位、农机企业和农户个人，主要有中国农业大学、新疆农业大学、甘肃农业大学、中国农业科学研究院果树研究所、宁夏大学、江苏大学、河北科技示范学院、宁夏工商职业技术学院、中国农业机械化科学研究院、宁夏农林科学院、宁夏智源农业装备有限公司、山东省高密市益丰机械有限公司、宁夏玉生机械制造有限公司等。国内葡萄清土机种类也较多，按照清土装置的安装位置可分为前置式和后置式；按照工作方式可以分为单边式、双边式；按照机具作业位置可以分为垄上作业和垄行作业；按照清土装置的工作原理可以分为往复（刮板）式、回转（叶轮或刷子）式、绞龙式、链铲式等；按照清土装置是否与土壤接触可以分为接触式和非接触式；此外还有带自动避障功能的机械；针对埋藤时铺设防寒布生产模式有带有防寒布回收功能的。

二、现场调研了解的情况

2022 年3月，农业农村部农业机械化总站经作机械处与农业农村部林果业全程机械化专家组共同参加了国家葡萄产业技术体系、房山区葡萄种植及葡萄酒产业促进中心在房山区城关街道八十亩地村举办的葡萄清土起藤机械化技术作业现场会。在现场会上，由国家葡萄产业技术体系机械化研究室、中国农业大学工学院和河北双天机械制造有限公司联合研制的3QT-55 型葡萄藤刷子清土机进行现场作业演示。

清土机作业

该机具结构是，清土部件为尼龙刷，刷子直径550mm，共11 片，转速为400～500r/min，安装在拖拉机后方右侧偏置，垄行单边作业，清土部件与土壤直接接触，不带避障功能，没有防寒布回收，配套动力不小于30 马力，现场演示时配套东方红ME504 拖拉机，葡萄行距应大于2.5m，适用于沙土或沙壤土。

该机具的作业原理是，清土作业时，拖拉机牵引清土机前进，同时通过动力输出装置（PTO）将动力传给变速箱，由变速箱输出轴将动力经二级皮带传动传给清土部件尼龙刷，刷子逆时针旋转将葡萄藤上覆盖的右侧一半的土扫到两行之间的空地上。一侧清土结束掉头继续清除葡萄藤另一侧的土，清土作业过程中基本没有扬尘。葡萄藤暴露不多，大部分仍埋在土里。随着气温逐渐回升，葡萄藤萌芽，如果出现倒春寒天气，有余土的覆盖可以保温护芽。到天气彻底回暖后，人工将葡萄藤从土中拉出，捆绑固定在篱架第一层。之后清土机进行第二次清土作业，将剩余覆土清扫到两行间。

从现场作业情况来看，一是机械作业效率高、损伤率低。该机具作业效率为3km/h，按现场会的酿酒葡萄园种植模式约为5 亩/h，人工作业效率为300m/天、约为0.5 亩/天，按一天工作8 小时计算，清土机的作业效率是人工的80 倍。现场机械作业没有出现葡萄藤损伤情况，而人工用铁锨清土，藤条损伤率远高于机械刷式清土。二是机械作业成本远低于人工作业。清土机尼龙刷为易损件，使用寿命为20～30 亩，尼龙刷共安装11 片，每次只需要更换底部的3～4 片，每片刷丝30 元，易损件成本为4.2 元/亩，加上机手工资及油耗，机械作业成本约200 元/亩。如果人工清土，目前市场价为人工费0.7 元/米，合计人工成本为420 元/亩。

清土作业后的覆土垄形

三、思考及建议

1.葡萄清土机需进一步改进优化。

（1）优先推广带自动避障功能的葡萄清土机。现场作业的机具不带避障功能，需要机手作业时兼顾拖拉机前进方向和拖拉机后方清土和避障，存在一定安全隐患。有条件的地区应优先推广带自动避障功能的，大面积葡萄园作业可以考虑智能辅助驾驶以减轻机手劳动强度，确保作业安全。

（2）优化设计提高清土率，减轻起藤工作量。现场作业发现，清土结束后覆土垄顶宽约15cm，垄底宽约15～20cm，高度基本不变，清土率约60%，覆土残留率约40%左右，余土较多，若让成年女性试着把藤拉出来没有成功，将来起藤时还是需要人工再去除一部分土才能尽量不伤嫩芽地将藤取出。建议优化机具设计，可以考虑增大尼龙刷上片直径、形成倒锥形，提高清土率。另外，还可以考虑在尼龙刷上前方增加刚性刮板先清走一部分土，减轻尼龙刷清土量以减少尼龙刷磨损，降低作业成本。

（3）加大葡萄清土机试验示范力度。国内现有的清土机清土部件有刚性材料的，清土率高但损伤率也高；有气吹或气吸非接触式的机具，损伤率低、结构复杂、容易损坏且产生扬尘污染；有带回收防寒布功能的机具，清土率高、损伤率低，但要求在埋藤时就要铺上防寒布，并且由于防寒布透气性差，会出现闷芽损伤情况。建议加快推进农机农艺融合，加大葡萄清土机试验示范力度，遴选总结适宜不同地区的葡萄清土机型和标准化机械化生产模式。

2.需制修订葡萄清土机相关标准。目前葡萄清土机有2 个团体标准和1 个专项鉴定大纲，对相关性能指标要求不一致。T/NXJX 001-2020 《接触式葡萄清土机》要求清土率≥50%，T/CAMDA 10-2020《葡萄刷式清土机》要求覆土残留率≤20%，专项鉴定大纲DG64/Z 001-2020《葡萄起藤机》要求清土率≥45%，相互差异较大。另外，T/NXJX 001-2020 《接触式葡萄清土机》要求断藤数为0，单位长度损伤点≤1 个/m；T/CAMDA 10-2020《葡萄刷式清土机》要求葡萄藤损伤率≤10%；专项鉴定大纲DG64/Z 001-2020《葡萄起藤机》没有损伤率指标。因此，需要制修订相关标准和大纲，统一要求并进行试验验证。