小型茶园耕作管理机械的研制与推广

刘琼

（长沙市农业机械研究所，湖南 长沙 410004）

茶园耕作是茶园土壤管理的一项重要内容，也是茶园管理中的一项例行作业。它具有清除杂草、疏松土壤、打乱土层、促进土壤熟化等优点。茶园中耕除草、深耕和施肥等作业所耗用劳力约占整个茶园生产用工的25%，且大部分作业比较繁重，手工作业体力消耗非常之大。各茶叶生产大国为提高生产效率，减轻劳动强度，在茶园耕作专用机械方面作了大量的研究。

1 国内外茶园耕作管理机械研究概况

国外茶叶大国中，以印度、斯里兰卡、肯尼亚、日本、越南为主要茶叶生产贸易国。其中，日本是世界上唯一实现茶叶生产全过程机械化的国家，也是茶叶单产最高的国家，其茶园生产机械及管理技术的发展随着科技进步日趋成熟，代表了当今世界茶叶生产的发展趋势。日本茶叶生产的机械化和自动化程度较高，茶树修剪、茶叶采摘、加工、包装等基本上都实现了机械化和自动化。日本茶园90%属于农户所有，主要由茶叶指导者协会提供服务和协调，其茶园管理现代化，茶园规则整齐有序，这为日本茶叶机械化生产奠定了良好的基础并提供了必要的硬件条件。据相关资料显示，日本茶园田园化程度最高，茶园统一规划设计，茶行行距1.8 m，株距0.3 m，单株条栽，茶行长度为30 m的理想值。现在，日本的茶叶生产，已实现了全过程机械化，就最难的栽培机具而言，已有性能良好的耕作、施肥、喷药、修剪、采摘等配套机械。

传统的茶树栽培管理基本依靠人工劳作或畜力耕犁，劳动强度大，费工多，耕作质量很难达到要求。由于工效不高，很难按季节完成各项必须的耕管作业。上世纪50年代，我国茶区就开始在耕作机具方面进行研究与实践，最初使用半机械化的畜力农具，如畜力双行茶园施肥器等。该农具工作时，盛放在肥料箱中的肥料通过拌肥器搅拌而从肥料箱底部进入输肥管和双圆盘式开沟器，从圆盘间隙中落入土壤，一次完成开沟、施肥、盖土三道工序。该农具施肥深度为10 cm左右，可于幼龄茶园中应用，施化肥和被粉碎的饼肥、土杂肥。进入20世纪70年代后，手扶拖拉机逐渐在我国普遍应用起来，为了解决茶园耕作动力问题，浙江、云南和广东等省先后把工农-10型、东风-12型等型号的手扶拖拉机加装防护罩，并采用原配旋耕机在茶园中进行中耕除草等作业，取得了一定的效果，但拖拉机体型较大，重心偏高，在坡地茶园中应用时稳定性较差，操作困难，可推广性不强。1979年，原一机部在安徽省召开了第一次全国茶园耕作管理机械会议，会上交流的茶园动力机械有履带式茶园拖拉机、茶园中耕拖拉机等。1980年，浙江省机械科学研究所等单位研究完成了C12型茶园耕作机械，并由浙江省嘉善拖拉机厂正式投入生产，这是我国茶园耕作第一款有推广意义的茶园专用动力机。C12型茶园耕作机以S195型12马力柴油机为动力，并选用履带行走机构和行间作业形式，最大宽度在机器下部为0.8 m，上部为0.5 m，整个机械的横断面设计成“凸”字型，以充分利用茶行空间，使机械顺利进入茶行，且防护罩采用流线形设计，减少了对茶树枝条的损坏。1980～1985年又先后鉴定了合肥手扶拖拉机厂的CH12型和湖北茶机总厂的ISC-780型茶园耕作机，可配套深耕、中耕、除草、施肥、修剪、采茶、病虫害防治和喷灌机具。以上3种代表机型均投入小批量生产，由于成本和对茶园硬件设施条件要求等方面问题，均没能大面积推广。20世纪90年代中期，浙江新昌东辉机械厂研制成功的小型手扶2.2 kw的ZCJ-150型小型茶园耕作施肥机是当时我国自行研制的小型茶园耕作较理想机型。进入21世纪，随着我国科学水平的提高，各地茶区都掀起了全程机械化的研究高潮，耕作管理机械也取得了很大的进步，浙江、江西、湖南、福建及台湾都推出了各自的机型。

2 小型茶园耕作管理机械的研制与开发

我国茶园耕作管理机械的现状是茶园管理的机械化耕作面积不到整个茶园面积的5%，没有形成大面积推广的定型产品。针对我国茶区的实际情况，为满足现阶段我国茶区对专用的茶园小型耕作机械的需求，我们在调研、考察的基础上，吸收同类机型的优点，结合在前期研制中发现的问题，充分考虑本地茶园的土质、地形地势及茶树生长等特点，经过多次试制、试验、不断改进，研制成功新一代小型茶园耕作机。该机具综合性能好，可提高茶芽密度和百芽重，深受茶农喜爱。在设计研制过程中，我们遵循了以下几点设计规则。（1）机具重心低，稳度大，能在一定坡地作业运行；（2）齿轮多级传动，能进、退行走，箱体采用钢板冲压成型，输出刀轴装有阻水装置；（3）机具体积小、重量轻、动力强劲、旋耕功效高，配上相应的机具还可以进行施肥、喷药等作业，实现一机多用；（4）对地比压小，使耕作过后土壤不致被压板或增加耕作困难；（5）整机所有零部件尽可能采用标准件，有利于今后制造、推广及维修的通用性。其主要结构及技术参数见表1。

表1 主要技术参数

我国各地自然条件千差万别，任何一种机具只能在适合其使用的环境中才能得到发展，故研制与推广必须适应自然条件与地理环境。目前，我们正加强在不同地域、不同气候条件下的机具适应性研究，并进行附属装置的开发研究，为大面积推广机具奠定基础。

3 推进我国茶园耕作管理机械化的主要对策和措施

农业部“十二五”规划中明确提出今后的发展思路:以增加农民收入和增强国际国内竞争力为出发点，以市场为导向，效益为中心，资源优势为依托，机制创新和科技创新为动力，稳定面积，提高质量，调整结构，大力推行无公害标准化生产，培育和壮大龙头企业，打造名牌，努力加快产业化经营进程；充分发挥产品和区域优势，建立多元化投入机制，着力推动产业升级，带动和促进全国茶叶产业的可持续发展。

政策为我国茶叶产业的发展指明了方向，如何加快茶园耕作管理机械化进程，我们认为要着重注意以下几点。

3.1 实现采摘和耕作机械化是重中之重

在耕作机械化方面，重点是开发高效实用型茶园专用耕作机，要加大科研攻关力度，加快、加大试验示范力度，对于成熟的机械要尽快定型并加大资金及政策扶持力度，实现大面积推广。

3.2 加大对配套农艺技术的研究

任何适用的农机具只有与相应的农艺相配合、相适应才能取得最佳效果。因此，机械性能改进、试验示范与配套农艺技术研究要贯穿整个耕作机械化研究的全过程，必须进一步加大对茶树栽培技术的研究，使茶树适应机耕条件。同时，机械设计也需适应茶树的生长要求，这样才能达到高质量和高效率的要求。

3.3 加强对老茶园的改造和新茶园的规划

今后，在发展耕作机械上，除了不断改进机具和研制新的机具以适应茶园的要求外，茶园也必须进行改造，以适应机械耕作的要求。茶树是多年生作物，不易改变现状，因此在新茶园建设与老茶园改造中就必须考虑以下几点:（1）将现有不成型、不规范或坡度较大的山地茶园进行区划调整，以便推行机械化作业；（2）为提高机械化效率，茶园应集中成片规划布局，并完善配套相应的水利设施。

3.4 走规模化经营之路

只有规模化经营才能有效地提高机械的使用效率。这是茶园机械化生产的必备条件，因此要把规模化经营作为重要的战略任务来抓。

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