橡膠園機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀與展望

摘要：

天然橡膠作為重要的工業(yè)原料，其種植與采膠過程的機(jī)械化水平直接關(guān)系到生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。為深入探討天然橡膠生產(chǎn)過程中的機(jī)械化現(xiàn)狀，分析影響其發(fā)展的關(guān)鍵因素，并提出切實(shí)可行的改進(jìn)措施和政策建議，根據(jù)天然橡膠種植的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的機(jī)械化現(xiàn)狀總結(jié)，包括開溝、施肥和除草等，揭示當(dāng)前天然橡膠種植機(jī)械化的普及程度以及存在的問題和挑戰(zhàn)。深入分析影響天然橡膠機(jī)械化水平的多重因素，包括種植環(huán)境與種植模式的適應(yīng)性問題、農(nóng)業(yè)機(jī)械自身的技術(shù)短板、農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的融合程度和天然橡膠市場價(jià)格波動(dòng)對(duì)機(jī)械化進(jìn)程的影響等。針對(duì)上述問題，提出針對(duì)性的技術(shù)措施和政策建議，包括在技術(shù)層面上要完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加強(qiáng)橡膠生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)與推廣以及促進(jìn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的深度融合等，政策層面上要培育新型的社會(huì)化服務(wù)組織，提高天然橡膠生產(chǎn)的社會(huì)化服務(wù)水平，從而推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：天然橡膠；種植機(jī)械化；農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合；社會(huì)化服務(wù)

中圖分類號(hào)：S233.75

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-5553 （2025） 01-0323-08

Current status and prospects of mechanization development in rubber plantations

Wang Yeqin^{1， 2}， Deng Yiguo^{1， 2}， Chen Peimin^{1， 2}， Yan Bo^{1， 2}

（1. "Agricultural Machinery Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Zhanjiang，

524091， China； 2. Key Laboratory of Agricultural Equipment for Tropical Crops， Ministry of Agriculture and

Rural Affairs， Zhanjiang， 524091， China）

Abstract：

As an important industrial raw material， the level of mechanization of natural rubber planting and harvesting process is directly related to the production efficiency and economic benefits. In order to deeply explore the current status of mechanization in the natural rubber production process， analyze the key factors affecting its development， and put forward practical improvement measures and policy recommendations， this paper summarizes the current status of comprehensive mechanization in all aspects of natural rubber planting， including furrowing， fertilizing and weeding， revealing the current popularity of natural rubber planting mechanization as well as the existing problems and challenges. The multiple factors affecting the level of natural rubber mechanization are analyzed in depth， including the adaptability of the planting environment and planting mode， the technical shortcomings of the agricultural machinery itself， the degree of integration of agricultural machinery and agronomy， and the impact of natural rubber market price fluctuations on the mechanization process. In view of the above problems， this paper puts forward a series of targeted technical measures and policy recommendations， including improving infrastructure construction， strengthening the research and development and promotion of rubber production machinery， and promoting the in-depth integration of agricultural machinery and agronomy， and fostering a new type of social service organizations at the policy level to improve the level of social services in natural rubber production， so as to promote the mechanization process of the whole industry. The above measures are important for safeguarding the national strategic resources of natural rubber.

Keywords：

natural rubber; planting mechanization; agro-mechanical and agronomic integration; socialized services

0"引言

天然橡膠作為重要的戰(zhàn)略資源和經(jīng)濟(jì)作物，在全球范圍有著廣泛應(yīng)用；然而，由于其生長的地理和氣候限制，天然橡膠的生產(chǎn)和供應(yīng)主要集中于熱帶地區(qū)。在中國，天然橡膠的生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略地位，同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)，如勞動(dòng)力短缺、生產(chǎn)效率低下等^［1］。因此，加快天然橡膠生產(chǎn)的機(jī)械化發(fā)展，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，已成為當(dāng)前亟待解決的問題。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力逐漸減少、流失、老齡化加速，天然橡膠產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)橡膠園廢棄現(xiàn)象^［2］。為緩解勞動(dòng)力減少帶來的問題，降低生產(chǎn)成本，提高我國天然橡膠的市場競爭力，必須加快天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展。依靠機(jī)械化生產(chǎn)裝備降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，減少勞動(dòng)力的投入，降低動(dòng)力強(qiáng)度，提高我國天然橡膠的市場競爭力。

本文通過分析我國天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的現(xiàn)狀及影響機(jī)械化的因素，提出相應(yīng)的技術(shù)措施和政策建議，旨在研究出適合我國天然橡膠種植與生產(chǎn)的機(jī)械化體系，為我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

1"我國天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀

詳細(xì)介紹天然橡膠開墾種植機(jī)械化、開溝施肥機(jī)械化、除草機(jī)械化、植保機(jī)械化、采膠機(jī)械化，雖然近年來在天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化方面已取得一些進(jìn)展，但仍存在許多問題，如機(jī)械設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性不足、生產(chǎn)效率低下、投入成本高等。因此，天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化的推廣和應(yīng)用仍需進(jìn)一步努力。

1.1"開墾種植機(jī)械化

橡膠樹的生長周期通常為30年，經(jīng)過6～8年的生長，橡膠樹的樹圍可以達(dá)到45～50cm，此時(shí)可以對(duì)其進(jìn)行割膠以獲取膠乳，割膠25～30年后，橡膠樹的有效割株率降低，橡膠樹的生長勢(shì)頭減弱，易受到病蟲害的侵襲，產(chǎn)膠能力和膠乳品質(zhì)下降，因此割膠不再具有經(jīng)濟(jì)可行性，需要進(jìn)行更新，以保持橡膠園的產(chǎn)能并滿足國家對(duì)天然橡膠的需求^［3］。

我國第一代膠園主要以人工開墾種植為主，半機(jī)械種植為輔；而第二代膠園更新改造則主要以機(jī)械開墾為主。主要的開墾種植機(jī)械有挖掘機(jī)式開墾種植機(jī)械和拖拉機(jī)牽引的開墾種植機(jī)械兩種類型；其中典型的挖掘機(jī)式開墾種植機(jī)械有挖掘機(jī)、推土機(jī)；典型的拖拉機(jī)牽引開墾種植機(jī)械有拖拉機(jī)牽引的W45D型雙鉆頭挖穴機(jī)、YB-50型液壓拔樹機(jī)、TW-3型推樹挖根機(jī)、W75X型挖穴機(jī)。

1） 挖掘機(jī)式開墾種植機(jī)械具有挖掘和種植的功能，能夠進(jìn)行土地的整型、挖掘和橡膠樹的種植；挖掘機(jī)式開墾種植機(jī)械適用于復(fù)雜的山地和丘陵地區(qū)，能夠適應(yīng)不同的地形和土壤條件，但其作業(yè)效率相對(duì)較低，能耗較大，作業(yè)成本高。

2） 拖拉機(jī)牽引開墾種植機(jī)械由拖拉機(jī)牽引，能夠進(jìn)行拔樹、挖根、挖穴等作業(yè)。這種機(jī)械對(duì)復(fù)雜的地形和土壤條件的適應(yīng)性不如挖掘機(jī)式開墾種植機(jī)械，只適用于大規(guī)模的平坦地的橡膠種植。

膠園開墾機(jī)械技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展，以提高作業(yè)效率和降低能耗，同時(shí)需要適應(yīng)不同的地形和土壤條件，以保持橡膠園的產(chǎn)能并滿足國家對(duì)天然橡膠的需求。

1.2"開溝施肥機(jī)械化

為確保橡膠樹的正常生長和產(chǎn)膠，施肥是必不可少的；通過開溝施肥，不僅為橡膠樹提供充足的養(yǎng)分，促進(jìn)其生長發(fā)育，提高產(chǎn)膠量和質(zhì)量，還可以改善土壤肥力，增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤保水保肥能力，促進(jìn)橡膠樹的根系發(fā)育，使其更好地適應(yīng)環(huán)境^［4］。因此，開溝施肥對(duì)橡膠樹的生長和產(chǎn)膠具有重要意義。

天然橡膠開溝施肥機(jī)械主要分兩種類型，大型輪式拖拉機(jī)牽引開溝施肥機(jī)和小型遙控履帶拖拉機(jī)牽引開溝施肥機(jī)，如表1所示。大型輪式拖拉機(jī)牽引開溝施肥機(jī)有2KF-15型天然橡膠圓盤施肥機(jī)和3XSP-1型橡膠施肥機(jī)等，小型遙控履帶拖拉機(jī)牽引的開溝施肥機(jī)有小型遙控履帶拖拉機(jī)牽引的2FJX小型膠園開溝施肥機(jī)和2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)等。

2KF-15型天然橡膠圓盤施肥機(jī)采用獨(dú)特的前圓盤切割設(shè)計(jì)，能有效切割雜草，為后續(xù)開溝施肥創(chuàng)造良好的環(huán)境；后圓盤在種植區(qū)域開挖出較淺的溝槽，以便添加肥料，完成施肥作業(yè)^［5］。3XSP-1型橡膠施肥機(jī)采用單行作業(yè)模式，通過刮板式施肥結(jié)構(gòu)，將橡膠專用肥施撒于施肥溝內(nèi)，一次完成開溝、施肥、覆土作業(yè)，大大提高了施肥的效率和速度^［6］。盡管大型輪式拖拉機(jī)牽引開溝施肥機(jī)具有強(qiáng)大的牽引性能和高效開溝施肥功能，但由于其難以進(jìn)入丘陵山地作業(yè)，在該環(huán)境下作業(yè)存在安全隱患，因此其使用范圍相對(duì)較窄，主要適用于平坦的大型橡膠園。2FJX小型膠園開溝施肥機(jī)采用一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其中包括偏置式旋耕刀開溝、槽輪排肥與后覆土板覆土；該創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得施肥機(jī)能夠一次性完成開溝、施肥和覆土的作業(yè)，具有高穩(wěn)定性作業(yè)效果，開溝施肥深度可達(dá)到20cm。偏置式旋耕刀的設(shè)計(jì)和槽輪的使用，使得肥料能夠更有效地植入土壤中，同時(shí)，覆土板的使用可將土壤進(jìn)行回填，進(jìn)一步提高施肥效率^［7］。2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)采用斜盤開溝、螺旋排肥與后覆土板覆土等創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性完成開溝、施肥和覆土等作業(yè)過程，2FH-L型履帶遙控膠園開溝施肥機(jī)更注重智能化與自動(dòng)化設(shè)計(jì)，采用履帶式結(jié)構(gòu)以適應(yīng)多種地形地貌，采用遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，極大地提高施肥作業(yè)的智能化水平^［8］；小型履帶膠園開溝施肥機(jī)雖解決丘陵山地作業(yè)安全、通過性差和作業(yè)調(diào)頭問題，但其存在作業(yè)效率比較低、作業(yè)成本高，機(jī)器故障率高等問題，并未大面積范圍內(nèi)使用。

此外，天然橡膠施肥機(jī)械已建立WebGIS橡膠精準(zhǔn)施肥信息系統(tǒng)^［9］，天然橡膠的施肥機(jī)械將朝著小型化、智能化和精準(zhǔn)化的方向進(jìn)一步發(fā)展。

1.3"除草機(jī)械化

在橡膠樹生長過程中，雜草會(huì)與其競爭養(yǎng)分和水分資源，從而對(duì)橡膠樹的生長發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致膠乳產(chǎn)量和品質(zhì)下降。如果不及時(shí)清除雜草，將對(duì)橡膠樹的健康狀況產(chǎn)生影響，并增加病蟲害的發(fā)生率，對(duì)橡膠樹的健康產(chǎn)生威脅。因此，天然橡膠農(nóng)藝要求采取措施清除雜草，以改善橡膠樹的生長環(huán)境，提高其適應(yīng)性和抗逆性，使橡膠樹更健康地生長^［10］；清除雜草也有助于為割膠工人清理出割膠作業(yè)道路，提高生產(chǎn)效率。

目前，橡膠樹除草方式主要有人工除草和化學(xué)除草兩種，其中人工除草方法包括使用砍芭刀、鋤頭、背負(fù)式汽油割灌機(jī)和電動(dòng)背負(fù)式除草機(jī)除草，化學(xué)除草方法包括使用背負(fù)式噴藥機(jī)噴藥、地面行走遙控噴霧機(jī)噴藥除草。人工中耕除草方法操作簡便、直接有效且無污染，但其需要大量勞動(dòng)力，效率低且成本高；化學(xué)除草因污染環(huán)境、使土壤板結(jié)等原因被禁止使用。為高效控制橡膠園雜草，專家學(xué)者研究各種橡膠園除草機(jī)械，主要分成兩類，大型輪式拖拉機(jī)牽引的除草機(jī)和小型履帶拖拉機(jī)牽引的除草機(jī)（表2），大型輪式拖拉機(jī)牽引的除草機(jī)包括膠園單輥除草機(jī)、膠園雙輥除草機(jī)、避障除草機(jī)，小型履帶拖拉機(jī)牽引的除草機(jī)包括小型山地膠園除草機(jī)。

膠園單輥臥式除草機(jī)是通過拖拉機(jī)的輸出軸帶動(dòng)臥式輥軸進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，輥軸上的L型甩刀也隨之高速旋轉(zhuǎn)，從而切割雜草；膠園雙輥除草機(jī)則采用雙輥式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)結(jié)合雙甩刀超厚實(shí)與利刃單刀的組合模式，通過兩個(gè)粉碎刀軸上的L型甩刀和直形甩刀的高速旋轉(zhuǎn)來切割雜草；避障除草機(jī)采用立式旋轉(zhuǎn)割草模式進(jìn)行除草，其偏置式機(jī)械避讓結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行避障^［11］。大型輪式拖拉機(jī)牽引的除草機(jī)在除草工作中展現(xiàn)出顯著的效果，然而，其應(yīng)用范圍僅限于廣東湛江的平坦橡膠園。

小型山地膠園除草機(jī)是基于遙控履帶拖拉機(jī)研發(fā)，被通過特別設(shè)計(jì)的防堵結(jié)構(gòu)以及粉碎刀軸上的甩刀和機(jī)架上的定刀的協(xié)同作用下，將雜草進(jìn)行粉碎^［12］。小型山地膠園除草機(jī)的動(dòng)力較小，加工精度不高，機(jī)器成本高，除草效果不理想，且容易發(fā)生纏繞，因而尚未在大規(guī)模應(yīng)用中得到驗(yàn)證。

綜上所述，天然橡膠除草機(jī)械將朝提高除草效果和作業(yè)效率、增強(qiáng)適應(yīng)性和可靠性性、智能化和自動(dòng)化以及降低成本和提高性價(jià)比等方面發(fā)展；同時(shí)，除草機(jī)械的發(fā)展也將更加注重科技創(chuàng)新和實(shí)用性，以適應(yīng)不斷變化的市場需求和天然橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.4"植保機(jī)械化

病蟲害是橡膠樹種植和管理中的重要問題，采取有效的植保措施可以控制病蟲害、提高產(chǎn)量和質(zhì)量并滿足市場需求，同時(shí)為保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡、防止病蟲害擴(kuò)散，適當(dāng)?shù)闹脖４胧┦侵陵P(guān)重要的，橡膠樹的植保不僅能提高橡膠的產(chǎn)量和質(zhì)量，還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展并最大限度地利用土地資源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，因此，橡膠樹的植保對(duì)提高產(chǎn)量和質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡以及促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展都非常必要^［13］。目前，天然橡膠植保機(jī)械主要分為背負(fù)式噴粉噴霧機(jī)、高揚(yáng)程噴粉機(jī)、地面行走遙控噴霧機(jī)和植保無人機(jī)四類。

背負(fù)式噴粉噴霧機(jī)是一種廣泛用于天然橡膠病蟲害防治的植保機(jī)械，具有一系列優(yōu)點(diǎn)，包括重量輕、方便攜帶以及適用范圍廣等；其設(shè)計(jì)原理主要基于氣壓和電動(dòng)泵的原理，通過加壓藥液或藥粉，使其通過噴頭噴出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)植物或物體表面的噴灑；該機(jī)械由藥液箱、支架、噴頭、氣壓調(diào)節(jié)器等組成，方便使用者進(jìn)行攜帶和使用。然而，背負(fù)式噴粉噴霧機(jī)存在一些不足，首先，噴霧作業(yè)后藥箱中殘留的藥液可能會(huì)對(duì)噴粉作業(yè)效果產(chǎn)生不利影響；其次，藥粉易于粘結(jié)在一起，并且藥粉之間也存在團(tuán)聚作用，導(dǎo)致噴粉效果較差；此外，病蟲害防治效率降低、工作強(qiáng)度較大；最后，藥劑可能對(duì)膠工的身體造成危害^［14］。

高揚(yáng)程噴粉機(jī)是橡膠林噴粉作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其核心部件是特制的離心鼓風(fēng)機(jī)，其工作原理是通過拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)將硫磺粉料通過供料管道送入濃縮管腔，離心鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生離心鼓風(fēng)作用將粉料自動(dòng)加壓，再由高壓噴粉管噴射，實(shí)現(xiàn)對(duì)橡膠林的超高揚(yáng)程噴粉，但該設(shè)備主要由拖拉機(jī)帶動(dòng)，只適用于地形相對(duì)平坦的地理環(huán)境，不適合地形崎嶇復(fù)雜的丘陵山區(qū)地貌^［15］。未來的研究方向可以探索開發(fā)適用于丘陵山區(qū)地貌的高揚(yáng)程噴粉設(shè)備，利用履帶拖拉機(jī)帶動(dòng)，以及提高離心鼓風(fēng)機(jī)在復(fù)雜地形下的工作效率和穩(wěn)定性的方法，從而更好地滿足橡膠林噴粉作業(yè)的需求。

遙控噴霧機(jī)是一種橡膠樹地面噴粉作業(yè)的設(shè)備，由粉末容器、粉末輸送管道、車輛主體、風(fēng)扇機(jī)組、角度調(diào)節(jié)組件和可彎折型噴粉組件等組成，其中噴粉組件可用于對(duì)橡膠樹的枝葉以及周向橡膠樹主干進(jìn)行粉末噴灑，角度調(diào)節(jié)組件用于調(diào)整噴粉組件的噴粉角度以及噴粉高度，風(fēng)扇組與粉末輸送管道相連以實(shí)現(xiàn)粉末的輸送。此外，遙控噴霧機(jī)上還安裝有攝像機(jī)、遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控噴粉噴霧作業(yè)。盡管遙控噴霧機(jī)可以有效地避免藥粉浪費(fèi)，提高噴藥效果，但噴藥和噴粉揚(yáng)程較矮，因此在白粉病防治時(shí)，藥劑不能到達(dá)樹頂端^［16］。

植保無人機(jī)是一種重要的植保機(jī)械，具有智能化程度高、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，是近年來發(fā)展起來的先進(jìn)技術(shù)，其可以進(jìn)行高空飛行噴藥作業(yè)，在防治橡膠樹病蟲害方面具有重要意義。目前，植保無人機(jī)有多種類型，包括中小型旋翼無人機(jī)、電動(dòng)多旋翼無人機(jī)、油動(dòng)多旋翼無人機(jī)和單旋翼無人機(jī)等；然而，在防治橡膠白粉病等病蟲害時(shí)，植保無人機(jī)仍存在一些問題，如載荷量小、續(xù)航時(shí)間短、智能化程度不夠高、抗風(fēng)性差、安全性及可靠性要求高等^［17］。為更好地滿足橡膠樹病蟲害防治的需求，未來天然橡膠植保無人機(jī)需要研發(fā)新型的大載荷、長續(xù)航的無人機(jī)；同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)人工智能、機(jī)器視覺、自主導(dǎo)航等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用研究，提高植保無人機(jī)的自主作業(yè)能力和智能化水平；此外，還應(yīng)加強(qiáng)氣動(dòng)性能優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高無人機(jī)的抗風(fēng)性能。最后，需要加強(qiáng)安全防護(hù)和可靠性設(shè)計(jì)，提高無人機(jī)的安全性和可靠性。

綜上所述，背負(fù)式噴粉噴霧機(jī)、高揚(yáng)程噴粉機(jī)、遙控噴霧機(jī)和植保無人機(jī)在天然橡膠病蟲害防治中都具有一定的應(yīng)用價(jià)值和使用價(jià)值；然而，這些設(shè)備在使用過程中都存在一些問題和不足之處；需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)，以提高這些設(shè)備的性能和應(yīng)用效果。

1.5"采膠機(jī)械化

種植橡膠樹的主要目的是獲取膠乳，用于各種工業(yè)生產(chǎn)；采膠作為橡膠生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，有多種方法，但最常用的是刀割法，通常在溫度較低的夜晚進(jìn)行，工人使用傳統(tǒng)的割膠刀進(jìn)行作業(yè)，這種作業(yè)方式需要高強(qiáng)度的勞動(dòng)且效率較低，成本較高^［18］。目前，常見的采膠機(jī)械包括電動(dòng)割膠刀、捆綁式割膠刀和移動(dòng)式割膠機(jī)器三種類型。

電動(dòng)割膠刀分為往返平動(dòng)切割式和旋轉(zhuǎn)切割模式；其中往返平動(dòng)切割式電動(dòng)割膠刀，主要由電機(jī)動(dòng)力結(jié)構(gòu)、偏心輪結(jié)構(gòu)、限位調(diào)節(jié)裝置和切割刀片等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的割膠作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)采膠深度和厚度的有效確定，從而降低人為主觀因素對(duì)采膠深度和厚度的影響。該電動(dòng)割膠刀通過準(zhǔn)確地控制割膠的深度和厚度，不僅能提高采膠的效率和效果，同時(shí)也能降低操作難度，有利于提高割膠工作效率；旋轉(zhuǎn)切割模式電動(dòng)割膠刀由電機(jī)動(dòng)力結(jié)構(gòu)、立式或臥式旋轉(zhuǎn)刀具和限位調(diào)節(jié)裝置組成，通過電機(jī)帶動(dòng)切刀旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)切割；旋轉(zhuǎn)切割模式電動(dòng)割膠刀提高了割膠效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，但這種割膠方式容易產(chǎn)生樹皮碎屑，從而污染膠水^［19］。電動(dòng)割膠刀研發(fā)雖然從手動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)，極大地簡化了割膠流程，不再需要長時(shí)間的培訓(xùn)才能進(jìn)行割膠操作，但割膠工作仍然需要大量的人力在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際操作。

捆綁式割膠刀由包圍框架、電機(jī)、導(dǎo)軌和刀架等組成，可以實(shí)現(xiàn)不需要人力輔助自動(dòng)完成割膠作業(yè)；其工作原理是通過智能控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)圓周驅(qū)動(dòng)裝置和縱向驅(qū)動(dòng)裝置，使割膠刀在橡膠樹上按螺旋線軌跡自下而上割皮，反向退刀并回位到起始位置，完成一個(gè)割皮工作循環(huán)，便于膠乳流出，下一次割皮工作開始時(shí)，縱向驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)縱向運(yùn)動(dòng)滑塊向下移動(dòng)設(shè)定距離，再重復(fù)一個(gè)割皮工作循環(huán)；無人機(jī)械作業(yè)大幅度降低人力割膠的成本，提高割膠的效率，但還存在一些不足。首先，其制造、運(yùn)行和維護(hù)成本較高，其次，由于天然橡膠樹干不均勻，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡難以實(shí)現(xiàn)根據(jù)樹形運(yùn)動(dòng)，發(fā)生傷樹現(xiàn)象^［20］。

移動(dòng)式割膠機(jī)器分為空中移動(dòng)式和地面行走式；其中空中移動(dòng)式割膠機(jī)器由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走軌道、行走機(jī)構(gòu)和割膠刀具組成，采用懸空行走軌道和行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)割膠裝備在空中行走，并利用割膠機(jī)構(gòu)進(jìn)行割膠作業(yè)。移動(dòng)式割膠機(jī)器充分利用橡膠園中部空間，實(shí)現(xiàn)割膠作業(yè)不受膠園地形的影響，同時(shí)，對(duì)林下經(jīng)濟(jì)作物的種植無影響。地面行走式割膠機(jī)器包含行走履帶或軌道、底盤、機(jī)械臂、識(shí)別機(jī)構(gòu)以及割膠刀等組件，其借助識(shí)別機(jī)制實(shí)現(xiàn)底盤行駛和割膠機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)割膠作業(yè)；力反饋控制系統(tǒng)和方法被用于減小割膠軌跡誤差，提升作業(yè)質(zhì)量；然而，地面行走式割膠機(jī)器的制造成本較高，維修維護(hù)過程復(fù)雜，因此僅能進(jìn)行前瞻性研究，無法在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮效用^［21］。

未來仍需要持續(xù)加強(qiáng)便攜式和固定式采膠機(jī)械的優(yōu)化升級(jí)，提高機(jī)械裝備的安全性和適用性，促進(jìn)這兩種技術(shù)的搭配和農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合發(fā)展。同時(shí)，需要加強(qiáng)橡膠園采收機(jī)械的技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)出適應(yīng)我國的橡膠園采收機(jī)械裝備，降低割膠技術(shù)難度，提高作業(yè)效率和質(zhì)量。

2"影響天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的主要因素

在天然橡膠生產(chǎn)管理中，用農(nóng)業(yè)機(jī)械取代傳統(tǒng)的人工勞動(dòng)已成大勢(shì)所趨。然而，由于種植環(huán)境和種植模式不利于機(jī)械化、農(nóng)業(yè)機(jī)械本身存在局限性、農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝高融合程度、國家和用戶對(duì)生產(chǎn)機(jī)械化的重視程度不足，以及天然橡膠價(jià)格偏低等多方面挑戰(zhàn)的存在，使得天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化的進(jìn)程變得相當(dāng)困難。

2.1"種植環(huán)境與種植模式的影響

天然橡膠主要種植在海拔600～800m的丘陵山區(qū)，地形復(fù)雜多樣，給機(jī)械化生產(chǎn)管理帶來很大挑戰(zhàn)。受到種植地形環(huán)境和天然橡膠價(jià)格的影響，天然橡膠林地需要高額的基礎(chǔ)設(shè)施投入成本，導(dǎo)致生產(chǎn)者的盈利較少，不愿意或愿意少量投入資金。因此，許多橡膠園的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還未完成，包括水土保持措施、林間道路、機(jī)耕道路、預(yù)留地頭等配套設(shè)施都沒有完善，這導(dǎo)致大型機(jī)械無法進(jìn)入橡膠園進(jìn)行作業(yè)，而小型機(jī)械則無法調(diào)頭^{［22， 23］}。此外，在海南、云南、廣東等地的種植模式也存在差異，有些采用山坡丘陵梯田式種植，有些靠近環(huán)山行內(nèi)壁種植，還有些在中間種植，甚至有些種植在環(huán)山外側(cè)。此外，橡膠園還需要進(jìn)行橡膠樹的行間補(bǔ)種，使小型機(jī)械無法適用于全部橡膠園的作業(yè)需求。

2.2"農(nóng)機(jī)本身存在的缺陷

由于地形條件復(fù)雜，挖掘機(jī)式開墾種植機(jī)械被廣泛應(yīng)用，然而其機(jī)械化程度相對(duì)較低，導(dǎo)致效率低下、能耗高、作業(yè)成本高，且效果不理想。盡管開溝施肥機(jī)械化已有相應(yīng)的設(shè)備，但在實(shí)際使用過程中，設(shè)備的適應(yīng)性欠佳，肥料容易架空、排肥不均，易斷條，開溝器對(duì)不同土壤類型的適用性有限。除草機(jī)械化尚處于發(fā)展階段，除草刀具容易磨損及損壞，除草機(jī)械軸承易被藤類雜草纏繞，導(dǎo)致除草效果不穩(wěn)定。植保機(jī)械化的發(fā)展相對(duì)滯后；背負(fù)式噴粉噴霧植保機(jī)械容易損壞啟動(dòng)結(jié)構(gòu)、漏粉和轉(zhuǎn)向不靈活；高揚(yáng)程噴粉機(jī)械需要大動(dòng)力且難以進(jìn)入丘陵山區(qū)；植保無人機(jī)抗風(fēng)性能差、藥箱小、續(xù)航短，難以大面積防治橡膠白粉病。采膠機(jī)械化的發(fā)展也存在問題；電動(dòng)割膠刀仍需人工操作，效率不會(huì)顯著提高；旋切式電動(dòng)割膠刀切割的樹皮易造成膠乳污染和減產(chǎn)問題；捆綁式割膠刀存在耐用性問題；地面行走式割膠機(jī)器存在制造成本、割膠深度和軌跡識(shí)別問題等^［24］。

2.3"農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合問題

天然橡膠的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合程度相對(duì)較低。盡管經(jīng)過70多年的研究，天然橡膠的栽培技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，并建立相應(yīng)的栽培管理技術(shù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋種植管理、開深溝定位改土施肥、病蟲害防治等方面的栽培技術(shù)。然而，這些栽培技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用并不完全匹配，農(nóng)業(yè)機(jī)械還無法完全滿足天然橡膠栽培管理的全部需求。例如，農(nóng)機(jī)在生產(chǎn)作業(yè)中難以區(qū)分惡草和雜草，無法滿足滅除惡草和控制雜草高度的需求；開深溝定位改土施肥所形成的施肥穴也會(huì)嚴(yán)重妨礙農(nóng)機(jī)的行走和作業(yè)；同時(shí)，栽培技術(shù)中的行間距設(shè)計(jì)要求也無法滿足農(nóng)機(jī)的行走和生產(chǎn)作業(yè)需求^［25］。

此外，農(nóng)機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用相對(duì)滯后于實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，農(nóng)機(jī)的種類、可靠性以及質(zhì)量穩(wěn)定性等方面也落后于新農(nóng)藝的發(fā)展。民營膠農(nóng)和農(nóng)墾膠工受制于傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)方式，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的認(rèn)識(shí)和農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套方面的了解有限，因此不愿意采納農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的作業(yè)方式。

2.4"對(duì)生產(chǎn)機(jī)械化的重視程度

中國農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的重點(diǎn)研發(fā)、生產(chǎn)和推廣主要集中在小麥、玉米、水稻等糧食作物上，對(duì)膠園機(jī)械領(lǐng)域的關(guān)注和投入相對(duì)較少?！笆濉眹姨烊幌鹉z產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系才增加生產(chǎn)機(jī)械崗位研發(fā)天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械，提高天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的研究投入。

民營膠園以家庭式分散經(jīng)營為主，種植規(guī)模小，生產(chǎn)投入有限，缺乏現(xiàn)代農(nóng)機(jī)設(shè)備技術(shù)方面的培訓(xùn)機(jī)會(huì)，對(duì)農(nóng)機(jī)了解有限，缺乏自我發(fā)展途徑，難以準(zhǔn)確了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)并將其合理運(yùn)用到日常種植中；新品種出現(xiàn)后，膠農(nóng)對(duì)產(chǎn)品成本和認(rèn)知的限制導(dǎo)致對(duì)天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的重視程度不高，缺乏購買農(nóng)機(jī)的意愿，并且膠農(nóng)不愿增加管理成本，不進(jìn)行橡膠園精量化管理，基本沒有施肥、除草等生產(chǎn)管理要求。

國內(nèi)植膠農(nóng)場在購買新的農(nóng)機(jī)設(shè)備時(shí)管理不到位，不注重維護(hù)與保養(yǎng)，導(dǎo)致機(jī)械無法正常作業(yè)；因此認(rèn)為天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械質(zhì)量不穩(wěn)定、可靠性低，不愿使用和重視天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械。

2.5"天然橡膠價(jià)格低

自2014年以來，天然橡膠價(jià)格持續(xù)下跌，但在2021年，天然橡膠的年均價(jià)格則上漲至13500元/t；受2020年新冠肺炎疫情的影響，2020年3月26日，國內(nèi)天然橡膠市場參考價(jià)又跌至9 550元/t。在不計(jì)入施肥、除草等支出的情況下，海南民營膠農(nóng)的生產(chǎn)成本約為12 500元/t，云南民營膠農(nóng)的生產(chǎn)成本約為11 700元/t，而農(nóng)墾的生產(chǎn)成本約為16010元/t^［26］。長期以來，天然橡膠生產(chǎn)一直處于低盈利或虧損狀態(tài)，導(dǎo)致民營膠農(nóng)和農(nóng)墾紛紛壓縮天然橡膠生產(chǎn)的投入。因此，天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的普及和推廣進(jìn)展緩慢，研發(fā)更新也相對(duì)緩慢。

3"生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展思路與對(duì)策

3.1"完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，宜機(jī)化改造

大多數(shù)天然橡膠種植區(qū)位于丘陵山區(qū)，地勢(shì)陡峭，通常采用梯田式種植，并且由于山路狹窄，大型和小型機(jī)械難以進(jìn)入這些區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，因此便攜式機(jī)械被廣泛應(yīng)用于橡膠生產(chǎn)作業(yè)。雖然這些機(jī)械的作業(yè)效果與人工相當(dāng)，但勞動(dòng)強(qiáng)度卻大大降低。因此，為滿足膠園機(jī)械化作業(yè)的需求，必須對(duì)丘陵山區(qū)膠園種植區(qū)進(jìn)行改造，包括細(xì)碎地塊的修整、清除阻礙機(jī)械作業(yè)的補(bǔ)種天然橡膠樹、改善進(jìn)出道路和預(yù)留地頭等措施，以便進(jìn)行天然橡膠林的機(jī)械化生產(chǎn)管理作業(yè)。

在更新膠園方面，農(nóng)機(jī)部門應(yīng)與科研院所、機(jī)械制造廠商和農(nóng)機(jī)合作社緊密合作，遵循高效栽培技術(shù)與機(jī)械化管理原則，實(shí)現(xiàn)從種植到管理再到收獲的機(jī)械化系統(tǒng)管理，并完善機(jī)械化裝備和技術(shù)。為建立高標(biāo)準(zhǔn)的膠園機(jī)械化技術(shù)試驗(yàn)示范區(qū)，應(yīng)創(chuàng)建全程機(jī)械化管理模板，為全國的膠園更新提供指導(dǎo)。

通過積極推動(dòng)改進(jìn)措施，天然橡膠種植區(qū)域可以逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械化生產(chǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)發(fā)展。

3.2"重視天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)，提高天然橡膠機(jī)械的制造水平

生產(chǎn)機(jī)械化是提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和降低生產(chǎn)成本的根本途徑，應(yīng)當(dāng)重視天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)與制造工作，并加大對(duì)技術(shù)的研發(fā)力度，以提高設(shè)備的效率和性能，加大制造工藝優(yōu)化，進(jìn)一步提高天然橡膠機(jī)械的制造水平。政府應(yīng)增加天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械研發(fā)資金投入，同時(shí)加強(qiáng)科研院所和制造廠商的人才建設(shè)，鼓勵(lì)研發(fā)、制造與使用人員相互融合創(chuàng)新，致力于研發(fā)質(zhì)量可靠、適用的天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械。此外，針對(duì)天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械存在的問題，需分析其適用性和局限性，并因地制宜地設(shè)計(jì)開發(fā)出適合當(dāng)?shù)啬z園的專用機(jī)械，而非通用的生產(chǎn)設(shè)備。同時(shí)，研發(fā)人員可以借鑒國內(nèi)外果園、茶園等機(jī)械生產(chǎn)管理技術(shù)與裝備的經(jīng)驗(yàn)，吸取精華、去其糟粕，汲取國內(nèi)外先進(jìn)的機(jī)械化生產(chǎn)管理技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，努力研發(fā)出更合理、更智能的天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械。通過這些努力，將推動(dòng)天然橡膠生產(chǎn)的機(jī)械化進(jìn)程，并取得更好的效果。

3.3"農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)研究，促進(jìn)生產(chǎn)機(jī)械化應(yīng)用

如果沒有高效的栽培管理技術(shù)支持，農(nóng)業(yè)機(jī)械在提高經(jīng)濟(jì)效益方面將難以充分發(fā)揮作用；只有實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械與栽培管理技術(shù)的協(xié)調(diào)和融合，將傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)與現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，才能成功實(shí)現(xiàn)天然橡膠生產(chǎn)的機(jī)械化，并最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益。為達(dá)到該目標(biāo)，需要對(duì)天然橡膠生產(chǎn)過程中的土地耕整、種子栽培與篩選、栽培管理、田間管理和收獲等各個(gè)方面進(jìn)行全面深入的研究，并廣泛推廣研究成果；同時(shí)，還需要培育和篩選適應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)需求的天然橡膠新品種，探索適應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的新農(nóng)藝方法，研究并提出農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，建立農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相互結(jié)合的試驗(yàn)示范基地，并進(jìn)行一體化的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝培訓(xùn)。通過這些措施的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)天然橡膠生產(chǎn)的機(jī)械化，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4"提高天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械的認(rèn)識(shí)

加強(qiáng)地方農(nóng)機(jī)推廣站工作人員的培訓(xùn)，提高他們的專業(yè)技術(shù)水平，是推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重要支撐。同時(shí)，推廣站面向膠農(nóng)和膠工開展農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)意識(shí)培訓(xùn)、機(jī)械作業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和機(jī)械化作業(yè)意識(shí)培訓(xùn)，對(duì)提升他們對(duì)機(jī)械化作業(yè)的認(rèn)知和接納程度具有積極作用。此外，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)墾技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)和管理培訓(xùn)，注重機(jī)械設(shè)備的操作、維護(hù)和保養(yǎng)技能，能夠確保機(jī)械使用質(zhì)量和壽命，實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障及時(shí)修復(fù)、機(jī)械性能良好可用的目標(biāo)。因此，這些措施有助于提升整個(gè)膠農(nóng)和膠工的機(jī)械化作業(yè)水平，確保機(jī)械的高效運(yùn)行，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮最大的作用。

3.5"重視生產(chǎn)機(jī)械的推廣，培育新型社會(huì)化服務(wù)組織

政府可在橡膠種植集中區(qū)域制定相關(guān)政策，加大資金扶持力度，以鼓勵(lì)植膠企業(yè)或膠農(nóng)購置新型機(jī)械設(shè)備；此外，還可鼓勵(lì)具備實(shí)力的企業(yè)和個(gè)人成立或發(fā)展以小型膠園管理服務(wù)為核心的農(nóng)業(yè)合作社組織。為推動(dòng)天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)加大培訓(xùn)力度，培養(yǎng)具備生產(chǎn)機(jī)械技術(shù)、經(jīng)營能力和管理能力的專業(yè)人才，為膠農(nóng)提供全面的農(nóng)機(jī)服務(wù)，包括耕作、種植、管理和采收等環(huán)節(jié)。同時(shí)，發(fā)展訂單式作業(yè)和規(guī)?；芾?，可減輕以家庭生產(chǎn)為主的經(jīng)營者的機(jī)械購買負(fù)擔(dān)，并提高科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

4"結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，天然橡膠產(chǎn)業(yè)作為我國的重要產(chǎn)業(yè)之一，其生產(chǎn)機(jī)械化水平的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。詳細(xì)探討我國橡膠園生產(chǎn)機(jī)械化的現(xiàn)狀和發(fā)展思路，著重分析影響機(jī)械化發(fā)展的主要因素，并提出相應(yīng)對(duì)策。同時(shí)，也明確指出實(shí)現(xiàn)橡膠園生產(chǎn)機(jī)械化仍然存在一些挑戰(zhàn)，如農(nóng)機(jī)本身存在缺陷、機(jī)械設(shè)備的適用性不夠、機(jī)械制造水平不高、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合不夠等問題。因此，在未來的發(fā)展中，需要進(jìn)一步加大科研力度，創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備，提高機(jī)械設(shè)備的性能和適用性，為橡膠園生產(chǎn)機(jī)械化提供更加有力的支撐。

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