茶園機械化耕作技術(shù)

肖宏儒，韓余，宋志禹，丁文芹，趙映，梅松，金月，楊光，夏先飛

農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，210014

茶樹是深根植物，主根在深厚的土壤中，可垂直深入土層2～3 m，一般成齡茶樹主根垂直分布可達1 m以上（圖1）。耕作施肥是茶園生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，耕作具有以下作用：改良土壤的理化性質(zhì)，加深土壤耕作層，增加土壤孔隙度，增加蓄水切斷土壤毛細(xì)管，提高保水的能力；促使土壤風(fēng)化，加強土壤中礦物質(zhì)氧化和分解，使一些不溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為水溶性有效養(yǎng)分，為茶樹根系所吸收利用；深耕的同時將雜草翻埋能減少病蟲害，增加土壤有機質(zhì)，提高土壤肥力。我國茶園多分布于丘陵山區(qū)，由于技術(shù)裝備缺乏，人工勞動力成本高、強度大等問題，耕作成為茶園生產(chǎn)的一大難題[1]。上世紀(jì)60年代有人提出茶園免耕法，實踐證明并不實用。當(dāng)前，常年不耕、肥料撒施成為茶農(nóng)主要的選擇。

圖1茶樹的根系

茶園若常年不耕作，肥料表面撒施會帶來以下危害：形成惡性循環(huán)，土壤板結(jié)情況愈來愈嚴(yán)重，土壤理化性質(zhì)惡化，蓄水能力降低，土壤肥力下降，肥料利用率低，除草難，易滋生病蟲害[2]。

一、耕作分類

1.淺耕

淺耕一般耕深為8～10 cm，可覆蓋95%以上的雜草，耕作層空隙增加，起到松土、除草、減少水分散失等作用。淺耕對茶樹根系損傷不多，一般不會對茶樹造成不利影響。淺耕次數(shù)和時間，因土壤結(jié)構(gòu)、雜草滋生情況、樹冠覆蓋度和當(dāng)?shù)貧夂驐l件等因素不同而異。

幼齡茶園土壤較疏松，一般每年耕2～3次。成齡茶園的淺耕可結(jié)合施追肥進行，一般春茶和夏茶后各進行1次淺耕。對于土壤肥沃，樹冠覆蓋度較小，如剛進行過重修剪或臺刈的茶園應(yīng)適當(dāng)增加淺耕次數(shù)，以保持茶園清潔和表土疏松。對于坡度較大或水土流失嚴(yán)重的茶園宜減少淺耕次數(shù)或采用化學(xué)除草劑除草。

2.中耕

中耕一般在春茶施催芽肥之前進行，耕深10～15 cm。目的是防除春季雜草，減少表土水分含量，增加陽光輻射的吸收量，提高溫度，促進茶芽提早萌發(fā)。中耕不能太深，否則會損傷根系，不利于養(yǎng)分的吸收。在同一茶區(qū)，應(yīng)平地和丘陵茶區(qū)先耕，高山茶園后耕；陽坡先耕，陰坡后耕。耕作時將雜草翻埋入土，打碎土塊，平整地面。

3.深耕

深耕深度應(yīng)達到15 cm以上，一般在春秋季進行，有的耕深超過25 cm，對土壤具有很好的改良效果。對于幼齡茶園，種植前經(jīng)過深翻，不必進行深耕或年年深耕；僅局部條耕，則必須盡早在行間未深耕的地方深耕，耕深應(yīng)在50 cm以上。一般深耕要求中間深、兩邊淺，呈“V”形。衰老茶園深耕對于更新根系，恢復(fù)樹勢都具有良好作用，可結(jié)合樹冠改造如重修剪和臺刈進行。深耕要和施基肥配合，產(chǎn)量可提高20.1%，芽葉比例提高10%?；蕬?yīng)以有機肥為主。由于深耕具有雙重性，既能促進土壤熟化，又會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和損傷根系等。因此對于生態(tài)條件較好、土壤肥力較高、通氣透水性能好、土質(zhì)疏松的茶園，可間隔1～3年深耕1次。

二、茶園常用耕作機具及其特點

1.耕作機具及其特點

（1）針式仿生耕作機

仿生耕作機是針對茶園土壤板結(jié)嚴(yán)重，耕作難而提出來的一種仿人工挖掘技術(shù)的機具。該機具采用了針式耕齒，以及模擬人工挖掘軌跡的曲柄連桿機構(gòu)，具有挖掘阻力小、有效利用挖掘反力等特點，對于常年不耕、土壤板結(jié)嚴(yán)重的茶園具有良好的效果。

（2）立式螺旋耕作機

螺旋耕作是針對茶園深耕，肥料深施，施肥均勻性，變量、變位施肥的需求而提出的一種耕作技術(shù)。該機具主要由兩根分別起破土和攪土作用的立式螺旋刀軸組成，具有開溝施肥一次完成，肥料與土壤攪拌均勻的特點，主要應(yīng)用于茶園深耕與施肥作業(yè)。

（3）旋耕機

旋耕機分為立式旋耕和臥式旋耕兩種。立式旋耕主要由垂直于地面的旋轉(zhuǎn)軸和軸向安裝的旋耕刀片組成。由于旋耕軸垂直于地面，結(jié)構(gòu)緊湊，特別適宜于茶園行間作業(yè)，并且具有碎土率高、開溝均勻等特點。臥式旋耕機，旋耕軸平行于地面，耕作寬度較大，一般適合于茶行間距較大的茶園，小型微耕除草機也采用臥式旋耕的耕作方式。

（4）鏈?zhǔn)介_溝施肥機

鏈?zhǔn)介_溝施肥機有單排鏈和雙排鏈之分，在鏈條上面布置有“L”形的刀片。該機具有開溝深度大、溝型均勻的特點，主要應(yīng)用于茶園施基肥作業(yè)。

（5）圓盤式開溝施肥機

圓盤式開溝施肥機由開溝圓盤和刀片組成，一般根據(jù)開溝寬度的要求，有單圓盤、雙圓盤和三圓盤之分。該機具有開溝深度大、溝型均勻的特點，主要應(yīng)用于茶園施基肥作業(yè)。

2.耕作動力平臺

（1）高地隙多功能茶園管理機

高地隙多功能茶園管理機主要由動力系統(tǒng)、機架、工作平臺、操作系統(tǒng)、行走機構(gòu)等所形成的多用底盤和配套農(nóng)具等組成（圖2）。履帶中心距在1.5～1.8 m范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)，可以滿足不同行距茶園的作業(yè)需要?？膳涮赘鳌⑹┓?、噴藥、采茶和修剪等多種作業(yè)機械。在耕作方面，可以掛接針式仿生耕作機、立式螺旋開溝施肥機、立式旋耕機、臥式旋耕機、鏈?zhǔn)介_溝施肥機、圓盤式開溝施肥機等耕作施肥機具。

圖2高地隙多功能茶園管理機

作業(yè)過程中對高地隙多功能茶園管理機性能參數(shù)的測定情況見表1。

測試和各地使用效果表明，該機行走穩(wěn)定，轉(zhuǎn)彎半徑小，對茶園地形、土質(zhì)、氣候、茶園管理條件等有較好的適應(yīng)性。在橫向坡10°左右、茶樹行距150 cm、茶蓬高度小于100 cm、行間修剪出約20 cm的間隙通道的茶園中均可正常作業(yè)。該機寬度可以調(diào)整，最大行距達180 cm。該機可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎，對現(xiàn)有茶園地頭進行適當(dāng)整理，使地頭寬度達到2 m左右，該機就可順利回轉(zhuǎn)和進行作業(yè)。該機均采用液壓馬達進行傳動，結(jié)構(gòu)簡單，使用履帶式行走機構(gòu)，穩(wěn)定性好，履帶高度較小，寬度較窄，又行駛在茶樹根部的行間最寬處，對茶樹枝條損傷小。同時，該機整機結(jié)構(gòu)配備合理，視野良好，操縱系統(tǒng)簡單方便，也易于調(diào)整保養(yǎng)，適合在平地、低坡，甚至緩坡茶園中使用。

表1高地隙多功能茶園管理機主要性能參數(shù)

（2）低地隙多功能茶園管理機

低地隙多功能茶園管理機整機為一個履帶拖拉機，機身窄，行間作業(yè)，動力通過機械液壓混合的方式傳遞至行走底盤（機械傳動）、機具動力輸出接口（機械傳動）、機具提升機構(gòu)（液壓傳動）（圖3）。作業(yè)機具掛接接口與通用動力輸出接口位于機身尾部，可快速更換不同作業(yè)機具。在耕作方面可選配針式仿生耕作機、立式螺旋開溝施肥機、立式旋耕機、臥式旋耕機、鏈?zhǔn)介_溝施肥機、圓盤式開溝施肥機等耕作施肥機具。

圖3低地隙多功能茶園管理機

作業(yè)過程中對低地隙多功能茶園管理機性能參數(shù)的測定情況見表2。

表2低地隙多功能茶園管理機主要性能參數(shù)

測試和各地使用效果表明，該機行走穩(wěn)定，轉(zhuǎn)彎半徑小，對茶園地形、土質(zhì)、氣候、茶園管理條件等有較好的適應(yīng)性。在橫向坡15°左右，茶園中沒有無法越過的溝坑等、茶樹行距150 cm、茶蓬高度小于100 cm、行間修剪出約20 cm的間隙通道的茶園中均可正常作業(yè)。該機可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎，地頭寬度達到2 m左右，該機便可順利回轉(zhuǎn)和進行作業(yè)，是一種適合在平地、低坡，甚至緩坡茶園中使用的理想的茶園耕作機械。

（3）小型手扶式茶園管理機

小型手扶式茶園管理機由動力機、傳動系統(tǒng)、變速操縱系統(tǒng)、行走機構(gòu)、深耕鍬和護罩等部分組成（圖4）。行走系統(tǒng)由前部2只驅(qū)動輪和后部1只轉(zhuǎn)向輪組成，通過行走輪轉(zhuǎn)動時地面所給予的反作用力，使機器向前或向后行走和移動。該機為考慮在山區(qū)橫坡傾斜的茶園中耕作，克服機器左右傾斜對耕作帶來的影響，并保持機器行走穩(wěn)定，故前部2只行走輪具有自動浮動上升功能，即當(dāng)機器在橫坡傾斜茶行內(nèi)進行作業(yè)時，前部2只行走輪所行走的地面一邊高一邊低時，則走在低地一邊的行走輪，可由自動浮動上升裝置控制自動升高，從而使機體處在水平狀態(tài)，保證了耕作部件的正常耕作，同時也保證了機器行走的穩(wěn)定性，不致引起側(cè)翻。該茶園管理機主要用于耕作，可配套針式仿生耕作機具、臥式旋耕機具。

該機對地形、土質(zhì)、氣候、茶園管理等條件有較好的適應(yīng)性。在樹高82 cm、蓬面寬152 cm、茶蓬間距28 cm左右、橫向坡度在0～30°的茶園都可以正常作業(yè)。該機使用功率僅2.9 kW（4馬力）的柴油機，機體整體質(zhì)量較輕，操作方便，勞動強度低，可在各種復(fù)雜環(huán)境下作業(yè)，適應(yīng)性強。而且即使在土壤堅硬的茶園中應(yīng)用作業(yè)效果也較理想，耕深也較淺；在土壤松軟茶園中的耕作效果更佳。

圖4小型手扶式茶園管理機

在試驗中，該機旋耕生產(chǎn)率最高可達0.9畝/h，最低為0.7畝/h。深耕作業(yè)生產(chǎn)率最高可達1.1畝/h，最低為0.3畝/h。施肥作業(yè)在旋耕作業(yè)的同時進行，施肥量可在100～220 g/min范圍調(diào)整。因此，該機的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于人工作業(yè)和一般小型機具。旋耕時的碎土率達93%，埋草覆蓋率達92.4%；深耕作業(yè)時深度達25.79 cm，有利于茶樹根系的生長；肥料在中耕除草或深松的同時深施入土，有效避免了肥料的流失和浪費；一次性高效寬幅的噴霧作業(yè)，霧化均勻，可以實現(xiàn)大面積及時有效地防治病蟲害，大大改善了人工防治效率低、勞動強度大、安全性差的狀況。

作業(yè)過程中對小型手扶式茶園管理機性能參數(shù)的測定情況見表3。

表3小型手扶式茶園管理機主要性能參數(shù)

三、茶園耕作機械的選用

茶園耕作機械的選用主要依據(jù)茶園條件、耕作類型等因素來選擇。根據(jù)茶園坡度不同推薦以下選配方案。

1.平地茶園

可選用高地隙多功能茶園管理機或低地隙多功能茶園管理機作為動力機，配套臥式旋耕機、犁鏵等進行淺耕、中耕松土、除草作業(yè)，配套立式旋耕機、針式仿生耕作機進行中耕作業(yè)，配套針式仿生耕作機、立式螺旋施肥機進行深耕施肥作業(yè)。

2.緩坡茶園

可選用低地隙多功能茶園管理機作為動力機，配套臥式旋耕機等進行淺耕、中耕松土、除草作業(yè)，配套立式旋耕機、針式仿生耕作機進行中耕作業(yè)，配套針式仿生耕作機、立式螺旋施肥機進行深耕施肥作業(yè)，配套鏈?zhǔn)介_溝施肥機、圓盤式開溝施肥機進行開溝施基肥作業(yè)。

3.陡坡茶園

可選擇手扶式茶園管理機作為動力機，配套旋耕機、針式仿生耕作機，進行淺耕、除草、中耕、施肥等作業(yè)。另外，可以選用專用的微耕機、小型深耕機等單機具進行淺耕除草、中耕施肥等作業(yè)。

上述3種機械配置方案僅為一般的推薦方案。具體的機械配置方案還要根據(jù)具體情況而定。比如，茶園面積的大小、經(jīng)濟發(fā)展水平等也是重要的選擇依據(jù)，如果茶園面積不大或初期投入較少，則可選擇小型耕作機械或低地隙多功能管理機配套耕作機具?？傊鶕?jù)實際情況選出綜合效益最優(yōu)的機具配置方案。

[1]肖宏儒，秦廣明，宋志禹.茶葉生產(chǎn)機械化發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國茶葉，2011，33(7)：8-11.

[2]肖宏儒，權(quán)啟愛.茶園作業(yè)機械化技術(shù)及裝備研究[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2012:27-29.

統(tǒng)計數(shù)據(jù)

2017年1—11月國際茶葉拍賣市場行情