2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)作業(yè)技術(shù)效益分析①

陳沛民 鄧怡國(guó) 劉 青 燕 波 王業(yè)勤 陳小艷

（1中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所 廣東湛江524091；2廣東農(nóng)墾東升農(nóng)場(chǎng)有限公司 廣東湛江524456）

天然橡膠是一種重要的可再生工業(yè)原料，在各行各業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，具有重要的國(guó)家戰(zhàn)略安全意義［1］。中國(guó)天然橡膠種植面積約120萬(wàn)hm2，主要種植在海南、云南及廣東等丘陵山地地區(qū)。近年來(lái)，橡膠價(jià)格較低迷，膠工流失嚴(yán)重，青壯年膠工逐年減少，橡膠園田間管理成本不斷攀升，直接影響著天然橡膠種植產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展［2］。傳統(tǒng)的膠園耕作方式（人工耕鋤、除草劑除草、人工開溝施肥等）已經(jīng)不適應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而天然橡膠大多種植于海拔600～800 m的丘陵山區(qū)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)難度大。機(jī)械化作業(yè)是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的有效途徑，因此，開展熱區(qū)丘陵山地天然橡膠田間管理機(jī)械化研究，對(duì)提高農(nóng)場(chǎng)及農(nóng)戶生產(chǎn)效率，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，保障國(guó)家天然橡膠重要戰(zhàn)略物資的戰(zhàn)略安全有重要意義。

按照天然橡膠農(nóng)藝管理要求，每年需對(duì)天然橡膠林進(jìn)行3～4次施肥作業(yè)。由于施肥勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重影響天然橡膠產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。通過(guò)2FH-L型開溝施肥機(jī)在丘陵膠園開展機(jī)械化施肥與傳統(tǒng)人工施肥作業(yè)的比對(duì)試驗(yàn)，圍繞降低成本、提質(zhì)增效，從生產(chǎn)效率、施肥質(zhì)量、作業(yè)成本等方面進(jìn)行對(duì)比分析，為進(jìn)一步推廣天然橡膠機(jī)械化施肥技術(shù)提供參考。

1 2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)結(jié)構(gòu)與原理

1.1 結(jié)構(gòu)

2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)配套小型遙控履帶式拖拉機(jī)，主要由開溝器、肥料箱、排肥器、下肥器、覆土板和升降油缸等組成，可一次性完成開溝、施肥和覆土作業(yè)，有效減少作業(yè)工序，提高作業(yè)效率。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 2FH-L型履帶遙控施肥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

工作時(shí)，小型遙控履帶式拖拉機(jī)主機(jī)帶動(dòng)施肥機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行開溝作業(yè)，施肥機(jī)頂部安裝有肥料箱，肥料在重力作用下流落至底部，通過(guò)底部的螺旋排肥結(jié)構(gòu)流入開溝刀片開好的溝內(nèi)，最后由覆土結(jié)構(gòu)將地面土層撥入溝內(nèi)進(jìn)行回填。機(jī)械可一次性完成開溝施肥覆土作業(yè)，作業(yè)連續(xù)高效，有效提升生產(chǎn)效率，降低田間生產(chǎn)成本。

2 試驗(yàn)條件與方法

2.1 試驗(yàn)條件

對(duì)比試驗(yàn)于2020年7～10月在廣東農(nóng)墾東升農(nóng)場(chǎng)有限公司三隊(duì)開割橡膠園進(jìn)行。試驗(yàn)地為緩坡地，環(huán)山行種植，樹齡8年，橡膠種植行距為6.0 m，株距為3.0 m。土壤類型為紅土，取樣深度0～40 cm，平均堅(jiān)實(shí)度為885 kPa，含水率為41.6%，土壤表面覆蓋落葉及少量雜草、樹枝等。試驗(yàn)地測(cè)量區(qū)長(zhǎng)度100 m，兩端預(yù)備區(qū)長(zhǎng)度10 m。

機(jī)械施肥作業(yè)采用2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)，配套L-28小型遙控履帶式拖拉機(jī)，1人遙控操作，采用慢1檔，采取開通溝施肥的方式，田間試驗(yàn)如圖2所示。人工作業(yè)聘請(qǐng)熟練膠工，按傳統(tǒng)施肥作業(yè)要求進(jìn)行，即采取傳統(tǒng)的間斷式施肥方式，先用鋤頭挖溝，再施肥和培土。

用卷尺、秒表、深度測(cè)試儀、電子天平、直尺等測(cè)量作業(yè)長(zhǎng)度、時(shí)間、溝深、施肥量等。

圖2 樣機(jī)田間試驗(yàn)

2.2 試驗(yàn)方法

參照《GBT 5667-2008農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)試驗(yàn)方法》同時(shí)段進(jìn)行人工施肥和機(jī)械施肥作業(yè)。人工施肥和機(jī)械施肥作業(yè)各3次，每次不少1 h，記錄作業(yè)面積、作業(yè)時(shí)間和耗油量。作業(yè)完成后，分別對(duì)人工作業(yè)和機(jī)械作業(yè)抽取20行，每行隨機(jī)取3點(diǎn)，每點(diǎn)間隔不少于10 m，測(cè)量施肥溝深和覆土深度。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 生產(chǎn)率

每次作業(yè)面積、作業(yè)時(shí)間和耗油量，計(jì)算其生產(chǎn)率，不同作業(yè)方式試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 試驗(yàn)結(jié)果表

由表1可見，機(jī)械施肥作業(yè)和人工施肥作業(yè)的平均生產(chǎn)效率分別為0.4 hm2/h和0.2 hm2/h。與人工施肥作業(yè)相比，機(jī)械施肥生產(chǎn)效率提高一倍，可減少用工一半。

3.2 施肥深度

作業(yè)完成后，分別測(cè)量對(duì)人工作業(yè)和機(jī)械作業(yè)的施肥深度，結(jié)果如圖3所示。機(jī)械作業(yè)和人工作業(yè)的施肥深度分別是19.92 cm和7.72 cm，施肥深度均勻性分別為95.56%和74.56%；機(jī)械施肥與人工施肥作業(yè)相比，施肥深度深12.2 cm，提高158%，施肥深度穩(wěn)定性提高21.1%。

圖3 不同作業(yè)方式施肥深度對(duì)比圖

3.3 作業(yè)成本分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，以人工成本160元/d，每天工作8 h，柴油6.4元/L，小型履帶式膠園開溝施肥機(jī)原值為9 000元/臺(tái)，凈殘值率按5%，使用年限5年，60 d/年計(jì)算折舊費(fèi)，維修費(fèi)按折舊費(fèi)10%計(jì)。則人工作業(yè)單位成本為101.1元/hm2；機(jī)械作業(yè)成本為：人工費(fèi)為160元，機(jī)具折舊費(fèi)8.94元/hm2，維修費(fèi)0.89元/hm2，燃油費(fèi)為24.89元/hm2，機(jī)機(jī)械作業(yè)的單位成本為84.88元/hm2。與人工施肥作業(yè)相比，機(jī)械施肥作業(yè)成本降低16.05%。

4 結(jié)論與討論

與人工施肥相比，機(jī)械施肥生產(chǎn)效率提高一倍，成本降低16.05%，表明機(jī)械施肥有助于緩解產(chǎn)業(yè)用工荒，增加產(chǎn)業(yè)效益，但農(nóng)藝、立地條件對(duì)生產(chǎn)效率有較大的影響。當(dāng)前然橡膠栽培模式基本上沒(méi)有機(jī)械作業(yè)，應(yīng)根據(jù)立地條件，對(duì)膠園進(jìn)行宜機(jī)化改造，并開展農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合研究，探索適宜機(jī)械化作業(yè)農(nóng)藝模式，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低作業(yè)成本，促進(jìn)機(jī)械化技術(shù)的推廣應(yīng)用。

與人工施肥作業(yè)相比，機(jī)械作業(yè)的施肥深度增加12.2 cm，施肥深度穩(wěn)定性提高21.1%，可見機(jī)械作業(yè)的施肥質(zhì)量明顯優(yōu)于人工作業(yè)。施肥深度及穩(wěn)定性提高有利于提高肥料利用率，減少肥料施用量，但不同品種、樹齡的最佳施肥深度，及施肥深度對(duì)肥料利用率的影響有待進(jìn)一步研究。