三种往复切割式采茶机采摘效果比较

曹 帆 徐艳阳 王冬梅 张小虎 韩 震 朱雨梦 王开荣*

(1.宁波东钱湖旅游度假区福泉山茶场有限公司, 浙江 宁波 315412； 2.宁波市农业技术推广总站，浙江 宁波 315010；3.宁波市鄞州区农业技术推广站，浙江 宁波 315100)

随着茶产业从业人员的日渐短缺和人工成本大幅提高，名优茶鲜叶“采摘难”问题日益严重，成为制约名优茶可持续发展的突出难题[1]。我司是上世纪九十年代农业部全国机械化采茶技术攻关协作试点单位，曾率先在全国实现了大宗茶机械化采茶。近十多年来，我司运用大型采茶机械采摘一芽二三叶嫩度的鲜叶，并通过机采鲜叶与名优茶加工工艺匹配与技术改进，成功实现了中低档名优茶生产的全程机采机制，生产的茶叶品质优异，性价比高，在获得降低成本、扩大产能、提高效益等显著成效的同时，有效地缓解采茶工持续减少的负面影响。但是，对于嫩度在一芽二叶以上的高中档名优茶鲜叶原料，大型采摘机械的适采性能较差，远远不能满足鲜叶采摘的技术要求[2]。为此，我场从2020年起，着眼于高中档名优茶鲜叶原料的机采，对三种往复切割式采摘机的鲜叶采摘适用性开展了探索试验。

1 材料和方法

1.1 采茶机械

采茶机选自三个厂家的产品，一是日本落合刃物工业株式会社生产的燃油式双人平形采茶机V8NewZ2-1000；二是宁波市海曙骉马新能源科技有限公司生产手持式电能单人采茶机BMDC24-30；三是湖北省宜昌市江诚盛海机械有限公司生产的手持式电能单人采茶机JCD-200、JCD-300和双人采茶机JCD-650。

1.2 茶园条件

试验地点位于宁波东钱湖旅游度假区福泉山茶场，海拔约300～500 m；年平均气温16.2 ℃，年平均降水量1500 mm；试验地块为水平梯田，土层肥力中等，pH 4.5-6.5。供试茶树品种为中茶108、迎霜、劲峰、翠峰，树龄10～20年生，茶园布局为标准行种植，行宽150 cm，行长小于30 m。

1.3 试验方法

2020年1月至2022年5月间，根据试验目标[3]，先对树冠进行深重修剪改造后，按机采茶园树冠培育要求，整修成水平、浅弧形等两种采摘树冠冠面，并给予足够的营养供给，确保良好的树势；冠面分枝密度控制在1350～1800个/m2生产小桩，维持大宗茶机采茶园高产树冠水平。机采间隔期控制在约20 d[4]。

春茶、夏秋茶新梢萌展到一芽二叶占比达到70%以上、芽梢层4～6 cm[5-6]时进行开采。采摘时,根据不同型号采茶机机械特点和设计要求进行操作，尽量做到将刀刃贴合蓬面，保持刀刃和新梢垂直，距修剪口上约0.5 cm高度内与冠面平行切入并向前推进；根据树冠幅度和不同茶机刀片幅度，决定同一段树冠上的采摘行进次数，刀片重合部位宽度控制在5～10 cm内,尽量避免重复切割。

机采后，树冠冠面随机抽取采摘面10 cm×10 cm，按完整采摘数、漏采数、破碎叶分别计数；机采茶样随机抽取100 g，按一芽一叶、二叶、三叶和碎片、杂质等分别进行计数、计重[7-10]。上述均重复三次。

1.4 数据分析

使用WPS Office进行试验数据整理分析与图表制作，使用SPSS 19.0和Duncan法进行差异显著性分析。

2 结果和讨论

2.1 不同机型工作部位技术参数与作业方式

三种机械的采摘作业方式虽都为往复式切割采摘，但存在着刀刃长度、刀刃间距、行进方式、运动轨迹等不同，特别是江诚系机型在切割面下方、刀刃前端添置了挡叶栅条，增加了待采芽叶的优化机率。

首先，从刀刃长短和刀刃间距分析，江诚系刀刃长度、刀刃底口间距均为落合的1/2或2/3，刀刃上口间距为落合的1/2或2/3；骉马的刀刃长度为落合的77%，刀刃底口间距稍大于落合，而上口间距为落合的75%(表1)。因此，比较而言，小的刀刃及其刀口间距虽然效率不及大的刀刃，但具有更大的灵活性和选择性，适合形态小的幼嫩芽叶。

表1 三种往复式采茶机工作部位技术参数

其次，江诚系三款机型在切割面下方、刀刃前端添置的挡叶栅条长度分别为1.5-4.3 cm不等、向上10度或30度的倾斜，栅条上间距又略小于刀刃上口间距，这样在机械向前水平移动的时候，把形态较大叶片压制到切割面下，减少了落入刀口而被切割的可能(表2)。

表2 江诚系列采茶机挡叶栅条技术参数

从行进方式、运动轨迹分析，江诚系和落合产机械的行进方式为匀速、直线运动，切割采下的芽叶依靠刀片前上方均安装的集叶风管(机)被吹入后方的集叶袋中，这样采摘机易于控制、行进平稳。骉马采茶机的行进方式为加速度、弧线运动，因其集叶方式是完全靠向前行进并稍有加速度的方式，才能有效地把采下的芽叶推入集叶斗内；由于集叶斗集叶量有限，所以在采茶时一般一手持集叶筐，另一手持采茶机，向前呈弧形推动机械，在行至茶行边缘时顺势将芽叶倒入集叶筐内，因此，其运动轨迹相对复杂，匀衡度控制相对较难(图1)。

图1 三种采茶机型采摘行进示意图(图左—JCD-200、JCD-300；图中—JCD-650和V8NewZ2-1000、图右—BMDC24-30)

2.2 不同机械采摘效率

以三种茶机五款机型和人工对有效冠幅85 cm、行长15 m的中茶108平形冠面茶园的采摘试验结果表明，机器功率和刀片幅度越大，耗时越短，单位采面积和产量越高；机械采摘效率均显著高于人工采摘(表3)。

表3 不同机型采摘效率比较*

不同机型耗时比较，V8NewZ2-1000行进1次性完成采摘，耗时仅30 s；JCD-650来回1次完成采摘，耗时103 s；JCD-300、BMDC24-30行进3次完成采摘，耗时208和210 s；江诚JCD-200则行进5次完成采摘，耗时264 s。V8NewZ2-1000的刀片幅度为100 cm，是JCD-200的5倍，而采摘耗时仅11%。

台时采摘面积比较，V8NewZ2-1000的台时采摘面积是JCD-600、BMDC24-30、JCD-200的3.6倍、6.95倍、8.14倍，均存在显著差异；刀片幅度一致的JCD-300和BMDC24-30比较，单位采摘面积则无显著差异。

台时产量比较，V8NewZ2-1000是JCD-650的3.84倍，JCD-300的7.55倍、BMDC24-30的9.01倍和JCD-200的9.89倍，差异巨大。

人均台时产量比较，五款茶机比人工采摘要高出106～351倍，机械采摘的高效率凸现。

2.3 鲜叶采摘质量比较

平形冠面茶园在当轮新梢一芽一二叶嫩度鲜叶占70%以上、长度4～6 cm时开采，抽取采下的鲜叶100 g样品，分拣完整的一芽一二叶芽叶，称取重量，并计算重量比。结果表明，不论是春茶还是夏秋茶，机型越小，一芽一二叶完整芽叶的重量比重越高；江诚系机型明显好于骉马更好于落合(表4)。

JCD-200、JCD-300采摘的四个品种一芽一二叶重量比，春茶平均达到75%以上，最高达到82%，超过了人工采摘的一芽一二叶重量比；夏秋茶的一芽一二叶芽叶占比较春茶有较大幅度下降，平均达到46%，但也超过了人工采摘的一芽一二叶重量比。因此，小型机械的鲜叶采摘质量总体上颇为理想(表4)。

表4 不同采摘方式每百克鲜叶一芽一二叶重量比(单位：%)

进一步以中茶108茶树为对象，进行平形、弧形树冠的采摘质量比较发现，平形树冠采摘的鲜叶质量优于弧形树冠采摘的鲜叶质量，主要因为新型采茶机刀片都是平形的，在平形树冠上行进，刀片与冠面吻合度较高，采摘破碎较少，完整率因此提高(表5)。

表5 不同树冠面机械采摘的每百克鲜叶一芽一二叶质量占比(单位：%)

2.4 冠面新梢采后效果

树冠采摘后，按留存芽梢基部情况分三种情况：一是芽叶被采后仅留梢基，二是芽叶未被采去，三是芽叶被采后留下破碎单芽、带叶芽梢。机采后，树冠冠面随机抽取采摘面10 cm×10 cm，留下的梢基占总数的百分比为完整率、未被采去的芽叶在总数的百分比为漏采率、留下破碎单芽、带叶芽梢在总数的百分比为破碎率。从五款机型采摘效果看，江诚系三款机型随着刀片幅度越大，完整率下降、破碎率上升，而漏采率相对稳定，BMDC24-30由于刀口间距大、刀刃长、呈弧形行进，因此完整率较低，且因没有集叶袋，采摘过程会有部分鲜叶叶掉落斗外，因此漏采率较高；落合1000的采后梢基完整率高、漏采率低，结合表4，实际状况是因切割程度大，采下的芽叶碎片、单叶占比高(图2)。

图2 不同采摘机械的冠面采摘效果比较

3 结论

三种五款往复式切割茶机在平面树冠茶园的新梢萌展到长度4～6 cm、一芽一二叶占比70%以上时进行机采比较，比人工采摘的人均台时产量高出106～351倍，但鲜叶采摘质量随着刀片幅度增大而下降，采摘时直线、匀速行进的机械更易掌控采摘质量，江诚系采茶机有着特殊的挡叶栅条构造，采摘的鲜叶质量明显好于其他机型，其中JCD-200、JCD-300采摘的春茶一芽一二叶鲜叶完整率平均75%以上，最高达到82%，而综合人均台时采摘效率，JCD-300是一款优选机型。

名优茶鲜叶机采涉及鲜叶采摘嫩度要求、芽叶生长特性、树冠形态、机采性能、采摘作业技能水平等因素。往复式采茶机在一芽一二叶嫩度和高中档鲜叶原料采摘时，比人工有很大的局限性，因此应充分考虑与机械相匹配的各个要素，才能取得理想效果。