煙葉小培土專(zhuān)用工具的研究設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果

張麗 林小宇 鐘平展 李曉飛 許仕歡 張君

摘 要 傳統(tǒng)小培土工具雖能滿(mǎn)足煙葉培土的基本要求，但其使用效率較低，難以滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)需求。以廣東省梅州市蕉嶺縣廣福鎮(zhèn)煙葉種植區(qū)為試驗(yàn)地，調(diào)研當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)對(duì)煙葉小培土作業(yè)的需求，并基于需求提出了一種長(zhǎng)柄式煙葉小培土專(zhuān)用工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方案，從設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)結(jié)果3方面對(duì)煙葉小培土專(zhuān)用工具進(jìn)行了介紹，并在廣福鎮(zhèn)煙區(qū)的石峰村、廣育村、大壩村3個(gè)村莊內(nèi)設(shè)試驗(yàn)地測(cè)試煙葉小培土專(zhuān)用工具的應(yīng)用效果，證實(shí)煙葉小培土專(zhuān)用工具作業(yè)時(shí)每667 m2平均耗時(shí)為

57 min，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)作業(yè)方式，值得進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 煙葉；小培土；專(zhuān)用工具；廣東省蕉嶺縣廣福鎮(zhèn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S572；S233.75 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.066

小培土是煙葉種植中的重要環(huán)節(jié)，其對(duì)煙株生長(zhǎng)和煙葉品質(zhì)有明顯影響。在煙葉種植過(guò)程中，種植主體雖能根據(jù)需要選擇和使用適宜的小培土方式進(jìn)行作業(yè)，但作業(yè)效率普遍較低，不僅影響了煙葉的種植情況，也影響了煙農(nóng)種植煙葉的積極性。因此，為提高小培土作業(yè)成效與煙葉種植的綜合效益，須設(shè)計(jì)出更有效的小培土專(zhuān)用工具。

1 煙葉小培土專(zhuān)用工具設(shè)計(jì)意義

1.1 小培土是促進(jìn)煙苗生長(zhǎng)的重要活動(dòng)

煙葉小培土指的是當(dāng)煙苗進(jìn)入團(tuán)棵期（移栽后20～25 d）時(shí)進(jìn)行的培土作業(yè)[1]。通過(guò)小培土作業(yè)，既可以增加煙苗生長(zhǎng)土壤中肥沃土層的厚度，防旱保墑和排水防澇，又可以有效防止煙葉倒伏，減輕雜草對(duì)煙苗生長(zhǎng)的不利影響[2-3]。

1.2 煙農(nóng)對(duì)輕便、高效的小培土工具需求強(qiáng)烈

通過(guò)對(duì)廣東省梅州市蕉嶺縣廣福鎮(zhèn)的35戶(hù)煙農(nóng)進(jìn)行關(guān)于小培土作業(yè)情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，83%的煙農(nóng)表示種植中小培土作業(yè)環(huán)節(jié)最費(fèi)時(shí)費(fèi)力，14%的煙農(nóng)表示打頂抹杈環(huán)節(jié)最費(fèi)時(shí)費(fèi)力，3%的煙農(nóng)表示抑芽環(huán)節(jié)最費(fèi)時(shí)費(fèi)力；74%的煙農(nóng)表示最需要小培土工具，17%的煙農(nóng)表示最需要大培土工具，9%的煙農(nóng)表示最需要移栽機(jī)。調(diào)查結(jié)果表明，小培土是影響煙農(nóng)煙葉種植效率和效果的重要因素，小培土工具是大部分煙農(nóng)迫切需要的種植工具。

1.3 傳統(tǒng)小培土作業(yè)效果欠佳

傳統(tǒng)的煙葉小培土作業(yè)主要采用人工徒手作業(yè)，作業(yè)過(guò)程見(jiàn)圖1。在傳統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中，作業(yè)人員需用雙手將煙株周?chē)寥罃n至煙株基部，極易造成手部受傷[4]。同時(shí)，作業(yè)過(guò)程中還需頻繁蹲起，勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低，易造成人體關(guān)節(jié)勞損[5]。

2 煙葉小培土專(zhuān)用工具的設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

由表1可知，使用傳統(tǒng)人工徒手作業(yè)方法的每667 m2作業(yè)耗時(shí)均大于200 min，且僅有鐵坑村的作業(yè)耗時(shí)低于300 min，大壩村、石峰村、廣育村每667 m2

作業(yè)耗時(shí)均大于350 min?；诖?，本項(xiàng)目組為提高煙葉小培土作業(yè)的效率，以設(shè)計(jì)出一種將每667 m2平均作業(yè)耗時(shí)控制在200 min以?xún)?nèi)的工具為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

2.2.1 確定工具類(lèi)型

在設(shè)計(jì)初期，經(jīng)過(guò)梳理發(fā)現(xiàn)，可供選擇的小培土作業(yè)方式主要有傳統(tǒng)作業(yè)方式、長(zhǎng)柄工具作業(yè)方式和滑板工具作業(yè)方式。其中，傳統(tǒng)作業(yè)方式是由作業(yè)人員隨意選擇能將土移至煙苗周?chē)墓ぞ?，無(wú)固定工具；長(zhǎng)柄工具是借鑒鋤頭的原理制作的工具；滑板工具是借鑒秧馬旱地行船的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制作的工具。這3種工具類(lèi)型對(duì)應(yīng)的主要過(guò)程及耗時(shí)情況見(jiàn)表2。

由表2可知，使用長(zhǎng)柄工具作業(yè)時(shí)可免去傳統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中下蹲及起身2個(gè)動(dòng)作，能有效減少種植人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短勞動(dòng)時(shí)間。使用長(zhǎng)柄工具后，預(yù)計(jì)一個(gè)培土動(dòng)作周期耗時(shí)8 s，而每667 m2煙田的煙株數(shù)是1 100株，通過(guò)計(jì)算，每667 m2平均作業(yè)預(yù)計(jì)耗時(shí)t=8×1 100=8 800 s≈147 min＜200 min。使用滑板工具作業(yè)時(shí)可免去傳統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中站立、下蹲、起身3個(gè)動(dòng)作，能有效減少種植人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短勞動(dòng)時(shí)間。使用滑板工具后，預(yù)計(jì)一個(gè)培土動(dòng)作周期耗時(shí)8.5 s，每667 m2煙田的煙株數(shù)是1 100株，通過(guò)計(jì)算，每667 m2平均作業(yè)預(yù)計(jì)耗時(shí)t=8.5×1 100=6 600 s≈

156 min＜200 min。綜上所述，使用長(zhǎng)柄工具和滑板工具作業(yè)方式的作業(yè)效率均高于傳統(tǒng)作業(yè)方式，且長(zhǎng)柄工具作業(yè)方式的作業(yè)效率更高。

同時(shí)，2021年3月23—25日，在廣福鎮(zhèn)大壩村、石峰村、廣育村進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)柄工具單一培土動(dòng)作耗時(shí)5.20 s，滑板工具單一培土動(dòng)作耗時(shí)8.37 s。且長(zhǎng)柄工具可在多種天氣和地形條件下使用，而滑板工具則不能在雨天及壟間積水、松軟，或地形起伏不平的條件下使用。因此，本次研究選擇長(zhǎng)柄類(lèi)工具。

2.2.2 工具主要部件的設(shè)計(jì)

以勞作便利、作業(yè)高效、適合山區(qū)作業(yè)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，筆者將整體的工具設(shè)計(jì)細(xì)化具體的技術(shù)需求（見(jiàn)表3）。其中，設(shè)計(jì)結(jié)果是按照技術(shù)需求最終確定的部件的實(shí)際結(jié)果。

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)果

按照設(shè)計(jì)需求及設(shè)計(jì)目標(biāo)，最終煙葉小培土專(zhuān)用工具如圖2所示。

注：1—手柄；2—擺桿；3—轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)；4—釘耙。

3 煙葉小培土專(zhuān)用工具的應(yīng)用方法及效果

3.1 應(yīng)用方法

煙葉小培土專(zhuān)用工具的實(shí)際應(yīng)用流程如圖3所示。在使用時(shí)，先將伸縮桿調(diào)節(jié)至合適的高度，然后在煙株前站立，張開(kāi)小培土工具，將耙齒沿?zé)熤陜蓚?cè)對(duì)稱(chēng)插入，避免戳傷葉面，然后輕合擺桿，將煙株周?chē)寥罃n到煙株基部，拔出工具后移動(dòng)至下一株煙株，完成單個(gè)小培土動(dòng)作，依次循環(huán)。

3.2 應(yīng)用效果

為驗(yàn)證煙葉小培土專(zhuān)用工具的應(yīng)用效果，分別在2022年1月27日和2022年1月28日，在廣福鎮(zhèn)煙區(qū)的石峰村、廣育村、大壩村3個(gè)村莊內(nèi)分別選擇兩塊煙葉種植地進(jìn)行作業(yè)測(cè)試。由表4可知，煙葉小培土專(zhuān)用工具的作業(yè)每667 m2平均耗時(shí)為57 min，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)作業(yè)方式的每667 m2平均耗時(shí)及設(shè)計(jì)前制定的每667 m2平均耗時(shí)200 min的目標(biāo)值，說(shuō)明煙葉小培土專(zhuān)用工具的應(yīng)用能有效提高煙葉小培土的作業(yè)效率，節(jié)省作業(yè)時(shí)間，且該工具的應(yīng)用也極大地降低了種植人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，可在煙葉種植區(qū)開(kāi)展進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任雅萍，李瑩，詹昌峰，等.不同培土方式對(duì)煙葉化學(xué)成分、中性香氣物質(zhì)和物理特性的影響[J].延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2020，42（3）：47-52.

[2] 殷壽安，林選知，區(qū)煥財(cái)，等.煙葉中耕培土及機(jī)械化作業(yè)技術(shù)分析[J].湖南農(nóng)機(jī)，2012，39（11）：

30-32.

[3] 任丹，牟子蛟，張亞楠.土壤條件對(duì)烤煙種植作用的研究[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2021（5）：63-64.

[4] 李堂慧.探析土壤條件對(duì)烤煙生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響[J].種子科技，2019，37（4）：47-48.

[5] 胡麗濤，楊通華，岑小紅，等.揭膜培土對(duì)煙株生長(zhǎng)和煙葉品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，

39（19）：11449-11450.

（責(zé)任編輯：張春雨）