邵香君樓理敏周菊敏張有珍沈振明陳鋼山(浙江省臨安市林業(yè)局浙江臨安3300浙江省臨安市工程師協(xié)會(huì)浙江臨安3300)

雷竹覆蓋礱糠吸放機(jī)應(yīng)用初報(bào)

邵香君1樓理敏2周菊敏1張有珍1沈振明1陳鋼山2
(1浙江省臨安市林業(yè)局浙江臨安311300
2浙江省臨安市工程師協(xié)會(huì)浙江臨安311300)

在雷竹筍覆蓋栽培過程中，覆蓋與收集礱糠是非常關(guān)鍵的作業(yè)環(huán)節(jié)，其人工費(fèi)用占整個(gè)生產(chǎn)過程人工費(fèi)的41.3%。礱糠吸放機(jī)的試制成功，為雷竹林覆蓋栽培機(jī)械化邁出了重要的一步。設(shè)備初步應(yīng)用結(jié)果顯示:一臺(tái)機(jī)器2人操作，667 m2竹林覆蓋與收集礱糠2項(xiàng)作業(yè)可節(jié)省9個(gè)人工，且只要3 h就完成礱糠覆蓋，5 h完成收集和堆放作業(yè)，大大縮短了作業(yè)時(shí)間，提高了作業(yè)效率。但設(shè)備的完善和推廣應(yīng)用也面臨著一些問題，為此文章提出了切實(shí)可行的建議。

雷竹林；覆蓋栽培；礱糠吸放機(jī)；推廣應(yīng)用

雷竹 [Phyllostachys violascens(Carr.)A.et C. Riv.]是我國特有竹種，主產(chǎn)地為浙江省臨安、德清、余杭等地[1-3]。特別在臨安，雷竹筍的生產(chǎn)是農(nóng)民的主要收入之一，其產(chǎn)值占全市農(nóng)、林、牧、漁業(yè)產(chǎn)值的5%，對提高臨安市農(nóng)民生活水平具有重要的作用[4]。目前，臨安市有雷竹林面積2萬hm2，其中約20%的雷竹林實(shí)施了早出覆蓋栽培技術(shù)，其竹筍產(chǎn)值占雷竹筍總產(chǎn)值的80%以上。在竹林覆蓋栽培過程中，覆蓋及收集礱糠需要大量人工。一方面，隨著勞動(dòng)力緊缺，忙時(shí)請不到人工，延誤農(nóng)時(shí)；另一方面，用工成本逐年提高，覆蓋和收集成本已成為增加竹筍生產(chǎn)成本、減少竹農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的重要因素。因此，研制、開發(fā)雷竹生產(chǎn)經(jīng)營機(jī)械勢在必行。

1 雷竹覆蓋栽培作業(yè)現(xiàn)狀

1.1 作業(yè)環(huán)節(jié)及用工狀況

雷竹林覆蓋栽培過程中的主要作業(yè)環(huán)節(jié)包括除草、施肥、翻耕、覆蓋礱糠、澆灌、挖筍、收集礱糠、砍老竹等[3]，目前只有除草、打藥及澆灌過程可以借助機(jī)械作業(yè)完成，其他作業(yè)環(huán)節(jié)還是人工作業(yè)。對橫畈、青云、西天目等竹筍專業(yè)合作社調(diào)查顯示 (表1)，在整個(gè)培育過程中，每667 m2需要29個(gè)人工，按200元/工計(jì)算，需支付工資5 800元。其中礱糠覆蓋、挖筍、收集礱糠3個(gè)環(huán)節(jié)用工數(shù)最多，占總用工數(shù)的75.9%。由于在竹筍生長過程中其出筍位置、出筍時(shí)間、生長速度等隨機(jī)性較大，從當(dāng)前技術(shù)看，挖筍作業(yè)的機(jī)械化難度較大。為此，首先考慮在礱糠覆蓋與收集過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，這2個(gè)環(huán)節(jié)的人工數(shù)占總?cè)斯?shù)的41.3%。

/667 m2作業(yè)環(huán)節(jié) 除草 施肥打藥 翻耕 覆蓋礱糠 澆灌 挖筍 收集礱糠 砍竹鉤梢 合計(jì)用工數(shù)/個(gè) 0.5 2.0 2.0 5.0 0.5 10.0 7.0 2.0 29.0占總用工比/% 1.7 6.9 6.9 17.2 1.7 34.5 24.2 6.9 100.0工資支出/元 100 400 400 1 000 100 2 000 1 400 400 5 800作業(yè)方式 割草機(jī) 噴霧器 人工 人工 水泵 人工 人工 人工

1.2 礱糠覆蓋與收集作業(yè)

礱糠覆蓋作業(yè)主要工序有裝礱糠 (將礱糠裝入簸箕等容器)、搬運(yùn) (將礱糠挑或背到竹園內(nèi))和覆蓋 (將礱糠均勻攤平在竹園)；收集作業(yè)主要工序有收集 (將竹園中的礱糠裝到簸箕等容器中)、搬運(yùn) (通過肩挑人扛搬運(yùn)到指定場地)和堆放 (將礱糠倒出)。

2 礱糠吸放機(jī)械化作業(yè)的必要性

2.1 勞動(dòng)力緊缺，影響產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

礱糠覆蓋或收集的時(shí)節(jié)，勞動(dòng)力緊缺是最大的難題。村里常住村民大多是上了年紀(jì)的人，不適宜重體力勞動(dòng)；而竹園作業(yè)季節(jié)不等人，沒有足夠的勞動(dòng)力就無法按時(shí)完成，對竹筍培育帶來不利影響。因此，覆蓋和收集礱糠只能找外地民工。勞動(dòng)力的缺乏，使得竹林覆蓋面積減少，從而影響竹筍產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展。

2.2 工資漲幅快，成本增加，收益降低

覆蓋礱糠一般每667 m2需要5個(gè)人工，收集需要7個(gè)人工。2項(xiàng)作業(yè)需要用12個(gè)人工，人工工資按200元/天計(jì)算，需要支付工資2 400元。人工成本的增加，相應(yīng)減少了竹農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收益。

2.3 人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低下

竹林面積大，作業(yè)時(shí)需要工人在作業(yè)道 (堆放場地)和竹林之間來回奔波，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低。

2.4 錯(cuò)過農(nóng)時(shí)影響竹筍上市時(shí)間和竹子生長

礱糠覆蓋有最佳時(shí)間段，過早覆蓋將影響竹子生長，過遲覆蓋將影響竹筍上市時(shí)機(jī)。一般覆蓋作業(yè)期為30 d左右。過早收集礱糠影響竹筍產(chǎn)量，過遲收集礱糠會(huì)造成竹鞭上浮，一般收集作業(yè)期為45 d左右。錯(cuò)過農(nóng)時(shí)亦會(huì)影響竹農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收益。

3 礱糠吸放機(jī)械化作業(yè)的難點(diǎn)

1)礱糠中雜質(zhì)多。竹林中的礱糠有許多雜質(zhì)，如雜草、竹枝、竹葉、小石塊、泥土等，不利于機(jī)械化作業(yè)。

2)竹林礱糠潮濕。潮濕的礱糠密度大，經(jīng)幾個(gè)月的日曬雨淋，結(jié)成板塊狀，這就要求機(jī)械設(shè)備具有較強(qiáng)的吸力。

3)竹子生長隨機(jī)。竹子生長位置不規(guī)律，間隔疏密不一，機(jī)械設(shè)備難以進(jìn)入竹林，要求設(shè)備不能太大。

4)竹林地形復(fù)雜。竹林分布面積大，地面不平整，作業(yè)道狹窄，不便于大型機(jī)械設(shè)備移動(dòng)。因此要求設(shè)備能適應(yīng)復(fù)雜地形，具有過溝、上坡、過松軟地的能力。

5)能源供給不便。很多竹林無法供電，只能采用內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力，這將增加設(shè)備體積和運(yùn)行成本。

6)設(shè)備利用率低。礱糠覆蓋與收集作業(yè)期短，設(shè)備利用率較低，不利于短期投資回報(bào)。要求設(shè)備具有全天候作業(yè)能力，如晴天或雨天、白天或夜晚均能作業(yè)，通過延長作業(yè)時(shí)間來提高設(shè)備利用率。

4 礱糠吸放機(jī)的開發(fā)過程及工作原理

2010年，開始制作第一代礱糠收集機(jī)，其組成包括1臺(tái)帶電機(jī)的風(fēng)機(jī)和2根輸送管。礱糠吸入進(jìn)料管進(jìn)入風(fēng)機(jī)，經(jīng)過葉輪從出風(fēng)口及輸送管輸送礱糠。在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了礱糠被粉碎、風(fēng)機(jī)堵塞等情況，無法實(shí)際應(yīng)用，研制工作被擱置下來。2015 年5月，林業(yè)部門和工程師協(xié)會(huì)成立攻關(guān)小組，分析失敗的原因，對風(fēng)機(jī)、分離器、卸料器、動(dòng)力機(jī)等部件進(jìn)行多次設(shè)計(jì)、改進(jìn)、試驗(yàn)、分析、再改進(jìn)，并根據(jù)氣流輸送原理進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

改進(jìn)后的礱糠吸放機(jī) (圖1)采用負(fù)壓氣流收集和正壓氣流輸送原理。在礱糠的傳輸過程中避免與葉輪直接接觸，提高風(fēng)機(jī)工作效率。整個(gè)設(shè)備在基座上安裝風(fēng)機(jī)及動(dòng)力裝置，在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與吸料管之間安裝一個(gè)分離器。采掘器收集到的礱糠通過吸料管進(jìn)入分離器，礱糠與空氣分離，分離后的礱糠經(jīng)卸料器 (鎖風(fēng)器)落入風(fēng)機(jī)的出風(fēng)管，在高壓氣流的吹動(dòng)下通過輸送管達(dá)到指定堆放場地。

5 礱糠吸放機(jī)的應(yīng)用效果

5.1 作業(yè)能力

設(shè)備作業(yè)時(shí)將其停放在作業(yè)道上，吸管及輸送管由作業(yè)人員帶入竹林，管道設(shè)計(jì)長度30 m。試驗(yàn)顯示，礱糠收集速度為2.5 m2/min，每667 m2用時(shí)4～5 h可以完成收集和堆放。礱糠覆蓋是收集的逆過程，因覆蓋礱糠時(shí)吸料管放在礱糠堆中，可以連續(xù)進(jìn)料，輸送效率較高，覆蓋速度比收集速度快1倍以上。

5.2 全天候作業(yè)

試驗(yàn)樣機(jī)可以收集潮濕的礱糠，陰雨天也能使用，再配上照明設(shè)施，可以夜間作業(yè)，達(dá)到了全天候作業(yè)的要求。因此，設(shè)備在農(nóng)時(shí)季節(jié)可以連續(xù)使用，大大提高了設(shè)備的利用率。

5.3 機(jī)動(dòng)性

試驗(yàn)樣機(jī)已優(yōu)化設(shè)計(jì)成履帶式自行結(jié)構(gòu)，將風(fēng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、分離器、卸料器整體安裝在底盤上。遠(yuǎn)距離運(yùn)送可以自行上下汽車，過溝、爬坡、軟土通行能力大大加強(qiáng)，便于在復(fù)雜的地形中移動(dòng)和使用。

5.4 運(yùn)行成本

使用柴油機(jī)，8 h耗油不到30 L，油費(fèi)約180元。設(shè)備既可覆蓋礱糠又可收集礱糠，每年可以使用3個(gè)月左右。每臺(tái)設(shè)備價(jià)格8萬元，按5年折舊，每個(gè)使用日折舊費(fèi)不到200元。

5.5 與人工作業(yè)比較

與人工作業(yè)相比，大大減少了用工數(shù)量 (表2)。每667 m2覆蓋作業(yè)可節(jié)約620元，收集作業(yè)可節(jié)約640元，總計(jì)節(jié)約成本1 260元。一臺(tái)設(shè)備2個(gè)人操作，每667 m2竹林覆蓋只需要3 h，收集只需要5 h。如果每天作業(yè)10 h，實(shí)際可以覆蓋約2 000 m2或收集約1 334 m2。

圖1 竹林礱糠吸放機(jī)樣機(jī)

表2 機(jī)械作業(yè)與人工作業(yè)比較

6 潛在效益分析

6.1 節(jié)約支出，增加竹農(nóng)收入

臨安市每年雷竹林覆蓋面積約4 000 hm2，這部分竹林若有50%采用機(jī)械化覆蓋和收集作業(yè)，則每年可節(jié)約開支超過3 780萬元。

6.2 設(shè)備成本回收快

預(yù)算購買設(shè)備成本8萬元。下半年覆蓋作業(yè)期(30 d)使用，保守估計(jì)可以覆蓋4 hm2，比人工作業(yè)節(jié)約支出3.72萬元；上半年收集作業(yè)期 (45 d)使用，保守估計(jì)可收集3 hm2，比人工作業(yè)節(jié)約支出2.88萬元；2項(xiàng)共計(jì)節(jié)支6.6萬元 (設(shè)備折舊、操作作業(yè)人員工資已另外計(jì)入機(jī)械作業(yè)開支)。由于667 m2竹林覆蓋只需要3 h，收集只需要5 h，如果每天作業(yè)10 h或兩班制作業(yè)，人停機(jī)不停，提高設(shè)備利用率，則經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更加明顯，當(dāng)年就可以收回投資成本。

6.3 增加設(shè)備制造業(yè)產(chǎn)值

就臨安市而言，50%的雷竹林機(jī)械化作業(yè)需要設(shè)備666套，作為設(shè)備制造企業(yè)，可以增加產(chǎn)值5 328萬元。

6.4 促進(jìn)竹林基礎(chǔ)設(shè)施改造

有了高效的礱糠覆蓋與收集設(shè)備，反過來可以推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施改造。開辟林道和作業(yè)道會(huì)影響種植面積，減少竹筍產(chǎn)量。但因開辟林道，減少栽種面積帶來的損失完全可以從降低人工支出費(fèi)用中彌補(bǔ)。每667 m2竹林按50 m間隔開辟1.3 m寬的作業(yè)道，長度是13 m，占用林地面積為16.9 m2。目前，臨安市每667 m2雷竹林平均毛收入1.5萬元左右，一些管理較好的竹林能達(dá)到3.5萬元；而因開辟林道，減少栽種面積帶來的損失只有380元。

6.5 前景效益顯著

該設(shè)計(jì)方案已申請國家專利，在臨安市實(shí)際應(yīng)用取得效益的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品可逐步推廣至全省以及外省，將產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

7 設(shè)備推廣應(yīng)用存在的問題與建議

7.1 存在的問題

1)竹林作業(yè)道不完善。為了提高工作效率，設(shè)備必須具備足夠的功率。同時(shí)，為了提高礱糠與空氣的分離效果，分離器也需要有足夠大的體積。因此，整套設(shè)備具有一定的體積，進(jìn)入竹林至少需要有1.3 m寬的作業(yè)道。一些合作社的成片竹林已有機(jī)耕路及作業(yè)道，可以方便進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)。但還有很多竹林缺少作業(yè)道，導(dǎo)致設(shè)備無法進(jìn)入竹林。

2)設(shè)備定價(jià)較高。由于前期投入研制設(shè)備的資金較多，定型生產(chǎn)的首批設(shè)備定價(jià)較高，首批使用設(shè)備的竹農(nóng)購買成本較高，會(huì)影響竹農(nóng)使用機(jī)械設(shè)備的積極性。

3)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)缺乏初始投資。為了將設(shè)備批量應(yīng)用于竹林覆蓋礱糠，必須預(yù)先生產(chǎn)出一批商品化設(shè)備，因此需要流動(dòng)資金貸款。

7.2 建議

1)加快土地流轉(zhuǎn)，集中經(jīng)營竹林。為適應(yīng)竹林作業(yè)機(jī)械化的需要，在條件成熟的地區(qū)應(yīng)加速土地流轉(zhuǎn)，規(guī)模化經(jīng)營竹林。

2)政府扶持林道建設(shè)。對現(xiàn)有竹林實(shí)施基礎(chǔ)設(shè)施改造，連片竹林開辟作業(yè)道。橫畈竹筍專業(yè)合作社已有10 hm2竹林按標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行改造，竹林中留出了足夠?qū)挾鹊闹髯鳂I(yè)道和輔助作業(yè)道 (兼有礱糠堆放功能)，為機(jī)械設(shè)備進(jìn)入竹林打下了基礎(chǔ)。對于村級組織或林農(nóng)自發(fā)組織，進(jìn)行成片竹林集中改造林道，建議給予適當(dāng)?shù)恼哐a(bǔ)助。

3)建立專業(yè)化服務(wù)組織。覆蓋與收集礱糠，作業(yè)期短，購買設(shè)備投入較大，規(guī)模較小的竹農(nóng)單獨(dú)購置設(shè)備不現(xiàn)實(shí)。建議采用2種方式進(jìn)行專業(yè)化服務(wù)。一種方式是合作社購買設(shè)備，除了完成合作社的作業(yè)任務(wù)外，還服務(wù)于本村竹農(nóng)；另一種方式是按區(qū)域，自發(fā)組建市場化運(yùn)作的專業(yè)服務(wù)隊(duì)，走村串戶服務(wù)竹農(nóng)。這需要合理布點(diǎn)，并給予政策扶持。

4)購機(jī)補(bǔ)助，助力推廣。新設(shè)備需改進(jìn)的地方較多，在正式鑒定和定型生產(chǎn)前無法列入國家農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄。生產(chǎn)企業(yè)要盡快制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，首臺(tái)設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，收集應(yīng)用報(bào)告，申請新產(chǎn)品鑒定。根據(jù)設(shè)備的使用效果和研制成本，給予 “地方特色農(nóng)機(jī)”補(bǔ)助。

5)信貸支持，形成產(chǎn)能。對研制竹林耕作機(jī)械的廠家給予信貸優(yōu)惠支持，盡快形成批量生產(chǎn)能力，以應(yīng)對首批推廣應(yīng)用。

6)院校合作，優(yōu)化改進(jìn)。研制單位要繼續(xù)對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，建議與浙江省農(nóng)科院、浙江農(nóng)林大學(xué)等科研院校合作，積極申報(bào)省市級科研項(xiàng)目。在保證生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，研制更靈巧，適用面更廣的竹林機(jī)械。

7)鼓勵(lì)創(chuàng)新，適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)。為鼓勵(lì)工程技術(shù)人員在研制林業(yè)機(jī)械設(shè)備中的創(chuàng)新精神，對所研制設(shè)備在應(yīng)用中取得實(shí)際效果的研發(fā)人員或團(tuán)隊(duì)給予獎(jiǎng)勵(lì)。

8 小結(jié)

雷竹礱糠吸放機(jī)的初步應(yīng)用結(jié)果顯示，要提高機(jī)械化作業(yè)效率，還需要種植的標(biāo)準(zhǔn)化。隨著竹林作業(yè)用工難問題的日益突出，竹林耕作機(jī)械化迫在眉睫。農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)承包的進(jìn)一步實(shí)施，為機(jī)械化生產(chǎn)打下了重要基礎(chǔ)。這也是一項(xiàng) “接地氣”的惠農(nóng)實(shí)事工程，將對竹筍產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來積極的影響。

[1] 方偉，何鈞潮，盧學(xué)可.雷竹早產(chǎn)高效栽培技術(shù)[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，11(2):121-128.

[2] 江祖潭，方偉，何鈞潮.雷竹筍用林高產(chǎn)高效栽培技術(shù)[M].北京:中國林業(yè)出版，1995.

[3] 陳明亮.雷竹林分地下鞭系統(tǒng)構(gòu)型及其細(xì)根特征研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[4] 張柯柯，沈振明，何均潮，等.臨安市雷竹林經(jīng)營狀況調(diào)查與分析[J].福建林業(yè)科技，2016，43(1):239 -243.

Primary Report on the Application of Rice Chaff Relocating Machine in Mulching for Phyllostachys violascens Cultivation

Shao Xiangjun1Lou Limin2Zhou Jumin1Zhang Youzhen1Shen Zhenming1Chen Gangshan2
(1 Lin'an Forestry Bureau，Lin'an 311300，Zhejiang，China
2 Lin'an Engineer Association，Lin'an 311300，Zhejiang，China)

In the process of mulching for Phyllostachys violascens(Carr.)A.et C.Riv.cultivation，the covering and collecting of rice chaff are the key steps，which requires 41.3%cost of human resources during the whole cultivation. The successful trial of rice chaff relocating machine is an important step towards the mechanization of mulching for Ph. violascens(Carr.)A.et C.Riv.cultivation.The results showed that one machine could be operated by 2 workers for covering and collecting rice chaff from 667 m2land，which could save the work of 9 labors，and moreover，only 3 h is required for the covering of rice chaff on the field and 5 h for the rice chaff collection and relocation，which greatly shortened the operation time and increased the effectiveness.However，the improvement and promotion of the machine also encountered some problems.Therefore，the paper came up with some practical and feasible suggestions.

Phyllostachys violascens(Carr.)A.et C.Riv.，mulching for cultivation，rice chaff relocating machine，promotion and application，suggestion

10.13640/j.cnki.wbr.2016.06.004

邵香君，本科，工程師，研究方向?yàn)橹耦惤?jīng)營與利用。E-mail:zyzwcl＠163.com。