我国果园机械研发与应用概述

首先详细描述并比较了国内外果园机械的研发与应用现状,然后从果园的规模化和标准化程度、果园农机与农艺的有机融合、果园专用机械的研发与应用、果园农机的社会化服务等方面就果园机械化生产存在的问题进行了全面分析。同时从苗木培育、建园、土壤管理、养分管理、水分管理、整形修剪、花果管理、植物保护、越冬防寒、环境监测与调控、果园运输等果树从种植到收获的全过程对果园机械化生产的产业需求进行了详细阐述;并提出了进一步加大科研投入和政策扶持力度、加快果园农艺农机融合研究、大力开展果园农机农艺知识和技术培训、努力推进果园农机社会化服务体系建设是推动我国果园机械化生产的有效对策。

关于果园机械化生产 农艺农机融合的研究

果树不仅是我国的优势产业之一，也是劳动密集型产业。但是，由于多年牛果园的传统栽培模式存在架式过低、行距过窄和行头过小等问题，严重制约了果园生产机械化的实施，果同机械化水平提升速度远远落后于大田作物。果树生产管理过程的机械化程度很低，如果树挖坑（沟）定植、灌溉、施肥、修剪、病虫害防治和采收等生产管理活动，基本依靠手工操作进行，不仅劳动强度大、劳动效率低，而且标准化程度低。近年来，随着工业化及城镇化的快速发展，大量农业劳动力向第二、三产业转移，果树生产人工成本大幅度增加，直接影响到果树产业的经济效益。因此，对果园机械化生产技术和装备的需求越来越迫切，果树生产管理的机械化已成为实现果树产业现代化的必然要求。

适于果园全程机械化生产的配套农机装备

随着果树种植规模的不断扩大,繁重的体力劳动与农村劳动力短缺及劳动力成本日益增高的矛盾日益突出,迫切需要提高果园的机械化水平。针对果园全程机械化生产的需求,从果园农机农艺融合出发,中国农业科学院果树研究所在先后提出的葡萄水平龙干形配合水平叶幕或V形叶幕、桃扶干主干形等利于机械化操作树形的基础上,开展了果园全程机械化生产配套农机装备的研发工作,与山东农业大学和山东省高密市益丰机械有限公司等联合攻关,成功研制出从果园土壤管理、施肥管理、病虫害防治、整形修剪到越冬防寒等生产全程的系列配套农机装备,为有一定经济和技术条件的果农进行果园全程机械化管理提供了可选择的参考依据。

葡萄越冬防寒管理机械的研制及发展趋势

由于我国气候的多样性和地形的复杂性,西北和北部优质葡萄主产区冬季需要对葡萄藤进行掩埋,以避免其因冻伤或风干造成减产、绝收,第二年春季需要扒藤出土处理。然而,埋藤和扒藤不仅劳动强度大,作业质量要求高,而且时间紧迫,因此葡萄越冬防寒管理机械的研制亟待进行。详细概述了我国葡萄越冬防寒管理机械的研制现状,同时分析了现有机型存在的问题,并预测了葡萄越冬防寒管理机械的发展趋势。

葡萄机械埋土防寒选用的树形和叶幕形

2010年农业部颁布了《农业部关于加强农机农艺融合加快推进薄弱环节机械化发展的意见》，指出农业机械化是发展现代农业的重要物质基础，是农业现代化的重要标志。国内外实践表明，农机农艺融合、相互适应、相互促进是建设现代农业的内在要求和必然选择。

介绍两款实用农业机械

一、1KLX多功能开沟机 1KLX多功能开沟机适用于山药种植、挖掘作业及葡萄藤蔓越冬堆埋、开沟施肥，还可用于自来水沟、电线杆坑等的挖掘作业。其主要技术参数见下表：

气力雾化风送式果园静电弥雾机的研制与试验

【目的】解决我国葡萄产区植保作业劳动强度大、作业质量差、雾滴易飘移等问题。【方法】应用机械设计理论与方法,根据葡萄树体结构不同,采用分段、独立式喷雾结构设计方案,研制了一种与四轮拖拉机或履带拖拉机配套的、适于葡萄园作业的气力雾化风送式果园静电弥雾机。该机动力由拖拉机的后动力输出轴经万向传动轴输送到机具后方,带动空气压缩机、柱塞泵和风机工作。测试并分析了不同压力下的喷头喷雾量、开启和关闭风机时的雾滴尺寸,并对棚架、V型架和篱架栽培模式下的葡萄树进行了样机田间试验。【结果】当开启风机时,雾滴体积中径(VMD)为72μm,雾滴数量中径(NMD)为60μm,雾滴扩散比(DR)为0.83;而关闭风机时,VMD为110μm,NMD为80μm,DR为0.73。田间试验开启静电系统时,棚架、V型架和篱架3种栽培模式下葡萄树外层叶片正、反面的雾滴平均附着率分别为35.4%、89.4%,92.0%、44.0%和86.1%、34.4%,内层叶片正、反面的雾滴平均附着率分别为27.5%、71.0%,86.1%、34.4%和72.7%、31.1%;关闭静电系统时,棚架、V型架、篱架3种栽培模式下外层叶片正、反面的雾滴平均附着率分别为30.8%、76.9%,82.0%、40.0%和82.9%、36.8%,内层叶片正、反面的雾滴平均附着率分别为25.0%、65.4%,80.6%、32.1%和67.7%、29.6%。开启静电系统使棚架、V型架和篱架葡萄树外层叶片正、反面和内层叶片正、反面雾滴平均附着率分别提高了14.9%、16.3%、10.0%、8.6%,12.2%、10.0%、6.8%、7.3%和9.4%、12.5%、7.4%、5.1%。【结论】气力雾化、风送和静电相结合的弥雾技术增强了雾化效果,提高了雾滴的均匀性和吸附性,有效防止了雾滴的飘移。

葡萄修剪机的研制与试验

【目的】解决我国葡萄园夏季修剪劳动强度大、作业效率低等问题。【方法】应用机械设计理论与方法,并结合我国葡萄标准栽培模式的特点及修剪的技术要求,研制了一种与履带拖拉机配套的、适于葡萄园夏季修剪作业的葡萄修剪机。该设备主要由液压系统和修剪系统两部分组成。动力由拖拉机的后动力输出轴经万向传动轴带动液压系统工作,经双联油泵将液压油一路供给两个调节油缸和回转马达,以实现伸缩臂的升降、折叠和修剪角度的调节,另一路直接供给切割马达驱动切割刀工作,从而完成棚架、V架和篱架三种栽培架式的葡萄修剪工作。【结果】样机田间试验结果表明,该修剪机工作稳定,适应性强,切割效果良好,作业效率高。按试验时的作业速度计算,该机每h修剪3 000 m,而人工每小时修剪约100 m,剪梢效率是人工修剪的30倍。【结论】葡萄修剪机是根据我国葡萄标准栽培模式和修剪的技术要求、满足产业需求而研发的,该机的研制成功为葡萄简化修剪栽培技术的研发和推广奠定了装备基础,具有较好的推广前景。

前置式防寒土清除机的研制与试验

针对我国西北及北方葡萄主产区春季对葡萄防寒土清除的需求,研制出一种以拖拉机为动力源、适用于葡萄园作业的前置式防寒土清除机。该机通过动力输入轴与拖拉机动力输出轴连接,动力一路经变速箱、传动链传递给平地搅龙,平地绞龙将防寒土均匀摊铺到葡萄行间;同时另一路动力沿安全离合器、清土搅龙传动箱、链轮链条驱动清土搅龙工作。作业过程中清土搅龙遇到障碍物时,避障装置驱动清土搅龙回缩,避开障碍物后再返回作业位置继续作业。田间试验测试了防寒土清除机的残留覆土厚度、葡萄枝蔓损伤及除土效率。结果表明:该防寒土清除机残留覆土厚度均不超过5cm,能够清除防寒土总量的90%,枝蔓损伤较少、除土效率能够达到设计要求且是人工除土效率的30倍以上,能够实现埋藤防寒土清除及行间地面平整的目的。

果园行间碎草机的研制与试验

为解决我国果园田间管理劳动强度大、劳动力成本高等问题,应用机械设计理论与方法研制一种与拖拉机配套的、适于果园碎草作业的果园行间碎草机。该机由四轮拖拉机提供动力,动力由拖拉机的后动力输出轴经万向传动轴依次传递给变速箱、皮带轮,进而驱动碎草机粉碎部件高速旋转,完成碎草作业。田间试验测试了碎草机的碎草效果、作业效率等指标。试验结果表明该机碎草效果良好,长度≤100mm的草段占总草段的90%以上,每公顷作业效率是人工效率的40倍。该机有效降低了田间管理劳动强度和劳动力成本,提高了果农的收入。

葡萄埋藤防寒机的研制与试验

针对我国西北及北方葡萄主产区冬季对葡萄藤进行埋土防寒的需求,研制了一种以拖拉机为动力源、适用于葡萄园作业的葡萄埋藤防寒机。该埋藤机通过动力输入轴与拖拉机动力输出轴连接,经链轮链条的变速将动力传递给抛土刀盘,带动其高速旋转,使抛土刀盘上的铲刀切削土壤。切削下的土壤经抛土刀盘的收集、抛送,通过导向罩、压土板抛送至葡萄藤,完成埋藤防寒作业。同时,通过液压系统调节导向罩和压土板的角度来调节抛土距离以满足不同的行距。田间试验测试了埋藤防寒机的覆土厚度、防寒土散开半径、抛土距离和取土沟中心距葡萄主干距离。结果表明:抛土最近时埋藤防寒机平均覆土厚度为47.2cm、防寒土散开半径均值为78.6cm、抛土距离均值为41.3m、取土沟中心距葡萄主干平均距离为111.4cm;抛土最远时埋藤防寒机平均覆土厚度为41.2cm、防寒土散开半径均值为85.5cm、抛土距离均值为61.6cm、取土沟中心距葡萄主干平均距离为140.9cm,满足埋藤防寒的农艺要求。