王海波，王孝娣，史祥賓，冀曉昊，劉鳳之

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所/農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100)

葡萄園小型、實(shí)用、新型機(jī)械介紹

王海波，王孝娣，史祥賓，冀曉昊，劉鳳之*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所/農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100)

隨著葡萄園機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)和裝備的需求越來(lái)越迫切，國(guó)家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培研究室開(kāi)展了葡萄園機(jī)械化生產(chǎn)研究，研發(fā)出部分配套農(nóng)機(jī)裝備，包括土壤管理與改良機(jī)械、施肥管理機(jī)械、植保管理機(jī)械、修剪機(jī)械、越冬防寒機(jī)械及機(jī)械動(dòng)力作業(yè)平臺(tái)。

葡萄園；土壤管理；肥水管理；整形修剪；病蟲(chóng)害防治；機(jī)械

葡萄園傳統(tǒng)栽培模式存在架式過(guò)低、行距過(guò)窄和行頭過(guò)小等問(wèn)題，制約了生產(chǎn)管理機(jī)械化的實(shí)施，生產(chǎn)管理基本靠手工進(jìn)行，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低且標(biāo)準(zhǔn)化程度低。近年來(lái)，大量農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致葡萄生產(chǎn)人工成本大幅增加，嚴(yán)重影響葡萄產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)葡萄園機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)和裝備的需求越來(lái)越迫切，葡萄生產(chǎn)管理的機(jī)械化已成為實(shí)現(xiàn)葡萄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。為此，國(guó)家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培研究室開(kāi)展了葡萄園機(jī)械化生產(chǎn)研究，取得了初步成果，研發(fā)出部分配套農(nóng)機(jī)裝備。

1 葡萄園土壤管理與改良機(jī)械

葡萄園生草暨綠肥利用是土壤管理與改良的核心措施之一。因此，樹(shù)盤(pán)/行間碎草機(jī)等是土壤管理與改良所必需的機(jī)械裝備。

1.1行間碎草機(jī)

碎草機(jī)主要由動(dòng)力輸入輸出、錘片碎草、平衡和保護(hù)等裝置組成，動(dòng)力需求≥12kw，用于粉碎生草葡萄園的行間綠肥，可將綠肥粉碎成5～15cm的碎段，每小時(shí)可粉碎3000～5000m的綠肥，適于各種栽培形式和土壤條件的葡萄園(圖1、圖2)。碎草機(jī)要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。此外，以碎草機(jī)為基礎(chǔ)，還研發(fā)出將枝條就地粉碎還園的枝條粉碎機(jī)(圖3)。

圖1 果園行間碎草機(jī)

圖2 小型自走式果園行間碎草機(jī)

圖3 枝條粉碎機(jī)

1.2樹(shù)盤(pán)碎草機(jī)

主要由液壓馬達(dá)、碎草或松土、保護(hù)和避障等裝置組成，動(dòng)力需求≥37kw，用于粉碎生草葡萄園的樹(shù)盤(pán)綠肥或樹(shù)盤(pán)的劃鋤松土作業(yè)，可將綠肥粉碎成5～15cm的碎段或進(jìn)行2～5cm的劃鋤松土作業(yè)，每小時(shí)可粉碎綠肥或劃鋤松土1500～3000m，適于各種栽培形式和土壤條件的葡萄園(圖4)。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。

圖4 果園樹(shù)盤(pán)碎草機(jī)

2 葡萄園施肥管理機(jī)械

科學(xué)合理施肥是發(fā)展優(yōu)質(zhì)果品的重要保證。合理的施肥方法是將肥料施在離根系集中分布區(qū)稍深、稍遠(yuǎn)的區(qū)域，葡萄通常在距樹(shù)干40cm處開(kāi)溝施肥，基肥施肥溝深40～50cm、追肥施肥溝深20～30cm。偏置式有機(jī)肥施肥機(jī)和化肥施肥機(jī)等是果園機(jī)械化生產(chǎn)施肥管理所必需的機(jī)械裝備。

2.1偏置式開(kāi)溝施肥一體機(jī)

①偏置式開(kāi)溝施肥一體機(jī)。主要由動(dòng)力輸入輸出、開(kāi)溝、施肥、攪拌和土壤回填等裝置組成(圖5)，動(dòng)力需求≥66kw，可一次性完成有機(jī)肥和化肥的機(jī)械化施肥作業(yè)，開(kāi)溝深度30～60cm、寬度30～50cm，開(kāi)溝位置最近距主干40cm、施肥深度20～50cm，每小時(shí)作業(yè)100～600m，適于各種栽培形式和無(wú)較大石塊的各種土壤條件的葡萄園。本機(jī)要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。

圖5 偏置式開(kāi)溝施肥一體機(jī)

②偏置式開(kāi)溝機(jī)。本機(jī)利用鏟銑削和拋運(yùn)兩種動(dòng)作將泥土拋起并通過(guò)導(dǎo)板將泥土導(dǎo)向一側(cè)完成開(kāi)溝作業(yè)，動(dòng)力需求≥66kw，該機(jī)可開(kāi)深30～60cm、寬30～50cm的施肥溝，開(kāi)溝位置最近距主干40cm，每小時(shí)作業(yè)100～600m，適于各種栽培形式和無(wú)較大石塊的各種土壤條件的葡萄園(圖6)。本機(jī)要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。

圖6 偏置式開(kāi)溝機(jī)

③偏置式攪拌回填一體機(jī)。本機(jī)通過(guò)臥軸攪拌裝置將肥土攪拌后，再利用螺旋推進(jìn)裝置將泥土回填回溝內(nèi)(圖7)，動(dòng)力需求≥37kw，可將肥土攪拌混勻和土壤回填一次性完成，攪拌深度30～60cm、寬度30～50cm，施肥深度20～60cm，每小時(shí)作業(yè)200～800m，適于各種栽培形式和無(wú)較大石塊的各種土壤條件的葡萄園。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。此外，根據(jù)生產(chǎn)需求，還研發(fā)出小型自走式開(kāi)溝機(jī)和回填機(jī)。

圖7 偏置式攪拌回填機(jī)

2.2偏置式振動(dòng)深松施肥機(jī)

由機(jī)架、傳動(dòng)箱、施肥箱、排肥器和振動(dòng)鏟等裝置組成(圖8)，動(dòng)力需求≥29.6kw，施肥深度20～40cm，施肥位置距離主干最近30cm，每小時(shí)作業(yè)500～2200m，適于各種栽培形式和土壤條件的葡萄園。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。此外，根據(jù)生產(chǎn)需求，還研發(fā)出小型自走式多功能開(kāi)溝施肥機(jī)。

圖8 偏置式振動(dòng)深松施肥機(jī)

3 葡萄園植保管理機(jī)械

大部分葡萄產(chǎn)區(qū)植保作業(yè)以人力為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)質(zhì)量差，農(nóng)藥浪費(fèi)污染嚴(yán)重。為提高病蟲(chóng)害防治效率，國(guó)家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培研究室研發(fā)出氣力霧化風(fēng)送式果園靜電彌霧機(jī)，彌霧效果遠(yuǎn)優(yōu)于一般彌霧機(jī)(圖9)。本機(jī)由動(dòng)力輸入輸出、氣送霧化、風(fēng)送二次霧化和防飄逸、靜電發(fā)生、電磁控制等裝置組成，動(dòng)力需求≥12kw，噴藥半徑2～4m，液滴直徑30～100μm，適于各種栽培形式和土壤條件的果園，每小時(shí)可實(shí)現(xiàn)0.53～1.33hm2(8～20畝)的噴施作業(yè)。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。此外，根據(jù)生產(chǎn)需求，還研發(fā)出小型自走式風(fēng)送彌霧機(jī)、龍門(mén)架式噴霧機(jī)、管式風(fēng)送彌霧機(jī)等植保機(jī)械設(shè)備。

圖9 氣力霧化風(fēng)送式果園靜電彌霧機(jī)

4 葡萄園修剪機(jī)械

在中國(guó)葡萄夏季修剪一直靠人工進(jìn)行，需要大量勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)葡萄新梢修剪的機(jī)械化是當(dāng)前推進(jìn)中國(guó)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。為此，結(jié)合不同栽培模式葡萄對(duì)新梢修剪的技術(shù)要求，國(guó)家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培研究室研發(fā)出仿形式葡萄剪梢機(jī)(圖10)。剪梢機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)部件控制割刀的角度和位置實(shí)現(xiàn)仿形功能，使割刀能根據(jù)植株的葉幕形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后通過(guò)旋轉(zhuǎn)式切割刀工作完成植株新梢的修剪管理。動(dòng)力需求≥25kw，通過(guò)變換剪梢裝置的形狀可對(duì)葡萄的直立葉幕、水平葉幕和V形葉幕的新梢進(jìn)行修剪管理，每小時(shí)可完成0.2～0.4hm2(3～6畝)的剪梢作業(yè)。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。需要注意的是，采用葡萄夏剪機(jī)修剪葡萄新梢，造成許多葉片具有傷口，因此，采用葡萄夏剪機(jī)修剪葡萄新梢，還需及時(shí)噴施殺菌劑防止葉片感染病害。

圖10 仿形式葡萄剪梢機(jī)

5 葡萄園越冬防寒機(jī)械

越冬防寒是中國(guó)北方地區(qū)葡萄周年管理的重要環(huán)節(jié)，其用工量占全年用工總量的30%左右，埋土防寒是生產(chǎn)中主要的越冬防寒方法，主要包括防寒土覆蓋和防寒土清除兩個(gè)關(guān)鍵步驟。因此，埋藤防寒機(jī)和防寒土清除機(jī)是北方地區(qū)葡萄果園機(jī)械化生產(chǎn)所必需的機(jī)械裝備。

5.1埋藤防寒機(jī)

為防寒研發(fā)的鏟拋式葡萄埋藤防寒機(jī)。利用削土刀將土壤切下向上拋送，然后通過(guò)導(dǎo)土板將土壤沿圓周切線斜向上拋出，最后通過(guò)調(diào)整導(dǎo)土板的伸縮長(zhǎng)度和位置可調(diào)整拋土距離和土壤散開(kāi)半徑，動(dòng)力需求≥36kw，送土距離1.0～2.5m，土壤散開(kāi)半徑1.0m左右，每小時(shí)作業(yè)1200～1500m，適于各種栽培形式和包括戈壁地在內(nèi)的各種土壤條件的葡萄園(圖11)。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。

圖11 鏟拋式葡萄埋藤防寒機(jī)

5.2防寒土清除機(jī)

利用旋轉(zhuǎn)取土裝置將土壤送至原取土溝，可有效躲避葡萄立柱等障礙物，通過(guò)調(diào)整防寒土清除裝置可實(shí)現(xiàn)任何栽培形式下防寒土的有效清除，動(dòng)力需求≥29.6kw，伸縮范圍50cm，將防寒土回填至原取土位置，每小時(shí)作業(yè)500～1500m，適于各種栽培形式和土壤條件的葡萄園(圖12)。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。

圖12 防寒土清除機(jī)

6 葡萄園機(jī)械動(dòng)力平臺(tái)

根據(jù)中國(guó)葡萄園的立地條件和栽培模式及農(nóng)藝措施的作業(yè)要求，國(guó)家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培研究室研發(fā)出適合的機(jī)械動(dòng)力平臺(tái)，為體形較矮、重心低、轉(zhuǎn)彎半徑小的橡膠履帶拖拉機(jī)(圖13)?？蔀樗椴?、開(kāi)溝、施肥、噴藥和修剪等葡萄園機(jī)械提供動(dòng)力，可原地回轉(zhuǎn)、帶有標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)懸掛和動(dòng)力輸出，動(dòng)力輸出≥47kw，除安裝專(zhuān)用設(shè)備外還能加掛其它標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)機(jī)具，具有體積小、馬力大、靈活機(jī)動(dòng)、通過(guò)性高、對(duì)土壤破壞性小的特點(diǎn)。根據(jù)作業(yè)要求，動(dòng)力平臺(tái)的主要作業(yè)裝置布置在右前和后側(cè)，以后側(cè)為主，因此，動(dòng)力平臺(tái)總體布置確定為：發(fā)動(dòng)機(jī)中置，前驅(qū)動(dòng)；駕駛位置為右前側(cè)，以便于觀察作業(yè)裝備的工作情況。要求葡萄園具備1.5m以上的作業(yè)道并留有4m以上的行頭。

圖13 低地隙果園機(jī)械動(dòng)力作業(yè)平臺(tái)-橡膠履帶拖拉機(jī)

S663.1

A

1002-2910(2017)06-0045-04

2017-02-13

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(NYCYTX-30-ZP))；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目(CAAS-ASTIP-2015-RIP -04)。

*

劉鳳之(1963-)，男，山東茌平人，研究員，主要從事葡萄栽培研究與科研管理工作。

王海波(1978-)，男，山東安丘人， 副研究員，主要從事葡萄栽培與生理和果園機(jī)械化生產(chǎn)的科研與技術(shù)推廣工作。 E-mail: haibo8316@163.com