國內養(yǎng)蠶機械化設施研究現狀、問題及建議

趙幫泰 葉江紅 郭曦 梅林森 得丹初 周彥君

(四川省農機研究院，四川 成都 610000)

我國蠶業(yè)有著悠久的發(fā)展歷史，是傳統(tǒng)的優(yōu)勢產業(yè)。很早以前我國就是世界蠶絲的主要生產國和出口國。在社會經濟快速發(fā)展和經濟全球化的大背景下，農業(yè)產業(yè)結構的調整不斷深入，蠶桑生產與其他經濟作物的競爭愈顯激烈。同時，工業(yè)經濟以及第三產業(yè)的發(fā)展促使農村勞動力大量輸出到城市，勞動密集型的蠶業(yè)發(fā)展總體呈現下滑之勢。當前，我國蠶桑產業(yè)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，如何提高蠶桑生產的經濟效益，關系著蠶桑產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，農村勞動力轉移就業(yè)導致人力成本不斷攀升，傳統(tǒng)蠶業(yè)急需向現代化蠶業(yè)發(fā)展。上世紀五十年代以來，基于當時的生產力水平，通過國內蠶桑機具研究人員的不懈努力，相繼研發(fā)出系列蠶桑機械設備設施,主要有桑園管理機、切桑機、噴粉器、噴霧器、稚蠶飼育聯(lián)合作業(yè)機等。但總體來說，蠶桑機械化水平發(fā)展相對滯后，無法滿足現代蠶桑業(yè)對新機具和新設備的迫切需求。加快蠶桑生產的機械化發(fā)展是現代蠶業(yè)技術體系建設的一個重要組成部分，隨著社會經濟的飛速發(fā)展,特別是近年中央提出的“農業(yè)供給側結構改革”和“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”，對農業(yè)及農業(yè)產業(yè)發(fā)展提出了新的方向與要求。作為我省的特色產業(yè)之一的蠶桑,養(yǎng)蠶機械化水平低已成為制約我國蠶業(yè)向現代化、規(guī)?；?、標準化發(fā)展的重要因素。機械化、自動化、智能化的栽桑養(yǎng)蠶設施設備的研發(fā)與應用迫在眉睫。提升蠶桑生產機械化水平，減輕養(yǎng)蠶勞動強度，提高生產效率，已經成為振興我國蠶業(yè)的當務之急。

1 我國蠶桑機械化研發(fā)回顧

蠶是低等動物，生長發(fā)育易受環(huán)境影響，機械設備和養(yǎng)蠶工藝很難融合,因此我國的養(yǎng)蠶機械在蠶業(yè)技術體系中一直是一個薄弱環(huán)節(jié)。新中國成立后，經過我國蠶業(yè)工作者不懈努力,研發(fā)了一系列桑園管理、養(yǎng)蠶、制種及蠶繭干燥的機械設備，蠶桑機械化取得一定的進展，對蠶桑生產的發(fā)展起到了重要的推動作用。如江蘇省蠶桑學會1991年出版《現代蠶桑改革機具》,集中介紹了我國研制的伐條機、采葉器、切桑機、稚蠶飼育聯(lián)合作業(yè)機、手壓蠶室噴霧器等149種蠶桑機具設備。

歸類我國的蠶桑機具主要有切桑機械、給桑機械、消毒機械、除沙機械、上蔟機械、飼育聯(lián)合作業(yè)機械。

1.1 切桑機械

小蠶軀體小，口器較為嬌弱，移動距離和對桑葉的感知距離均較小，按標準切桑葉是每日飼育小蠶的一個重要環(huán)節(jié)。隨著小蠶共育場(室) 、中小型養(yǎng)蠶合作社、大型養(yǎng)蠶公司等規(guī)模化、現代化的養(yǎng)蠶經營主體的出現，人們逐漸用更加高效方便的切桑機替代手工切桑，以期實現更高的經濟效益。

早在上世紀70年代初中國農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所就成功研制了70-2型電動切桑機，隨后我國各省市的蠶業(yè)工作者也相繼研制出了適應各自蠶區(qū)實際情況的切桑機，如浙江海寧農機研究所和海寧紅江農機廠共同研制了簡易切桑機、江蘇南通吉爾瑞工貿有限公司旗下的通海機械設備制造廠研制生產了TH-A、B、C系列切桑機、江西的樂安廣信繭絲有限公司研制生產了LG 型系列切桑機、安徽岳西縣金山農機廠研制生產了YC12型切桑機、四川省南充蠶具研究有限公司研制生產了“創(chuàng)藝”牌QSJ -40型和QSJ-80型切桑機、四川省南充上智農業(yè)機械設備有限公司研制生產了QSJ90型自動切桑機、SzQSJ-500A多功能切桑機，四川省萬馬機械制造有限公司研制生產了93QS系列切桑機。

總體講，當前市面上的切桑機按其動力方式主分為三類，分別是純手動切桑機、電動兼手動切桑機、純電動切桑機。同一臺電動切桑機通過安裝不同類型的刀片可切各個齡期所需的不同大小的桑葉，方便高效。按其切割主件的材質與構造方式又可將切桑機劃分為以下3 類: 一是早期研制生產的橡皮滾輪+活動式圓刀片，二是金屬材質型螺旋滾刀式，三是全金屬材質的單刃圓刀組+固定在刀輥上的齒形刀排組合。就目前而言，第一種切桑機市面上相對較少，主要是后兩種切桑機較為常見。

切桑機的切葉效果因生產廠家、切桑機刀片的厚薄、間隙、形狀和相對運動速度的不同而表現出一定的差異。但現有的切桑機也存在一定的問題，如切桑機容易卡葉、葉片切口不太規(guī)則、對葉片損傷大、仍存在安全隱患等。

1.2 給桑機械

目前國內研究的給桑單機較少，給桑機械化主要體現在稚蠶飼育聯(lián)合作業(yè)機上。浙江省海寧縣農機所與海寧紅江農機廠在1982共同研制了簡易給桑機，適用于3齡及以下的小蠶，該機由給桑機頭和送匾臺兩部分組成 ，給桑機頭由料斗、備用料斗、振動斜板、毛刷輪、抓齒輪、機架及調節(jié)機構組成，送匾臺由輸送鏈、機架和傳動裝置組成，采用振動斜板和毛刷輪配合進行出料。該給桑機在實際養(yǎng)蠶活動中存在一定問題，因此并未在大范圍內推廣開。

在調研過程中發(fā)現，寧南縣蠶農自行研發(fā)了一款給桑車輔助給桑，給桑車結構較為簡單，能在一定程度上方便人工操作，但提高的給桑效率十分有限。如圖一。

圖1 簡易給桑車

1.3 消毒機械

消毒是防治蠶病的重要措施，在養(yǎng)蠶的各個階段根據消毒范圍、消毒對象和劑型的不同，可分為噴霧消毒、浸漬消毒、熏煙消毒和撒粉消毒,對應有不同的機具輔助蠶農消毒。其中，噴霧消毒的機具最為常見，蠶農常采用背負式小型手動或電動噴霧器對桑葉和蠶房環(huán)境進行消毒。浸漬和熏煙消毒一般無機具設備介入，而撒粉消毒也以手工拋撒( 包括紗布袋、竹篩抖撒)為主。近年來，各地蠶業(yè)機械研究人員也陸續(xù)研制了一些噴粉消毒機。

2012年，中國農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所和江蘇科技大學共同研制了一種便攜式的蠶座消毒噴粉機。四川省農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所與南充市桃園生物化學研究開發(fā)有限公司在2015年共同研制了CYS-PFJ01型便攜式蠶用電動噴粉消毒機。這兩款噴粉消毒機均采用的是電機驅動離心風機，氣力噴粉原理。四川省農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所及國家蠶桑體系機械與設施功能研究室研制開發(fā)了CYJX-SFJ型自走式撒粉消毒機。通過傳動系統(tǒng)帶動滑輪沿軌道前進，同時帶動撒粉滾筒轉動，石灰粉從梳齒狀空隙處勻速落下，從而完成撒粉作業(yè)。

手持式噴粉消毒機具有操作靈活方便，能適應各種蠶房環(huán)境的優(yōu)點，但長時間使用會耗費人較多的體力，較強的電機振動也會對使用者的健康產生一定危害。自走式噴粉消毒機容量大，操作簡單輕松，只適宜于規(guī)?；笮Q蠶臺育和地蠶育的撒粉消毒，對蠶房、蠶臺有一定要求。

1.4 除沙機械

除沙可以將蠶座上的蠶糞、殘桑、褪下的皮等雜物除掉，以便保持蠶座的清潔和干燥，為蠶兒提供一個健康的環(huán)境，減少蠶病的發(fā)生。各地除沙的時間和次數不盡相同，一般來說，每一眠期至少需要除一次，實際生產中基本都會采用蠶網除沙法。蠶網法并不能百分百的將蠶與蠶沙分離，會有部分的蠶留在蠶網下，需要人工進行干涉，再加上蠶沙的構成較為復雜，這都增加了開發(fā)除沙機械的難度。目前，基本都是人工利用蠶網進行除沙工作，少有機械設備的輔助。

1.5 上蔟機械

過去,蠶上蔟基本上使用草籠/竹簽等簡易蔟具，無專門的機械化設備?，F在大力推行紙板方格蔟，常用人工拾取法、自動上蔟法、振落上蔟法等三種上蔟方法。我省近年主要推廣使用的是紙板方格蔟自動上蔟法，在自動上蔟環(huán)節(jié)，目前應用較廣泛的主要有承架式和懸架式兩種裝置，懸架式比承架式更加方便靈活，具有更大的技術拓展空間和多用途功能,將是未來的發(fā)展方向。一般的懸架式蠶自動上蔟裝置由橫梁、鋼絲繩索、蔟架等組成，目前主要有手動螺旋式方格蔟自動上蔟、電動平吊式方格蔟自動上蔟、葫蘆吊上蔟等，這些裝置結構相對簡單，在生產上比較實用，能不同程度地提高上蔟工效，但自動化程度不高，仍需要人工輔助操作。

1.6 飼育聯(lián)合作業(yè)機械

飼育聯(lián)合作業(yè)機械能更大限度的減少勞動力投入，真正實現養(yǎng)蠶的自動化。中國蠶業(yè)研究所在1986年研制的PY80型稚蠶飼育聯(lián)合作業(yè)機是我國自行設計的第一臺機械化蠶臺，在電器控制上對送葉、切桑、給桑等既能分項作業(yè)又能聯(lián)合自動作業(yè)。

由湖北省武漢市江夏區(qū)蓮花龜鱉蛇研究所在2007年研制的多功能蠶具,集蠶蔟、蠶匾、蠶網、蠶架功能于一體,并能自動除沙、自動上蔟、快速采繭,實現省力化、高密度、立體養(yǎng)蠶。2013年由國家蠶桑產業(yè)技術體系設施與機械研究室、南充蠶具研究有限公司、四川蠶業(yè)研究所合作研制了智能型自動化稚蠶飼育機，整機采用封閉式雙螺旋結構，設置有消毒撒粉機、自動給桑機和除沙平臺，智能化調節(jié)溫度、濕度，使蠶能在適宜的環(huán)境下生長。2015年柳州市自動化科學研究所研發(fā)了小蠶共育自動喂蠶機，該機由進料機構、解疊機構、喂葉機構、堆疊機構和出料機構組成。從進料、解疊、喂葉、堆疊到出料整個過程實現了機械化、自動化、省力化。

飼育聯(lián)合作業(yè)機械在實際運用中還存在造價成本較高、設備與養(yǎng)蠶工藝融合不理想等問題，因此在養(yǎng)蠶生產中尚沒有進行大規(guī)模的推廣。

2 蠶桑機械化研究與推廣面臨的問題

2.1 養(yǎng)蠶機械的研究缺少專門的機構與經費支持

由于栽桑養(yǎng)蠶產業(yè)鏈條長，過去基本上是千家萬戶養(yǎng)蠶，規(guī)?；?、組織化程度低，養(yǎng)蠶方式上以人工自然為主，總體效益不高，養(yǎng)蠶機械的研究長期處于滯后狀態(tài)，雖然有專業(yè)的蠶?？蒲袡C構，但它們的工作側重點不在養(yǎng)蠶機械上，專業(yè)人才基本沒有。同時，養(yǎng)蠶機械的研究需要大量的資金支持，由于多種原因，養(yǎng)蠶機械的研究經費基本上沒有保障，即使有研究、有樣機，但單機成本太高，大大影響了該項工作的推進。

2.2 多環(huán)節(jié)工藝的特殊性影響綜合型養(yǎng)蠶機械的研發(fā)

目前，貯桑這一環(huán)節(jié)國內機械化的設施設備還是空白，貯存方法還處于較為原始的狀態(tài)，該環(huán)節(jié)的機械化有很大的發(fā)展空間。同時養(yǎng)蠶涉及消毒、切桑、給桑、除沙、上蔟、采繭等，每個環(huán)節(jié)對機械的要求不一樣，大小蠶也不在一個養(yǎng)蠶房內，對研發(fā)綜合型的養(yǎng)蠶機械提出了較高的要求。

2.3 從業(yè)者結構與素質影響?zhàn)B蠶機械的推廣應用

養(yǎng)蠶不僅工序多、時間長、操作復雜，還對從業(yè)人員的技術和經驗要求高，近年來，我國人口老齡化的問題日益凸顯，青壯勞動力呈現逐漸減少的態(tài)勢。隨著我國城市化的進程，農村勞動力不斷往城鎮(zhèn)轉移，許多新生代農民工進城后一般都不再愿意返鄉(xiāng)務農，進一步加重了農村人口老齡化程度，目前在農村養(yǎng)蠶的基本上都是50歲以上的中老年人群，如果使用省力化、自動化的養(yǎng)蠶機械，能更好地降低勞動強度，提高養(yǎng)蠶工效，但另一方面，中老年人文化程度不高，接受新鮮事物的能力弱，對操作現代化的機械機具有難度，限制了養(yǎng)蠶機械的推廣應用。

3 建議與展望

3.1 建議

傳統(tǒng)的栽桑養(yǎng)蠶一直都是勞動密集型產業(yè)，在人力資源縮減的大形勢下，農村人力成本增高，導致蠶農和蠶桑企業(yè)增產不增效，用機械化設備設施替代生產環(huán)節(jié)中的手工操作，為蠶桑產業(yè)實現大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展找到出口。

3.1.1 養(yǎng)蠶機械和養(yǎng)蠶工藝相互融合。一方面，只有養(yǎng)蠶設施設備與養(yǎng)蠶工藝融合發(fā)展，研發(fā)出來的成果在實際生產活動中才具有實用意義，才有更廣闊的應用平臺。另一方面，蠶桑生產環(huán)節(jié)多且復雜，在實際研發(fā)過程中，若能保證養(yǎng)蠶效果的，經權衡后可不用照搬傳統(tǒng)的工藝，對養(yǎng)蠶工藝進行適當的改良，促進養(yǎng)蠶機械和養(yǎng)蠶工藝相互融合，加快養(yǎng)蠶機械化的發(fā)展。

3.1.2 改變現有研發(fā)與推廣模式。盡管在國內蠶業(yè)科技人員的努力下，有許多養(yǎng)蠶機具、設備設施涌現，但幾乎都難以在大范圍推廣。究其原因，大部分都是因為這些設備設施的成本太高。目前我國主要的養(yǎng)蠶模式還是以家庭聯(lián)產承包責任制的小規(guī)模養(yǎng)蠶模式，經濟實力的限制使他們即便是有購機補貼的情況下也很難有能力購置這些設備。可以采用政府出資修建或大力度補貼標準化養(yǎng)蠶工廠、相關配套的養(yǎng)蠶設備設施，由蠶農來經營，這樣的模式能大大促進養(yǎng)蠶機械化的推廣和落地。政府可鼓勵個人、合作社和企業(yè)發(fā)展適度規(guī)模和大規(guī)模工廠化養(yǎng)蠶，集中人力和物力，合理調配，使得資源優(yōu)化配置，才能實現更高的經濟效益。

3.1.3 防范風險，建立保障機制。養(yǎng)蠶過程中存在的多種風險打擊了蠶桑從業(yè)人員的積極性，利用養(yǎng)蠶機械實現更大規(guī)模的養(yǎng)殖，養(yǎng)蠶風險問題也隨之突顯。減小風險，建立基本的養(yǎng)蠶保障制度，對于促進蠶業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展有著巨大的作用。借助相關系統(tǒng)設備對蠶進行實時監(jiān)控、突發(fā)情況預警，幫助蠶農盡早地發(fā)現問題，以便降低養(yǎng)蠶風險。同時也可聯(lián)合保險公司，探索養(yǎng)蠶保險，以每期蠶的一個飼養(yǎng)周期為保險期限，當蠶因為蠶病、農藥、煤氣、火災、爆炸等造成的死亡，保險公司進行賠付，以便保障蠶農的基本利益，保護其養(yǎng)蠶的積極性。

3.2 展望

隨著科技的進步，養(yǎng)蠶機械設施設備結合大數據和移動物聯(lián)網達到智慧養(yǎng)蠶，可實現事前產量預測、事中生產控制、事后統(tǒng)計分析總結。實時采集并反饋蠶房、蠶兒數據，智能控制蠶房環(huán)境，可以縮短養(yǎng)蠶周期、提高桑葉利用率和減少蠶病發(fā)生的概率等。新型的蠶農通過手機APP就可以隨時了解到蠶房、蠶兒、儲存桑葉的情況，平時蠶房內的養(yǎng)蠶設備設施自動運轉，實現自動切桑、給桑、消毒、除沙、上蔟等。養(yǎng)蠶設備上的傳感器一旦監(jiān)測到異常情況，可通過APP發(fā)出警報，蠶農可通過手機遠程控制蠶房內的機械設備設施及時進行處理。一般情況下養(yǎng)蠶系統(tǒng)可智能化運行，遇到緊急或者不懂的情況，可以在APP內查詢資料或直接咨詢在線的養(yǎng)蠶專家。智慧養(yǎng)蠶系統(tǒng)降低了養(yǎng)蠶人員的技術門檻，節(jié)約了新型蠶農的養(yǎng)蠶成本，有利于更多年輕勞動力轉入蠶桑業(yè)。也可以通過APP對蠶農進行直播或錄播的網絡培訓，讓他們學習智慧養(yǎng)蠶系統(tǒng)的操作、養(yǎng)蠶應急處理方法等各方面的知識。未來的智慧養(yǎng)蠶系統(tǒng)，有利于打破當前限制蠶桑產業(yè)發(fā)展的桎梏。盡管近幾十年來，養(yǎng)蠶機械化取得了一定的進步，但是離真正實現蠶桑業(yè)的現代化、集約化、智能化還有很長的一段距離，要實現上述描繪的智慧養(yǎng)蠶藍圖，還需要蠶?？萍紡臉I(yè)人員持續(xù)的攻堅發(fā)力，潛心研究。