茶樹管理機(jī)械化的發(fā)展歷程

茶樹管理機(jī)械化的發(fā)展歷程

長期以來，我國的茶葉機(jī)械開發(fā)主要集中在茶葉的初始和精制加工上，茶葉運(yùn)輸機(jī)械的開發(fā)和普及相對滯后。新世紀(jì)以來,茶園管理機(jī)械引進(jìn)、研制、開發(fā)進(jìn)程逐漸加快,形成了較多擁有發(fā)明專利和實(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等管理環(huán)節(jié)的機(jī)具茶園墾植機(jī)具就是在新茶園開墾時,用于深翻開溝、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,就研制了自走底盤并配備各種管理機(jī)具,同時有懸掛在自走底盤上的耕作機(jī)。1.1年—茶園專用拖拉機(jī)日本自60年代開始研究茶園專用拖拉機(jī)。目前在平地或10°以下坡地茶園使用的茶園拖拉機(jī)稱之為“動力茶園管理機(jī)”,實(shí)際是一種履帶式高架跨行的自走底盤拖拉機(jī)。我國70年代起,開始研制茶園拖拉機(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,就是一臺小型的履帶拖拉機(jī)。C12茶園耕作機(jī)以S195柴油機(jī)為動力。根據(jù)茶園和茶樹的特點(diǎn),機(jī)器橫斷面設(shè)計成“凸”字型,并采用流線形外殼,以減少對茶樹枝條的損壞。該機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu),重心低,穩(wěn)定性好,驅(qū)動力大,可以原地轉(zhuǎn)彎,機(jī)寬僅800mm,機(jī)動靈活。1.2茶園土壤改良管理我國于1981年從日本引進(jìn)了F-15A茶園開溝機(jī),其基本構(gòu)造為:一四輪驅(qū)動的自動底盤,懸掛一鏈?zhǔn)姐娗惺介_溝器。機(jī)器最大寬度僅500mm,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栽種前的苗床深翻等管理。其原理與開溝相似,只是把分土螺旋拆除,開溝器銑切的碎土不再分向兩邊,仍拋入溝內(nèi),從而完成深耕管理。80年代國內(nèi)有關(guān)單位也開展了開溝機(jī)以及機(jī)上開溝器的研制,如配套在豐收-4小底盤上的開溝器等,但未得到普及應(yīng)用。目前,茶農(nóng)在需要開溝時,使用人力挖溝的方式解決。1.3導(dǎo)板及六齒用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,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6~7cm、寬40~50cm的平直土畦就形成了。使用機(jī)器開墾的缺點(diǎn)在于,易造成表土和下層土壤的混亂;同時,該機(jī)具只能在20°以下的坡地管理作業(yè)。我國由于采用人工移栽的方式,在對新建茶園小苗培土的工序上,也使用人工管理來完成。2茶園土肥管理機(jī)械2.1專用茶園動力機(jī)械茶園中耕是對茶間土壤進(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爭奪養(yǎng)料和水分,可促進(jìn)茶樹根系的發(fā)育生長,提高茶葉嫩芽的品質(zhì)和產(chǎn)量。國外在20世紀(jì)60年代開始研制,普遍采用小動力機(jī)械或?qū)Ｓ貌鑸@動力機(jī)械配套專用的茶園中耕機(jī)管理,管理方式主要是旋耕松土,使用功效較高,購買成本也較高。我國目前有幾個茶機(jī)生產(chǎn)商生產(chǎn)小動力配套的中耕機(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)報道,國產(chǎn)“東輝牌”ZGJ-150型中耕機(jī)具有較好的推廣使用價值,其臺時耕作面積可達(dá)870m2,一天能耕0.7hm2,耕深10~15cm,機(jī)器自重僅120kg,1人操作,可完成中耕、施肥作業(yè)。2.2機(jī)械施肥方式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)等國常用);另一種是開溝、施肥、履土合一的施肥方式。我國于20世紀(jì)70年代開始研制茶園施肥機(jī)械,主要產(chǎn)品有C-12茶園耕作機(jī)和小動力手扶拖拉機(jī)配套的施肥機(jī),采用芯鏵式開溝器配螺旋式施肥機(jī)構(gòu),臺時工效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)害車輛管理機(jī)械3.1防霜扇的使用早生和特早生茶樹良種的大面積推廣,春季霜凍災(zāi)害對產(chǎn)量和效益的影響加劇。防霜扇的使用,對保護(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℃時自動開啟,通過安裝在高處(6m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)境溫度變化對茶樹生長的影響。使用防霜扇,能增加茶樹的生長量,加快受害茶樹恢復(fù),使茶園提早3~5天開采搶占早市,對于保障早春名優(yōu)茶產(chǎn)量和效益作用明顯。3.2抗春季典型物理壓力噴灌系統(tǒng)的安裝能對抗旱害,對茶葉豐產(chǎn)豐收具有重要影響。也能對抗春季霜凍害,尤其應(yīng)開展茶園微噴技術(shù)對抗春季冰凍害成效試驗(yàn),通過微噴物化水氣,預(yù)防茶樹葉片溫度下降形成冰晶,避免凍害給茶樹嫩芽造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。3.3機(jī)動噴霧粉機(jī)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,提高防效及農(nóng)藥利用率,減少環(huán)境污染。我國茶園中使用的病蟲害防治機(jī)具因與大田作物通用,種類較多,有噴粉機(jī)、噴霧機(jī)、彌霧機(jī)和噴灌機(jī)等。國外以手提式機(jī)動噴霧(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)藥和生物治蟲新技術(shù)、太陽能殺蟲燈等新能源植保機(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茶葉管理機(jī)械4.1先進(jìn)國家技術(shù)推廣應(yīng)用范圍根據(jù)茶樹生育階段,茶樹機(jī)械化修剪方法分為定型修剪、輕修剪、深修剪、重修剪和臺割五種。修剪機(jī)有單人手提式茶樹修剪機(jī),茶樹雙面修邊機(jī),雙人輕、深修剪機(jī)和重修剪機(jī)等。我國較早引進(jìn)消化了先進(jìn)國家的技術(shù),形逆溫層成較大生產(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0.27~0.67hm2,雙人修剪機(jī)每天可剪1.33hm2,手工大剪刀或長甩刀修剪每人每天修剪0.033~0.053hm2,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,機(jī)剪的茶樹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機(jī)采機(jī)采技術(shù)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。我國在1980年才仿照日本技術(shù)研制出第一臺雙人采茶機(jī),目前國內(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,可直接支撐在茶樹上進(jìn)行采摘,適用于平蓬式茶園的茶樹采摘,已廣泛應(yīng)用于南非、烏干達(dá)、莫桑比克、馬來西亞和印度等國。國內(nèi)各省市茶區(qū)圍繞機(jī)械采摘,開展了較多的試驗(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)難免會新老葉一起切下,葉片的完整性亦受到影響,所以在