由于茶樹具有一定高度且行間距較小，茶園管理一直難以真正實現(xiàn)機械化，國內適用的茶園管理作業(yè)機械比較缺乏。肖宏儒帶領科研團隊研究開發(fā)了高地隙自走式茶園多功能管理機，既可完成茶園中耕除草、深松施肥、植保治蟲、葉面施肥、茶樹修剪和茶園吸蟲作業(yè)，又為其他高桿作物機械化作業(yè)提供了示范。
■本報見習記者 王方
在農田里對小麥等作物進行機械化作業(yè)已經(jīng)成為一種趨勢。然而，在丘陵山地間、針對高桿作物如茶園，機械化作業(yè)是否也能順利實現(xiàn)？
近日，《中國科學報》記者采訪了農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所特色經(jīng)濟作物生產(chǎn)裝備研究中心主任、研究員肖宏儒。他帶領科研團隊研究開發(fā)了高地隙自走式茶園多功能管理機，既可完成茶園中耕除草、深松施肥、植保治蟲、葉面施肥、茶樹修剪和茶園吸蟲作業(yè)，又為其他高桿作物機械化作業(yè)提供了示范。
茶園管理機械化程度低
我國是茶葉生產(chǎn)大國，國人也一直具有喜好喝茶的傳統(tǒng)。在丘陵山區(qū)，茶是當?shù)夭柁r經(jīng)濟收入的主要來源。人們越來越重視茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前茶園種植面積將近5000萬畝。但不同于平原作物，其所涵蓋地區(qū)的地形地貌復雜。
“根據(jù)地形地貌，茶園大體分為三類。一類茶園是在坡度大于30度的山上，面積占60%以上；一類茶園位于坡度15度以下的相對平坦地區(qū)，面積占15%~20%；一類茶園介于二者之間，坡度在15~30度之間，面積約占20%~25%。”肖宏儒向《中國科學報》記者介紹道。
由于茶樹具有一定高度且行間距較小，茶園管理一直難以真正實現(xiàn)機械化，國內適用的茶園管理作業(yè)機械比較缺乏。現(xiàn)有的植保、采茶機械往往以人工背負進入茶園操作，勞動強度大；中耕、除草機械也只能是小型窄幅單行作業(yè)，勞動效率低。
傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)中栽培管理的成本很大，占到總成本的40%左右。由于缺少經(jīng)濟實用的茶園耕作管理技術及機械，導致茶葉的生產(chǎn)成本長期居高不下，茶農經(jīng)濟效益難以提高。
“要在以前的話，勞動力便宜，茶園管理者可以雇人來進行除草、中耕、施肥、植保、采茶等作業(yè)。但現(xiàn)在，隨著勞動力價格上漲，茶葉價格回歸理性，茶園經(jīng)濟利潤空間減小，茶園管理必須面對成本這一現(xiàn)實問題。”肖宏儒表示。
同時，現(xiàn)有茶園作業(yè)機械各自獨立攜帶動力和行走設備，也造成了動力和行走機械的浪費。“有的機械結構設計不太合理，重量輕、動力小，安全性也不高，在茶園作業(yè)中并不十分適用。”肖宏儒說。
要解決當前茶葉生產(chǎn)成本居高不下的問題，并通過進一步的技術革新，提高茶園生產(chǎn)率和資源利用率，降低勞動強度，提高產(chǎn)品質量，為茶葉經(jīng)濟發(fā)展提供技術支撐，就要為茶園機械化提供一系列經(jīng)濟實用的機械和一套省力的栽培模式。
為此，肖宏儒帶領科研團隊從“一機多用，降低畝均動力”角度出發(fā)，從坡度15度以下的相對較好地形地貌的茶園開始著手，研發(fā)可橫跨茶蓬駛入狹窄的茶行間進行作業(yè)的茶園管理機，為茶園管理提供一個高動力平臺。
他們研發(fā)的高地隙自走式茶園多功能管理機通過懸掛配置兩組立式旋耕刀輥、兩組振動式深松作業(yè)部件、兩組施肥機構、四套修剪機構、一套吸蟲裝置和折疊式噴霧噴桿，可完成茶園中耕、除草、深松、施肥、植保、茶樹修剪等作業(yè)。“當然，相關配備和規(guī)格不是一成不變的。”肖宏儒說。
拓寬機械化適用范圍
高地隙多功能茶園管理機采用了全液壓柔性動力傳遞技術，變傳統(tǒng)農業(yè)機械的剛性傳動為柔性傳動；無極變速技術確保操作方便靈活，設備工作性能穩(wěn)定可靠；作業(yè)幅寬可變量調整技術，滿足不同種植模式和不同行寬的作業(yè)要求；動力與機具直聯(lián)結構和復式作業(yè)技術，可一次性完成多種作業(yè)任務，一機多能、省工節(jié)本；配套作業(yè)機具與管理機多配置接口技術，可攜帶采茶、修剪、植保、中耕、施肥等機械；無污染或少污染技術，使茶園作業(yè)滿足無公害茶園建設要求等。
高地隙多功能茶園管理機及配套機具，首次在國內實現(xiàn)了較大功率設備橫跨茶棚駛入狹窄的茶行間作業(yè)，大幅降低了工作人員的勞動強度，改變了傳統(tǒng)采茶、中耕、植保作業(yè)由人工或半機械化操作的狀態(tài)，填補了國內在大功率、多功能茶園機械研究方面的空白。
“高地隙多功能茶園管理機的適用性較好，在茶樹高1000mm、蓬面寬1500mm、茶蓬間距150mm左右，橫向坡度小于20度的茶園都可以正常作業(yè)。”肖宏儒說道。同時它也具有較高的生產(chǎn)率。采用該茶園管理機，中耕除草比人工作業(yè)提高工效20倍，修剪、臺刈比人工作業(yè)提高工效30倍，噴施農藥比人工作業(yè)提高工效25倍。
2014年，高地隙多功能茶園管理機入選國家農機推廣補貼名錄。“針對甘蔗、棉花、玉米等機械作業(yè)進不了田間的高桿作物，高地隙茶園管理機示范了一種可能性，根據(jù)地隙高低、行距寬窄靈活變動，拓寬了機械化作業(yè)的適用范圍。”肖宏儒表示。
相對于茶園管理機械，國內采茶機械發(fā)展較為成熟。在這方面，肖宏儒則帶領團隊研發(fā)了國內首臺乘坐自走式全自動采茶機，克服了日本單人或雙人臺式采茶機勞動強度大、工耗多、碎茶率高等難題。“碎茶率降低了30%左右，鮮茶葉片整齊、形象好，效益也提高了。”肖宏儒說。
它的出現(xiàn)極大開拓了科研人員的設計思路，近年來涌現(xiàn)出不少此類采茶機械。肖宏儒帶領團隊再接再厲，又設計了一種跨行手扶自走式智能采茶機，可以自動識別茶蓬高度，實時調節(jié)切割器位置，實現(xiàn)自適應采摘。
目前而言，我國茶園機械化存在的問題仍較突出，科研人員積極開拓茶園機械的新領域、新方法、新模式，為茶園機械化更全面、更高水平的發(fā)展貢獻了一份技術力量。
“加強茶園的標準化建設，是加快茶園生產(chǎn)機械化作業(yè)的迫切要求。”肖宏儒補充道。
