茶園管理機(jī)械開(kāi)發(fā)進(jìn)展

潘 強(qiáng) 繆玉倫 辛 誼

長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)茶業(yè)機(jī)械開(kāi)發(fā)圍繞茶葉初、精制加工展開(kāi)，茶園田間管理機(jī)械研發(fā)和推廣工作相對(duì)滯后。新世紀(jì)以來(lái)，茶園管理機(jī)械引進(jìn)、研制、開(kāi)發(fā)進(jìn)程逐漸加快，形成了較多擁有發(fā)明專(zhuān)利和實(shí)用新型的自主產(chǎn)權(quán)裝備，茶園管理作業(yè)單機(jī)設(shè)備已基本齊全。

1 茶園墾植動(dòng)力和機(jī)械

茶園墾植機(jī)具就是在新茶園開(kāi)墾時(shí)，用于深翻開(kāi)溝、碎土回土、覆土起畦等管理環(huán)節(jié)的機(jī)具。茶園管理所使用的拖拉機(jī)，除日本等產(chǎn)茶國(guó)在小規(guī)模茶園中使用3～5馬力的耕耘機(jī)外，俄羅斯早在20世紀(jì)30年代，就研制了自走底盤(pán)并配備各種管理機(jī)具，同時(shí)有懸掛在自走底盤(pán)上的耕作機(jī)。

1.1 茶園專(zhuān)用拖拉機(jī)

日本自60年代開(kāi)始研究茶園專(zhuān)用拖拉機(jī)。目前在平地或10°以下坡地茶園使用的茶園拖拉機(jī)稱(chēng)之為“動(dòng)力茶園管理機(jī)”，實(shí)際是一種履帶式高架跨行的自走底盤(pán)拖拉機(jī)。

我國(guó)70年代起，開(kāi)始研制茶園拖拉機(jī)及其配套農(nóng)具。1980年正式完成C12茶園耕作機(jī)的研制，其主機(jī)部分，就是一臺(tái)小型的履帶拖拉機(jī)。C12茶園耕作機(jī)以S195柴油機(jī)為動(dòng)力。根據(jù)茶園和茶樹(shù)的特點(diǎn)，機(jī)器橫斷面設(shè)計(jì)成“凸”字型，并采用流線(xiàn)形外殼，以減少對(duì)茶樹(shù)枝條的損壞。該機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)，重心低，穩(wěn)定性好，驅(qū)動(dòng)力大，可以原地轉(zhuǎn)彎，機(jī)寬僅800 mm，機(jī)動(dòng)靈活。

1.2 茶園開(kāi)溝機(jī)

我國(guó)于1981年從日本引進(jìn)了F－15A茶園開(kāi)溝機(jī)，其基本構(gòu)造為：一四輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)底盤(pán)，懸掛一鏈?zhǔn)姐娗惺介_(kāi)溝器。機(jī)器最大寬度僅500 mm，可以順利進(jìn)入茶園工作。該機(jī)可用作茶園的土壤改良和茶樹(shù)栽種前的苗床深翻等管理。其原理與開(kāi)溝相似，只是把分土螺旋拆除，開(kāi)溝器銑切的碎土不再分向兩邊，仍?huà)伻霚蟽?nèi)，從而完成深耕管理。80年代國(guó)內(nèi)有關(guān)單位也開(kāi)展了開(kāi)溝機(jī)以及機(jī)上開(kāi)溝器的研制，如配套在豐收－4小底盤(pán)上的開(kāi)溝器等，但未得到普及應(yīng)用。目前，茶農(nóng)在需要開(kāi)溝時(shí)，使用人力挖溝的方式解決。

1.3 茶園培土復(fù)土機(jī)

覆土起畦是完成茶苗種植土畦的最后工序。管理作業(yè)要求是把基肥完全覆蓋和起好土畦。采用的機(jī)具是懸掛在輪式拖拉機(jī)上的覆土起畦器。它由梯形機(jī)架、懸掛梁、左右擋土板、中央導(dǎo)板和六齒耙等組成。管理作業(yè)時(shí)，土塊與擋土板、土塊之間因相互碰撞而起到碎土作用。畦面上的較大土塊和雜草由左右擋土板和六齒耙?guī)У降仡^。中央導(dǎo)板后部開(kāi)有缺口，使左右擋土板中的土塊雜草能夠相通，以使機(jī)具整體承受的牽引阻力達(dá)到均衡。通常往復(fù)二三次，高6～7 cm、寬40～50 cm的平直土畦就形成了。使用機(jī)器開(kāi)墾的缺點(diǎn)在于，易造成表土和下層土壤的混亂；同時(shí)，該機(jī)具只能在20°以下的坡地管理作業(yè)。我國(guó)由于采用人工移栽的方式，在對(duì)新建茶園小苗培土的工序上，也使用人工管理來(lái)完成。

2 茶園土肥管理機(jī)械

2.1 茶園中耕機(jī)

茶園中耕是對(duì)茶間土壤進(jìn)行中耕、除草、松土的一道工序，利于吸收水分和減少蒸發(fā)，避免雜草繁生與茶樹(shù)爭(zhēng)奪養(yǎng)料和水分，可促進(jìn)茶樹(shù)根系的發(fā)育生長(zhǎng)，提高茶葉嫩芽的品質(zhì)和產(chǎn)量。國(guó)外在20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制，普遍采用小動(dòng)力機(jī)械或?qū)Ｓ貌鑸@動(dòng)力機(jī)械配套專(zhuān)用的茶園中耕機(jī)管理，管理方式主要是旋耕松土，使用功效較高，購(gòu)買(mǎi)成本也較高。我國(guó)目前有幾個(gè)茶機(jī)生產(chǎn)商生產(chǎn)小動(dòng)力配套的中耕機(jī)，中耕的工作方式有旋耕和曲柄鋤齒挖掘式兩種。國(guó)產(chǎn)茶園中耕機(jī)械費(fèi)用較低，但功率小，耕作操作和使用壽命都有待改善。據(jù)報(bào)道，國(guó)產(chǎn)“東輝牌”ZGJ－150型中耕機(jī)具有較好的推廣使用價(jià)值，其臺(tái)時(shí)耕作面積可達(dá)870 m2，一天能耕0.7 hm2，耕深10～15 cm，機(jī)器自重僅120 kg，1人操作，可完成中耕、施肥作業(yè)。

2.2 茶園施肥機(jī)

茶園中常用的肥料有有機(jī)肥和化肥，應(yīng)用機(jī)器施用的一般為化肥，現(xiàn)代有機(jī)化與綠色化茶園主要施用有機(jī)肥，以減少污染，提高茶葉的品質(zhì)。在茶園中應(yīng)用機(jī)器施化肥的方式有兩種，一種是撒施旋耕（日本和蘇聯(lián)等國(guó)常用）；另一種是開(kāi)溝、施肥、履土合一的施肥方式。我國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制茶園施肥機(jī)械，主要產(chǎn)品有C－12茶園耕作機(jī)和小動(dòng)力手扶拖拉機(jī)配套的施肥機(jī)，采用芯鏵式開(kāi)溝器配螺旋式施肥機(jī)構(gòu)，臺(tái)時(shí)工效2～3畝。由于分田承包責(zé)任制的推廣，機(jī)器未能得到大量推廣，目前，茶農(nóng)還是沿用傳統(tǒng)的人工管理方式。由于推廣應(yīng)用有機(jī)茶和綠色茶的需要，應(yīng)研制施用有機(jī)肥的施肥機(jī)。

3 茶園災(zāi)害管理機(jī)械

3.1 茶園防霜扇（機(jī)）

早生和特早生茶樹(shù)良種的大面積推廣，春季霜凍災(zāi)害對(duì)產(chǎn)量和效益的影響加劇。防霜扇的使用，對(duì)保護(hù)早春茶不受凍害有十分重要的作用。防霜扇能在氣溫降到3～4℃時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)安裝在高處（6 m以上）的風(fēng)扇送風(fēng)，加速微環(huán)境空氣循環(huán)。其作用原理與構(gòu)成見(jiàn)圖 1。由于防霜機(jī)械的增溫作用，能減少環(huán)境溫度變化對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)的影響。使用防霜扇，能增加茶樹(shù)的生長(zhǎng)量，加快受害茶樹(shù)恢復(fù)，使茶園提早3～5天開(kāi)采搶占早市，對(duì)于保障早春名優(yōu)茶產(chǎn)量和效益作用明顯。

3.2 茶園噴滴灌系統(tǒng)

噴灌系統(tǒng)的安裝能對(duì)抗旱害，對(duì)茶葉豐產(chǎn)豐收具有重要影響。也能對(duì)抗春季霜凍害，尤其應(yīng)開(kāi)展茶園微噴技術(shù)對(duì)抗春季冰凍害成效試驗(yàn)，通過(guò)微噴物化水氣，預(yù)防茶樹(shù)葉片溫度下降形成冰晶，避免凍害給茶樹(shù)嫩芽造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

3.3 茶園植保機(jī)械

機(jī)械化噴藥不僅節(jié)工省本，提高工效，減少農(nóng)藥用量，而且縮短防治周期，不誤農(nóng)時(shí)，提高防效及農(nóng)藥利用率，減少環(huán)境污染。我國(guó)茶園中使用的病蟲(chóng)害防治機(jī)具因與大田作物通用，種類(lèi)較多，有噴粉機(jī)、噴霧機(jī)、彌霧機(jī)和噴灌機(jī)等。國(guó)外以手提式機(jī)動(dòng)噴霧（粉）機(jī)為主，技術(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)配以乘坐式噴霧（粉）機(jī)，并開(kāi)始使用新型高效生物農(nóng)藥植保機(jī)具。臨安茶區(qū)試驗(yàn)表明，使用機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)和工農(nóng)16型大容量噴霧機(jī)節(jié)工省本達(dá)62.2%，每公頃節(jié)省物耗17.92元。隨著我國(guó)有機(jī)茶和綠色茶的推廣，茶葉植保普遍使用生物農(nóng)藥和生物治蟲(chóng)新技術(shù)、太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈等新能源植保機(jī)械的研發(fā)和推廣，不僅能保障茶葉品質(zhì)，也可提升茶葉安全指數(shù)。

4 茶樹(shù)管理機(jī)械

4.1 茶樹(shù)修剪機(jī)

圖 1 高架風(fēng)扇防霜作用原理與構(gòu)成

根據(jù)茶樹(shù)生育階段，茶樹(shù)機(jī)械化修剪方法分為定型修剪、輕修剪、深修剪、重修剪和臺(tái)割五種。修剪機(jī)有單人手提式茶樹(shù)修剪機(jī)，茶樹(shù)雙面修邊機(jī)，雙人輕、深修剪機(jī)和重修剪機(jī)等。我國(guó)較早引進(jìn)消化了先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)，形成較大生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)力，推廣應(yīng)用范圍廣。云南普洱茶區(qū)試驗(yàn)表明，使用單人茶葉修剪機(jī)每天可剪0.27～0.67 hm2，雙人修剪機(jī)每天可剪1.33 hm2，手工大剪刀或長(zhǎng)甩刀修剪每人每天修剪0.033～0.053 hm2，單、雙人修剪機(jī)工效是手工修剪的8～20倍，可降低生產(chǎn)成本30%以上。機(jī)剪一次成形，既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了工效，且剪口較平滑，裂口樁明顯少于手工修剪，不損壞枝條結(jié)構(gòu)，茶蓬面平整規(guī)范，便于通風(fēng)受光、促進(jìn)葉芽生長(zhǎng)，機(jī)剪的茶樹(shù)蓬面較人工修剪的平整，又為推行機(jī)械化采茶奠定了基礎(chǔ)。

4.2 采茶機(jī)械

采茶機(jī)按操作方式可分為單人采茶機(jī)、雙人采茶機(jī)、自走采茶機(jī)、乘坐式采茶機(jī)等。雙人采茶機(jī)由兩人把持采茶機(jī)兩側(cè)的操作手柄，一邊前進(jìn)采摘茶芽，一邊由集葉袋收集茶葉。日本在70年代初期研究出雙人采茶機(jī)，并大量用于茶葉生產(chǎn)。最先出現(xiàn)的雙人采茶機(jī)是螺旋滾切式，1977年以后多系往復(fù)切割式。我國(guó)在1980年才仿照日本技術(shù)研制出第一臺(tái)雙人采茶機(jī)，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的采茶機(jī)都為往復(fù)切割式。澳大利亞威廉姆斯公司于20世紀(jì)90年代研制了新型魔毯式采茶機(jī)，機(jī)具用航空材料制成，質(zhì)量小，可直接支撐在茶樹(shù)上進(jìn)行采摘，適用于平蓬式茶園的茶樹(shù)采摘，已廣泛應(yīng)用于南非、烏干達(dá)、莫桑比克、馬來(lái)西亞和印度等國(guó)。

國(guó)內(nèi)各省市茶區(qū)圍繞機(jī)械采摘，開(kāi)展了較多的試驗(yàn)研究，證實(shí)機(jī)采能有效提高采摘功效，節(jié)約成本。但茶園機(jī)采技術(shù)仍無(wú)法全面推行，機(jī)械采茶的不利因素在于，機(jī)采鮮葉品質(zhì)參差，老嫩不一，部分葉張破損，完整性差，得茶率較低。機(jī)采采摘批次少，每年機(jī)采以4～6批為宜，剪采以8～12批為宜，而手工采摘批次可達(dá)20批以上。此外，名優(yōu)茶機(jī)采難度較大。

由于采用往復(fù)式切削機(jī)理，采茶機(jī)難免會(huì)新老葉一起切下，葉片的完整性亦受到影響，所以在采摘名優(yōu)春茶時(shí)，茶農(nóng)均采用人工采摘方式。同時(shí)，經(jīng)實(shí)踐證明，采用往復(fù)式切削機(jī)理，對(duì)茶樹(shù)新芽的萌發(fā)有一定的影響，因此，要研究新的工作機(jī)理，實(shí)現(xiàn)新的機(jī)械化采茶方式。

5 多功能一體機(jī)

由農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機(jī)化研究所研制的高地隙茶園多功能管理設(shè)備整合整套茶園管理全程機(jī)械化技術(shù)規(guī)程，達(dá)到完整、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的，能實(shí)施茶園大面積機(jī)械化管理，可以大量推廣應(yīng)用。