新疆農業(yè)大學機械交通學院 畢志波 盛會 陳恒峰 賈凱
我國葡萄越冬埋藤機械的綜述
新疆農業(yè)大學機械交通學院畢志波盛會陳恒峰賈凱
本文對我國葡萄的種植模式和種植區(qū)域性,以及其對葡萄埋藤機的影響進行了介紹,隨著葡萄產業(yè)的不斷發(fā)展,葡萄埋藤作業(yè)問題越發(fā)突出,種植者極其期盼一種可靠實用的葡萄埋藤機。文中對國內現有葡萄埋藤機的工作原理和優(yōu)缺點進行了分析,同時對葡萄埋藤機械在作業(yè)生產中存在的問題進行了闡述,并對葡萄埋藤機的發(fā)展趨勢做出展望。
葡萄埋藤機;發(fā)展趨勢;問題
葡萄是我國果樹中的大樹種之一,在我國已有數千年的栽培歷史。由于我國特有的地理環(huán)境和氣象條件特點,優(yōu)質葡萄產區(qū)大多在西北及北部地區(qū),也形成了我國特有的葡萄種植模式:春天扒藤上架綁藤,鋤草施肥澆水,噴施藥劑,收獲,秋末埋藤。其中秋末埋藤是葡萄種植生產過程中一項勞動強度大、質量要求高和時間性強的作業(yè)。目前,埋藤作業(yè)仍以人工為主,存在勞動效率低,埋土不勻,土塊大和容易漏風透氣等缺點,極易造成葡萄藤風干死亡,這嚴重制約了葡萄種植的產業(yè)化發(fā)展,急需實現埋藤作業(yè)機械化。
近年來,在農業(yè)現代化的帶動下,農業(yè)產業(yè)結構不斷轉變,農業(yè)模式深入調整,葡萄產業(yè)順應發(fā)展潮流,呈現出以下幾種發(fā)展趨勢:(1)生產區(qū)域化,根據我國葡萄種植的現狀,以溫度和降水量為依據,將葡萄種植地區(qū)分為七塊:東北種植區(qū)、西北種植區(qū)、黃土高原種植區(qū)、環(huán)渤海灣種植區(qū)、黃河故道種植區(qū)、長江三角洲及云貴川南方種植區(qū)。七大區(qū)域分布全國,可見我國葡萄種植范圍之廣。(2)生產產業(yè)化,隨著種植區(qū)域的不斷擴大,葡萄生產的產業(yè)化成為其發(fā)展的必經之路。鮮食、釀酒、葡萄干這些葡萄產品在經歷著多樣化、專業(yè)化、品牌化的進步,這一趨勢自然而然地帶動包裝業(yè)、貯藏業(yè)、運輸業(yè)、銷售業(yè)及相關服務業(yè)的發(fā)展,形成產業(yè)鏈。(3)品種多樣化、高級化,人們生活水平越來越高,對葡萄的選擇也就越發(fā)挑剔,這就促進了葡萄品種向多樣化和高級化方向發(fā)展,傳統(tǒng)的就近引種做法正在被淘汰,現在果農對葡萄品種的引進與市場需求,與本地培育條件和農業(yè)機械化生產要求有關。(4)栽培模式多樣化,過去,我國葡萄栽培方式只有露地栽培模式,而現在多種多樣的栽培模式到處可見,常見的有設施栽培、避雨栽培、有機栽培、促早栽培、延遲栽培等。隨著農業(yè)現代化、機械化的發(fā)展,栽培的行距、架式和株距都會發(fā)生改變,來配合科學技術在葡萄生產中的應用。(5)持續(xù)發(fā)展明顯化,在歐洲和美國,釀酒葡萄占有葡萄產量的80%,而我國目前釀酒葡萄的比例才是20%,這證明我國葡萄產業(yè)發(fā)展具有巨大的潛力,近些年,我國自主品牌紅酒發(fā)展迅猛,外國紅酒商的投資也越來越多,這必然會為葡萄產業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供動力。
總而言之,未來我國葡萄種植面積將會持續(xù)擴大,葡萄品種和種植方式會更加豐富,并且葡萄種植技術規(guī)程將會更加完善,對機械化的需求將更廣泛更迫切。
在1985年,新疆農業(yè)科學研究院農機化所研制出1PM-88型葡萄埋藤機,其可謂我國第一代葡萄埋藤機,該機具以鐵牛55型拖拉機作為動力機械,在行距3.5~4m的葡萄種植區(qū)埋土作業(yè)。此機具的工作部件有鏟刀、升運器和傳動系統(tǒng),工作過程為鏟刀獲取的土壤通過各工作部件將土壤拋向葡萄藤,相對于人工作業(yè),大大減輕了勞動強度,但因其作業(yè)效率不是很高,適應性較差,而沒能普及。
在2003年,遼寧省北寧市農機技術推廣站研制出20PF-A型葡萄埋藤機。該機以14.7~22kw拖拉機作為動力機械,利用了銑刀原理,通過傳動軸、皮帶輪、減速器傳輸動力后使拋土葉片切削前進并將土拋向葡萄藤,此機具結構簡單,拋土均勻,因其作業(yè)環(huán)境要求高,只能在含水率為12%~25%且沒有石塊的沙質土壤中作業(yè),所以其適應性較差。
在2004年,天津農機所研制出MT200-2型葡萄埋藤機。該機具以18.4~22.1kw拖拉機作為動力機械,利用了旋耕原理,采用后懸掛,通過中間傳動,雙側刀片逆旋將土壤拋向葡萄藤,此機具工作性能佳,穩(wěn)定性好,但是由于其雙側拋土,因而對葡萄種植的行距具有嚴格的要求。
在2007年,新疆兵團農八師研制出1MP-500型葡萄埋藤機。該機具不僅可以用來進行葡萄藤的埋土作業(yè),還可以進行疏松土壤與鏟除雜草作業(yè)。它是以18.4~22kw的拖拉機作為動力機械,這種機械分為取土與送土兩大部件,工作過程為利用旋耕機、利鏟和鏟土板將土壤送到斜輸送帶,斜輸送帶將土壤運到水平輸送帶上,水平輸送帶把土壤送向葡萄藤位置。此機具穩(wěn)定性好,作業(yè)效率高。但該機具因體型龐大,掉頭換行所需空間大。
在2007年,酒泉市農業(yè)機械推廣站與敦煌市呂家堡農機加工生產個體業(yè)主合作研制出3LG型多種功能葡萄埋藤機。該機具不僅可以用來進行葡萄藤的埋土作業(yè),還可以進行農田的其他耕種作業(yè),它以13.23kw以上的輪式拖拉機作為動力機械,其工作過程是借助不同的刀具和機罩使旋耕起來的土壤進行定向拋送。此機具結構簡單、功耗低,但因其拋土定向性能不佳,未能大面積推廣。
在 2009年,北京現代農裝科技股份有限公司研制出10PF-90A型葡萄藤埋藤機。它以SH-500型輪式拖拉機作為動力機械,該機具用于行距2m以內的葡萄種植區(qū)埋土作業(yè),采用后懸掛,工作過程:在拖拉機前進動力的牽引下,挖溝集土鏟以一定的入土角入土,鏟取足夠深度和寬度的土壤,由斜升式輸送帶將土壤升運到水平輸送帶上,然后水平輸送帶給土壤一定的速度拋送向葡萄藤。此機具最大的特點是水平輸送帶可以切換拋土方向,但該機土壤的破碎程度不高。
天津漢沽區(qū)農機部門研制出手扶單側埋藤機。該機具以金獅或工農-12型手扶拖拉機為動力機械,工作過程為使用高效切刀、拋土刀,傾斜旋耕,利用高轉速,將土壤按一定的方向拋向葡萄藤。此機制作成本低,適應性好,尤其在小田塊,操作簡單靈活,但該機具取土距離近,易傷根,且一次取土量小,需反復作業(yè)才能滿足埋藤要求。
新科農機有限責任公司研制出雙側葡萄埋藤機。機具總長為2.5m,回轉半徑為1.5m,作業(yè)時,行進速度選用低檔,速度范圍為一、二檔的10~20m/min,作業(yè)深度不超過300mm。此機具具有中置式傳動、兩側拋土、結構緊湊、操作簡單的特點,另一大特點是能夠調節(jié)作業(yè)幅寬,使其能在行距1.4~2.0m的葡萄種植區(qū)埋土作業(yè),但由于拋送埋土過程中土壤太分散,單次埋土量較小。
在2014年,吐魯番鄯善縣農機局研制出3PMT-62型葡萄開溝埋藤機。該機具以40~50馬力四驅拖拉機作為動力機械,其主要裝置有機架、液壓裝置、動力傳動裝置和覆土裝置,工作過程為拖拉機輸出動力通過傳動系統(tǒng)傳到覆土裝置,帶動覆土葉片旋轉拋土,在種植模式不規(guī)范的園區(qū),可通過操作液壓裝置,控制覆土裝置進行伸縮,來躲避障礙物,此機具拋土葉片尺寸大、入土深、受力大,因而作業(yè)速度不宜太快。
國內研制出的葡萄埋藤機械類型不斷增多,埋藤機具性能和可靠性有保證的同時,埋土行距、埋土高度等性能均有提升,但由于各個地區(qū)葡萄地種植模式、種植規(guī)模和種植條件不同,現有埋藤機具的推廣都受到了一定的限制。主要問題有以下幾點:
(1)葡萄對于土壤的適應性很強,除了重鹽堿地、沼澤地不能種植生長外,其余各類型土壤都可栽培種植,取土或拋土結構對葡萄種植地形和土質的適應性不強。
(2)葡萄種植架式的多樣性增加了葡萄生產機械化的難度,其對埋藤機的影響體現在某些架式對拋土距離的限制,多款埋藤機達不到需要的拋送距離。
(3)多數地區(qū)葡萄埋藤機在覆土前,葡萄藤會被修枝并聚攏到葡萄溝中,之后在葡萄藤上覆膜。目前聚藤和覆膜依靠人工作業(yè)不僅要耗費大量的人力和時間,而且埋藤機作業(yè)時的覆土位置和葡萄藤上的覆膜位置會有偏差,降低了土壤利用率。
依據現有機型和葡萄生產的發(fā)展狀況,現對我國葡萄埋藤機的發(fā)展方向進行分析:
(1)我國葡萄種植范圍廣,種植行距不同,但是正常情況下作業(yè)寬度小于2.5m,大型埋藤機容易受限制,中小型埋藤機是發(fā)展方向。
(2)要不斷優(yōu)化結構,提高適應性,完善現有機型,使各種機型的主要工作部件實現標準化。
(3)對鋪膜結構的認識和研究有待提高。
(4)葡萄品種優(yōu)化及砧木技術的應用提高了葡萄自身的御寒能力,降低了埋藤覆土量,將來的埋藤機可能不要求有很大的取土量。
設計出實用性能好、作業(yè)效率高和可靠性強的冬季葡萄埋藤機具有極高的現實意義和經濟效益。如果能夠采用機械化埋藤,將會顯著降低葡萄生產成本,節(jié)省大量人工時間和降低勞動強度。據推算,葡萄越冬埋藤用機械覆土是人工覆土速度的20~30倍,并且機械化覆土是人工覆土費用的1/4,葡萄的產業(yè)化發(fā)展,特別需要一種可靠實用的葡萄埋藤機。
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