由于茶樹具有一定高度且行間距較小，茶園管理一直難以真正實現機械化，國內適用的茶園管理作業機械比較缺乏。肖宏儒帶領科研團隊研究開發了高地隙自走式茶園多功能管理機，既可完成茶園中耕除草、深松施肥、植保治蟲、葉面施肥、茶樹修剪和茶園吸蟲作業，又為其他高桿作物機械化作業提供了示范。
■本報見習記者 王方
在農田里對小麥等作物進行機械化作業已經成為一種趨勢。然而，在丘陵山地間、針對高桿作物如茶園，機械化作業是否也能順利實現？
近日，《中國科學報》記者采訪了農業部南京農業機械化研究所特色經濟作物生產裝備研究中心主任、研究員肖宏儒。他帶領科研團隊研究開發了高地隙自走式茶園多功能管理機，既可完成茶園中耕除草、深松施肥、植保治蟲、葉面施肥、茶樹修剪和茶園吸蟲作業，又為其他高桿作物機械化作業提供了示范。
茶園管理機械化程度低
我國是茶葉生產大國，國人也一直具有喜好喝茶的傳統。在丘陵山區，茶是當地茶農經濟收入的主要來源。人們越來越重視茶產業的發展，目前茶園種植面積將近5000萬畝。但不同于平原作物，其所涵蓋地區的地形地貌復雜。
“根據地形地貌，茶園大體分為三類。一類茶園是在坡度大于30度的山上，面積占60%以上；一類茶園位于坡度15度以下的相對平坦地區，面積占15%~20%；一類茶園介于二者之間，坡度在15~30度之間，面積約占20%~25%。”肖宏儒向《中國科學報》記者介紹道。
由于茶樹具有一定高度且行間距較小，茶園管理一直難以真正實現機械化，國內適用的茶園管理作業機械比較缺乏。現有的植保、采茶機械往往以人工背負進入茶園操作，勞動強度大；中耕、除草機械也只能是小型窄幅單行作業，勞動效率低。
傳統的茶葉生產中栽培管理的成本很大，占到總成本的40%左右。由于缺少經濟實用的茶園耕作管理技術及機械，導致茶葉的生產成本長期居高不下，茶農經濟效益難以提高。
“要在以前的話，勞動力便宜，茶園管理者可以雇人來進行除草、中耕、施肥、植保、采茶等作業。但現在，隨著勞動力價格上漲，茶葉價格回歸理性，茶園經濟利潤空間減小，茶園管理必須面對成本這一現實問題。”肖宏儒表示。
同時，現有茶園作業機械各自獨立攜帶動力和行走設備，也造成了動力和行走機械的浪費。“有的機械結構設計不太合理，重量輕、動力小，安全性也不高，在茶園作業中并不十分適用。”肖宏儒說。
要解決當前茶葉生產成本居高不下的問題，并通過進一步的技術革新，提高茶園生產率和資源利用率，降低勞動強度，提高產品質量，為茶葉經濟發展提供技術支撐，就要為茶園機械化提供一系列經濟實用的機械和一套省力的栽培模式。
為此，肖宏儒帶領科研團隊從“一機多用，降低畝均動力”角度出發，從坡度15度以下的相對較好地形地貌的茶園開始著手，研發可橫跨茶蓬駛入狹窄的茶行間進行作業的茶園管理機，為茶園管理提供一個高動力平臺。
他們研發的高地隙自走式茶園多功能管理機通過懸掛配置兩組立式旋耕刀輥、兩組振動式深松作業部件、兩組施肥機構、四套修剪機構、一套吸蟲裝置和折疊式噴霧噴桿，可完成茶園中耕、除草、深松、施肥、植保、茶樹修剪等作業。“當然，相關配備和規格不是一成不變的。”肖宏儒說。
拓寬機械化適用范圍
高地隙多功能茶園管理機采用了全液壓柔性動力傳遞技術，變傳統農業機械的剛性傳動為柔性傳動；無極變速技術確保操作方便靈活，設備工作性能穩定可靠；作業幅寬可變量調整技術，滿足不同種植模式和不同行寬的作業要求；動力與機具直聯結構和復式作業技術，可一次性完成多種作業任務，一機多能、省工節本；配套作業機具與管理機多配置接口技術，可攜帶采茶、修剪、植保、中耕、施肥等機械；無污染或少污染技術，使茶園作業滿足無公害茶園建設要求等。
高地隙多功能茶園管理機及配套機具，首次在國內實現了較大功率設備橫跨茶棚駛入狹窄的茶行間作業，大幅降低了工作人員的勞動強度，改變了傳統采茶、中耕、植保作業由人工或半機械化操作的狀態，填補了國內在大功率、多功能茶園機械研究方面的空白。
“高地隙多功能茶園管理機的適用性較好，在茶樹高1000mm、蓬面寬1500mm、茶蓬間距150mm左右，橫向坡度小于20度的茶園都可以正常作業。”肖宏儒說道。同時它也具有較高的生產率。采用該茶園管理機，中耕除草比人工作業提高工效20倍，修剪、臺刈比人工作業提高工效30倍，噴施農藥比人工作業提高工效25倍。
2014年，高地隙多功能茶園管理機入選國家農機推廣補貼名錄。“針對甘蔗、棉花、玉米等機械作業進不了田間的高桿作物，高地隙茶園管理機示范了一種可能性，根據地隙高低、行距寬窄靈活變動，拓寬了機械化作業的適用范圍。”肖宏儒表示。
相對于茶園管理機械，國內采茶機械發展較為成熟。在這方面，肖宏儒則帶領團隊研發了國內首臺乘坐自走式全自動采茶機，克服了日本單人或雙人臺式采茶機勞動強度大、工耗多、碎茶率高等難題。“碎茶率降低了30%左右，鮮茶葉片整齊、形象好，效益也提高了。”肖宏儒說。
它的出現極大開拓了科研人員的設計思路，近年來涌現出不少此類采茶機械。肖宏儒帶領團隊再接再厲，又設計了一種跨行手扶自走式智能采茶機，可以自動識別茶蓬高度，實時調節切割器位置，實現自適應采摘。
目前而言，我國茶園機械化存在的問題仍較突出，科研人員積極開拓茶園機械的新領域、新方法、新模式，為茶園機械化更全面、更高水平的發展貢獻了一份技術力量。
“加強茶園的標準化建設，是加快茶園生產機械化作業的迫切要求。”肖宏儒補充道。
