丘陵地區(qū)矮化油樟枝葉機械化集成收集技術(shù)初探

胡曉陽

宜賓市農(nóng)業(yè)科學院，四川宜賓

1 矮化油樟產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

油樟枝葉的收集通常需要樟農(nóng)上樹收集，因每年采取爬樹砍枝收集枝葉導致樟農(nóng)從樹上跌落摔傷甚至死亡的現(xiàn)象時有發(fā)生，給樟農(nóng)生命安全帶來了極大隱患。因此，發(fā)展丘陵地區(qū)油樟矮化技術(shù)，實現(xiàn)機械化收獲迫在眉睫。

為解決上述問題，改變油樟落后的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)油樟產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，宜賓市林竹產(chǎn)業(yè)研究院對油樟栽植技術(shù)進行了長期的探索和研究，提出了丘陵地區(qū)矮化油樟林枝葉一體化集成技術(shù)方案，有效地解決了油樟傳統(tǒng)種植造林模式存在的技術(shù)問題，打破了傳統(tǒng)造林季節(jié)的約束，提高了油樟成林速度。而矮化油樟適宜于機械采收枝葉，能減少人工成本，該技術(shù)培育的種苗密植后可實現(xiàn)樟葉早產(chǎn)和豐產(chǎn)，顯著提高了油樟產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益。

2 矮化油樟枝葉機械化集成收集技術(shù)特點

1）優(yōu)良的行走通過能力。該機械在駕駛?cè)藛T的操作下，可以在30°以下坡度直線行走。

2）高效收集枝葉。采用枝葉扶持技術(shù)和特殊的組合刀組，配合整機的行進速度，可快速有效地完成油樟枝葉的收集。

3）較好的橫向穩(wěn)定性。由于丘陵地區(qū)地形限制，會出現(xiàn)一定的橫向坡度，這就要求整機的工作重心和行走重心不能過高，履帶式行走機構(gòu)具有較好的橫向穩(wěn)定性。

4）較高的集成化程度。能完成油樟枝葉輸送、粉碎、裝箱、轉(zhuǎn)運等，最大程度地降低了油樟枝葉損失率。

3 矮化油樟枝葉機械化集成技術(shù)路線

矮化油樟枝葉機械化集成收集技術(shù)路線圖，如圖1所示。

圖1 矮化油樟枝葉機械化集成收集技術(shù)路線圖

4 矮化油樟枝葉機械化集成收集關(guān)鍵技術(shù)

矮化油樟生長的基本特征是年生長新枝芽葉，初成桿徑較為柔軟，纖維比較細嫩，易被切斷，被切割處桿徑最粗約1.5～2.0 cm，收集長度為150～200 cm。根據(jù)矮化油樟的生長特性和地方產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展及收集需求，該集成收集技術(shù)有以下幾個技術(shù)關(guān)鍵需要解決。

4.1 矮化油樟標準化和規(guī)范化種植

為保證種植技術(shù)與機械化收集相融合，根據(jù)丘陵地區(qū)矮化油樟的種植要求，應采用機械深翻整地，整地深度50～60 cm。按照規(guī)劃的株行距、配置方式，坡地沿等高線環(huán)山筑水平臺，臺面寬度≥2 m，臺面內(nèi)側(cè)修建排水溝，排水溝深度30 cm、寬度40 cm。每一種植帶間距2.5～3.0 m寬度開廂，開廂后順同一方向深翻土壤并作壟，寬度80～120 cm，高度30 cm。在種植帶之間設置機械化采收生產(chǎn)道路，道路寬1.5～2.0 m。

宜賓林竹產(chǎn)業(yè)研究院已經(jīng)基本解決了矮化油樟標準化種植技術(shù)（如圖2所示）。目前，按壟寬70～80 cm、壟高30 cm、株行距0.5×0.3 m的標準進行種植。整體生長高度控制在1.5～2.0 m，每年根據(jù)實際生長情況可收集枝葉1次以上。收集留茬再生高度允許在50 cm左右。

圖2 矮化油樟標準化種植圖

4.2 矮化油樟機械化集成收集技術(shù)主要參數(shù)

根據(jù)丘陵地區(qū)地形地貌和機械化集成收集技術(shù)要求確定主要的基本參數(shù)。

行走模式：自走式履帶；動力：22.1～36.8 kW；收割幅度：0.8～1.0 m；工作速度：3～8 km/h；喂入量：15～25 kg/s；整機質(zhì)量：800 kg以內(nèi)；整體尺寸要求：緊湊、便于作業(yè)，轉(zhuǎn)彎半徑不大于2.0 m。

4.3 枝葉收集扶持機構(gòu)設計

該機構(gòu)設計的可靠性可保證矮化油樟枝葉在被收集時不會產(chǎn)生退讓動作，能夠使收割部件可以較為準確地在設定的高度進行收集，同時，可以確保矮化油樟枝葉在收集的過程中被順利地送進輸送機構(gòu)?？山梃b全喂入式油菜收獲機械和全喂入式小麥收獲機械的相關(guān)技術(shù)（撥禾輪）結(jié)構(gòu)，進行對應的技術(shù)改進。

4.4 復合式收割機構(gòu)的設計

由于矮化油樟枝葉長度可達1.5 m左右，輸送時容易發(fā)生堵塞，從而引起相應連鎖反應，造成不必要的故障，嚴重時甚至損壞零部件。為此，有必要在枝葉進入輸送前進行復合式的切割?；驹O計思路是至少需要兩排刀組一上一下、一前一后布置聯(lián)合刀組，如果仍存在因枝葉長度引起的有效輸送問題，可以增加更多的刀組。

4.5 夾持輸送機構(gòu)的設計

油樟枝條具有一定的硬韌性，纖維較粗，不同于糧食、油菜、小麥、高粱、包谷等農(nóng)作物根莖，在輸送過程中如果處于自然狀態(tài)輸送，產(chǎn)生堵塞的概率較大，影響整機工作。為解決這個技術(shù)問題，需要把輸送分為兩個部分進行設計。一是枝葉輸送前的準備，主要功能是把切割斷的枝葉進行收攏，完成輸送前的準備。二是枝葉的輸送，被初步剪短的枝葉將被送進夾持輸送鏈，之后再被輸送進粉碎機構(gòu)進行再次切碎，使長度在5 cm左右的枝條數(shù)量達到80%以上。此環(huán)節(jié)解決的關(guān)鍵技術(shù)是在不發(fā)生擁堵的前提下，把較硬的枝葉順暢有效地輸送進二次切碎機構(gòu)，并切碎到要求的長度。

4.6 履帶式行走系統(tǒng)的設計

該設計在基于南方丘陵地區(qū)的地形特殊性的同時兼顧土地的利用率，采用騎壟式工作模式，類似于全喂入式水稻、油菜聯(lián)合收割機的工作情況，但輪式行走機械雨天附著力較差，容易打滑，其安全性和可轉(zhuǎn)移性也較弱于履帶式行走系統(tǒng)。由于矮化油樟是栽植在30 cm的壟上面，成林后的收割高度為50 cm，因此要求騎壟式油樟林葉機械底盤的高度要大于80 cm。履帶式行走系統(tǒng)的設計需要根據(jù)整機設計布置來進行。設計高度有兩種方式——固定底盤高度設計和可調(diào)式高度底盤設計，具體設計參數(shù)應根據(jù)用戶的要求進行選擇。履帶式行走系統(tǒng)左右離合轉(zhuǎn)向，可原地轉(zhuǎn)向，在農(nóng)業(yè)工程應用上是有很好的技術(shù)優(yōu)勢，彌補矮化油樟枝葉收集過程中出現(xiàn)的作業(yè)道路空間不足問題。