茶樹管理機械化的發(fā)展歷程

茶樹管理機械化的發(fā)展歷程

長期以來，我國的茶葉機械開發(fā)主要集中在茶葉的初始和精制加工上，茶葉運輸機械的開發(fā)和普及相對滯后。新世紀以來,茶園管理機械引進、研制、開發(fā)進程逐漸加快,形成了較多擁有發(fā)明專利和實用新型的自主產權裝備,茶園管理作業(yè)單機設備已基本齊全。1等管理環(huán)節(jié)的機具茶園墾植機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)的機具。茶園管理所使用的拖拉機,除日本等產茶國在小規(guī)模茶園中使用3~5馬力的耕耘機外,俄羅斯早在20世紀30年代,就研制了自走底盤并配備各種管理機具,同時有懸掛在自走底盤上的耕作機。1.1年—茶園專用拖拉機日本自60年代開始研究茶園專用拖拉機。目前在平地或10°以下坡地茶園使用的茶園拖拉機稱之為“動力茶園管理機”,實際是一種履帶式高架跨行的自走底盤拖拉機。我國70年代起,開始研制茶園拖拉機及其配套農具。1980年正式完成C12茶園耕作機的研制,其主機部分,就是一臺小型的履帶拖拉機。C12茶園耕作機以S195柴油機為動力。根據(jù)茶園和茶樹的特點,機器橫斷面設計成“凸”字型,并采用流線形外殼,以減少對茶樹枝條的損壞。該機采用履帶式行走機構,重心低,穩(wěn)定性好,驅動力大,可以原地轉彎,機寬僅800mm,機動靈活。1.2茶園土壤改良管理我國于1981年從日本引進了F-15A茶園開溝機,其基本構造為:一四輪驅動的自動底盤,懸掛一鏈式銑切式開溝器。機器最大寬度僅500mm,可以順利進入茶園工作。該機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,從而完成深耕管理。80年代國內有關單位也開展了開溝機以及機上開溝器的研制,如配套在豐收-4小底盤上的開溝器等,但未得到普及應用。目前,茶農在需要開溝時,使用人力挖溝的方式解決。1.3導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。采用的機具是懸掛在輪式拖拉機上的覆土起畦器。它由梯形機架、懸掛梁、左右擋土板、中央導板和六齒耙等組成。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,以使機具整體承受的牽引阻力達到均衡。通常往復二三次,高6~7cm、寬40~50cm的平直土畦就形成了。使用機器開墾的缺點在于,易造成表土和下層土壤的混亂;同時,該機具只能在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茶園土肥管理機械2.1專用茶園動力機械茶園中耕是對茶間土壤進行中耕、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,可促進茶樹根系的發(fā)育生長,提高茶葉嫩芽的品質和產量。國外在20世紀60年代開始研制,普遍采用小動力機械或專用茶園動力機械配套專用的茶園中耕機管理,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生產商生產小動力配套的中耕機,中耕的工作方式有旋耕和曲柄鋤齒挖掘式兩種。國產茶園中耕機械費用較低,但功率小,耕作操作和使用壽命都有待改善。據(jù)報道,國產“東輝牌”ZGJ-150型中耕機具有較好的推廣使用價值,其臺時耕作面積可達870m2,一天能耕0.7hm2,耕深10~15cm,機器自重僅120kg,1人操作,可完成中耕、施肥作業(yè)。2.2機械施肥方式茶園中常用的肥料有有機肥和化肥,應用機器施用的一般為化肥,現(xiàn)代有機化與綠色化茶園主要施用有機肥,以減少污染,提高茶葉的品質。在茶園中應用機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70年代開始研制茶園施肥機械,主要產品有C-12茶園耕作機和小動力手扶拖拉機配套的施肥機,采用芯鏵式開溝器配螺旋式施肥機構,臺時工效2~3畝。由于分田承包責任制的推廣,機器未能得到大量推廣,目前,茶農還是沿用傳統(tǒng)的人工管理方式。由于推廣應用有機茶和綠色茶的需要,應研制施用有機肥的施肥機。3茶園災害車輛管理機械3.1防霜扇的使用早生和特早生茶樹良種的大面積推廣,春季霜凍災害對產量和效益的影響加劇。防霜扇的使用,對保護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)的風扇送風,加速微環(huán)境空氣循環(huán)。其作用原理與構成見圖1。由于防霜機械的增溫作用,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,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,對茶葉豐產豐收具有重要影響。也能對抗春季霜凍害,尤其應開展茶園微噴技術對抗春季冰凍害成效試驗,通過微噴物化水氣,預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的損傷。3.3機動噴霧粉機機械化噴藥不僅節(jié)工省本,提高工效,減少農藥用量,而且縮短防治周期,不誤農時,提高防效及農藥利用率,減少環(huán)境污染。我國茶園中使用的病蟲害防治機具因與大田作物通用,種類較多,有噴粉機、噴霧機、彌霧機和噴灌機等。國外以手提式機動噴霧(粉)機為主,技術發(fā)達地區(qū)配以乘坐式噴霧(粉)機,并開始使用新型高效生物農藥植保機具。臨安茶區(qū)試驗表明,使用機動噴霧機和工農16型大容量噴霧機節(jié)工省本達62.2%,每公頃節(jié)省物耗17.92元。隨著我國有機茶和綠色茶的推廣,茶葉植保普遍使用生物農藥和生物治蟲新技術、太陽能殺蟲燈等新能源植保機械的研發(fā)和推廣,不僅能保障茶葉品質,也可提升茶葉安全指數(shù)。4茶葉管理機械4.1先進國家技術推廣應用范圍根據(jù)茶樹生育階段,茶樹機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。修剪機有單人手提式茶樹修剪機,茶樹雙面修邊機,雙人輕、深修剪機和重修剪機等。我國較早引進消化了先進國家的技術,形逆溫層成較大生產規(guī)模的生產力,推廣應用范圍廣。云南普洱茶區(qū)試驗表明,使用單人茶葉修剪機每天可剪0.27~0.67hm2,雙人修剪機每天可剪1.33hm2,手工大剪刀或長甩刀修剪每人每天修剪0.033~0.053hm2,單、雙人修剪機工效是手工修剪的8~20倍,可降低生產成本30%以上。機剪一次成形,既減輕了勞動強度,又提高了工效,且剪口較平滑,裂口樁明顯少于手工修剪,不損壞枝條結構,茶蓬面平整規(guī)范,便于通風受光、促進葉芽生長,機剪的茶樹蓬面較人工修剪的平整,又為推行機械化采茶奠定了基礎。4.2機采機采技術采茶機按操作方式可分為單人采茶機、雙人采茶機、自走采茶機、乘坐式采茶機等。雙人采茶機由兩人把持采茶機兩側的操作手柄,一邊前進采摘茶芽,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,并大量用于茶葉生產。最先出現(xiàn)的雙人采茶機是螺旋滾切式,1977年以后多系往復切割式。我國在1980年才仿照日本技術研制出第一臺雙人采茶機,目前國內生產的采茶機都為往復切割式。澳大利亞威廉姆斯公司于20世紀90年代研制了新型魔毯式采茶機,機具用航空材料制成,質量小,可直接支撐在茶樹上進行采摘,適用于平蓬式茶園的茶樹采摘,已廣泛應用于南非、烏干達、莫桑比克、馬來西亞和印度等國。國內各省市茶區(qū)圍繞機械采摘,開展了較多的試驗研究,證實機采能有效提高采摘功效,節(jié)約成本。但茶園機采技術仍無法全面推行,機械采茶的不利因素在于,機采鮮葉品質參差,老嫩不一,部分葉張破損,完整性差,得茶率較低。機采采摘批次少,每年機采以4~6批為宜,剪采以8~12批為宜,而手工采摘批次可達20批以上。此外,名優(yōu)茶機采難度較大。由于采用往復式切削機理,采茶機難免會新老葉一起切下,葉片的完整性亦受到影響,所以在