葡萄清土機械化技術的調研與思考

○農業(yè)農村部農業(yè)機械化總站 楊 瑤 李丹陽 陳興和 吳傳云

國外主要葡萄產地如法國波爾多、意大利托斯卡納、美國加州等，冬季氣候較為溫暖、濕潤，不需要埋藤處理，只需適當采取保溫、保濕措施，就能保證當地釀酒葡萄越冬，因此國外沒有對葡萄清土起藤作業(yè)的需求，進而幾乎沒有相應的作業(yè)機具研究。

我國北方地區(qū)冬季氣候干燥、寒冷，為防止葡萄藤風干、凍傷，目前普遍采取將修剪后的葡萄藤放倒用土覆蓋保護越冬，到春季清土將葡萄起藤上架的方式進行管理。但是，葡萄清土工作量大、時間緊，如果葡萄藤在土壤中發(fā)芽后再起藤，在起藤過程中容易對葡萄嫩芽造成傷害。目前，葡萄清土起藤多采用人工完成，勞動強度大，作業(yè)效率低、生產成本高，僅春季清土上架環(huán)節(jié)的勞動力成本就占葡萄生產管理總成本的1/5 左右，急需機械清土作業(yè)。

一、我國葡萄清土機械化現狀

國內對葡萄清土機械的研究較多，有大學、科研單位、農機企業(yè)和農戶個人，主要有中國農業(yè)大學、新疆農業(yè)大學、甘肅農業(yè)大學、中國農業(yè)科學研究院果樹研究所、寧夏大學、江蘇大學、河北科技示范學院、寧夏工商職業(yè)技術學院、中國農業(yè)機械化科學研究院、寧夏農林科學院、寧夏智源農業(yè)裝備有限公司、山東省高密市益豐機械有限公司、寧夏玉生機械制造有限公司等。國內葡萄清土機種類也較多，按照清土裝置的安裝位置可分為前置式和后置式；按照工作方式可以分為單邊式、雙邊式；按照機具作業(yè)位置可以分為壟上作業(yè)和壟行作業(yè)；按照清土裝置的工作原理可以分為往復（刮板）式、回轉（葉輪或刷子）式、絞龍式、鏈鏟式等；按照清土裝置是否與土壤接觸可以分為接觸式和非接觸式；此外還有帶自動避障功能的機械；針對埋藤時鋪設防寒布生產模式有帶有防寒布回收功能的。

二、現場調研了解的情況

2022 年3月，農業(yè)農村部農業(yè)機械化總站經作機械處與農業(yè)農村部林果業(yè)全程機械化專家組共同參加了國家葡萄產業(yè)技術體系、房山區(qū)葡萄種植及葡萄酒產業(yè)促進中心在房山區(qū)城關街道八十畝地村舉辦的葡萄清土起藤機械化技術作業(yè)現場會。在現場會上，由國家葡萄產業(yè)技術體系機械化研究室、中國農業(yè)大學工學院和河北雙天機械制造有限公司聯合研制的3QT-55 型葡萄藤刷子清土機進行現場作業(yè)演示。

清土機作業(yè)

該機具結構是，清土部件為尼龍刷，刷子直徑550mm，共11 片，轉速為400～500r/min，安裝在拖拉機后方右側偏置，壟行單邊作業(yè)，清土部件與土壤直接接觸，不帶避障功能，沒有防寒布回收，配套動力不小于30 馬力，現場演示時配套東方紅ME504 拖拉機，葡萄行距應大于2.5m，適用于沙土或沙壤土。

該機具的作業(yè)原理是，清土作業(yè)時，拖拉機牽引清土機前進，同時通過動力輸出裝置（PTO）將動力傳給變速箱，由變速箱輸出軸將動力經二級皮帶傳動傳給清土部件尼龍刷，刷子逆時針旋轉將葡萄藤上覆蓋的右側一半的土掃到兩行之間的空地上。一側清土結束掉頭繼續(xù)清除葡萄藤另一側的土，清土作業(yè)過程中基本沒有揚塵。葡萄藤暴露不多，大部分仍埋在土里。隨著氣溫逐漸回升，葡萄藤萌芽，如果出現倒春寒天氣，有余土的覆蓋可以保溫護芽。到天氣徹底回暖后，人工將葡萄藤從土中拉出，捆綁固定在籬架第一層。之后清土機進行第二次清土作業(yè)，將剩余覆土清掃到兩行間。

從現場作業(yè)情況來看，一是機械作業(yè)效率高、損傷率低。該機具作業(yè)效率為3km/h，按現場會的釀酒葡萄園種植模式約為5 畝/h，人工作業(yè)效率為300m/天、約為0.5 畝/天，按一天工作8 小時計算，清土機的作業(yè)效率是人工的80 倍?，F場機械作業(yè)沒有出現葡萄藤損傷情況，而人工用鐵锨清土，藤條損傷率遠高于機械刷式清土。二是機械作業(yè)成本遠低于人工作業(yè)。清土機尼龍刷為易損件，使用壽命為20～30 畝，尼龍刷共安裝11 片，每次只需要更換底部的3～4 片，每片刷絲30 元，易損件成本為4.2 元/畝，加上機手工資及油耗，機械作業(yè)成本約200 元/畝。如果人工清土，目前市場價為人工費0.7 元/米，合計人工成本為420 元/畝。

清土作業(yè)后的覆土壟形

三、思考及建議

1.葡萄清土機需進一步改進優(yōu)化。

（1）優(yōu)先推廣帶自動避障功能的葡萄清土機?，F場作業(yè)的機具不帶避障功能，需要機手作業(yè)時兼顧拖拉機前進方向和拖拉機后方清土和避障，存在一定安全隱患。有條件的地區(qū)應優(yōu)先推廣帶自動避障功能的，大面積葡萄園作業(yè)可以考慮智能輔助駕駛以減輕機手勞動強度，確保作業(yè)安全。

（2）優(yōu)化設計提高清土率，減輕起藤工作量。現場作業(yè)發(fā)現，清土結束后覆土壟頂寬約15cm，壟底寬約15～20cm，高度基本不變，清土率約60%，覆土殘留率約40%左右，余土較多，若讓成年女性試著把藤拉出來沒有成功，將來起藤時還是需要人工再去除一部分土才能盡量不傷嫩芽地將藤取出。建議優(yōu)化機具設計，可以考慮增大尼龍刷上片直徑、形成倒錐形，提高清土率。另外，還可以考慮在尼龍刷上前方增加剛性刮板先清走一部分土，減輕尼龍刷清土量以減少尼龍刷磨損，降低作業(yè)成本。

（3）加大葡萄清土機試驗示范力度。國內現有的清土機清土部件有剛性材料的，清土率高但損傷率也高；有氣吹或氣吸非接觸式的機具，損傷率低、結構復雜、容易損壞且產生揚塵污染；有帶回收防寒布功能的機具，清土率高、損傷率低，但要求在埋藤時就要鋪上防寒布，并且由于防寒布透氣性差，會出現悶芽損傷情況。建議加快推進農機農藝融合，加大葡萄清土機試驗示范力度，遴選總結適宜不同地區(qū)的葡萄清土機型和標準化機械化生產模式。

2.需制修訂葡萄清土機相關標準。目前葡萄清土機有2 個團體標準和1 個專項鑒定大綱，對相關性能指標要求不一致。T/NXJX 001-2020 《接觸式葡萄清土機》要求清土率≥50%，T/CAMDA 10-2020《葡萄刷式清土機》要求覆土殘留率≤20%，專項鑒定大綱DG64/Z 001-2020《葡萄起藤機》要求清土率≥45%，相互差異較大。另外，T/NXJX 001-2020 《接觸式葡萄清土機》要求斷藤數為0，單位長度損傷點≤1 個/m；T/CAMDA 10-2020《葡萄刷式清土機》要求葡萄藤損傷率≤10%；專項鑒定大綱DG64/Z 001-2020《葡萄起藤機》沒有損傷率指標。因此，需要制修訂相關標準和大綱，統(tǒng)一要求并進行試驗驗證。