油茶林垦复机需求及技术可行性分析

    刘玲　马涛　文智慧

    【摘? ?要】 油茶林垦复是提高产量的必要措施，尤其是幼龄期和结果前期对垦复的需要紧迫程度高。该文分析了目前油茶林垦复存在的问题及现有设备的不适应性，从油茶林的特点及发展，分析了油茶林垦复机的客户和市场需求，研究了其技术可行性，对油茶林垦复机的开发有促进而深远的意义。

    【关键词】 垦复机;油茶林;需求;分析

    Demand and Technical Analysis of Camellia oleifera Forest Reclamation Machine

    Liu Ling? ?Ma Tao? ?Wen Zhihui

    （Sany Heavy Industry Co.，Ltd.? ?410100）

    [Abstract] Reclamation of Camellia oleifera forest is a necessary measure to increase yield， Camellia oleifera needs reclamation urgently in the first 10 years （young and early fruiting）.This paper analyzed the problems existing in the reclamation of Camellia oleifera forest and the inadaptability of the existing equipment. From the characteristics and development of Camellia oleifera forest， the customer and market demand of Camellia oleifera reclamation machine were analyzed. The technical feasibility of reclamation machine was studied. It has a far-reaching significance for the development of Camellia oleifera reclamation machine.

    [Keywords] reclamation machine; camellia oleifera; demand; analysis

    1? 引言

    茶油因营养价值高、绿色无公害，有降低胆固醇，预防心血管疾病等保健功能，被誉为“东方橄榄油”。但年产量还不足50万吨，垦复是提高产量的必要措施。目前面临三大垦复难题：农村劳动力严重不足;因特殊的生长条件及树形特点，不利于机械化作业;现有的机械设备达不到作业要求。

    2? 客户需求分析

    2.1? 油茶林总体情况

    过去，人们对茶油缺乏足够的认知，油茶产业发展缓慢。2009 、2012年中央一号文件提出要重点扶持发展油茶木本植物食用油，油茶种植迎来了春天。 目前油茶林主要分布在我国南方的14个省区，其中江西、湖南、廣西种植面积约占全国的3/4。预计到2020年全国总种植面积达7000万亩。

    油茶树的生命周期分为五个阶段，垦复要求逐段减少：1）幼龄期（1-4年），每年进行2～3次垦复除草，深度<100mm;2）结果前期（5-9年），每年夏季垦复1次，深度100～150mm，每2年冬季深垦1次，深度250～300mm;3）结果盛期（10-40年），每年夏季垦复1次，每3年冬季垦复1次;4）结果后期（40-50年），垦复施肥仍有产出;5）哀老期（≥50年），无垦复价值。

    2.2? 油茶林垦复的意义

    油茶为主根发达的深根性树种，最深可达1.5m。油茶根系有两个生长高峰，即3-4月期间新梢生长之前和9月花芽分化果实增长停止以后，故垦复安排在夏季和冬季。垦复可以切断各株之间根系，提高土壤肥力和油茶根系的透气性能，促进养分吸收，从而提高油茶果产量45%-400%不等（除垦复外，产量提高还受除草除灌、施肥、剪枝、疏密调整等因素影响，故提高值波动较大）。油茶树在前10年（幼龄期和结果前期）需要垦复的紧迫程度高。

    2.3? 油茶林垦复机的需求特点

    油茶林主要特点有：1）成林后株间间隙极小，株株相连，行行间距不到1m，且冠底离地高度小于0.8m，通过困难（种植尺寸：株行距2m×3m ）。2）种植面坡度<10°，转场坡度在30 ～40 °。3）土地大部分为红壤，有少量石头;有杂草、灌木相对较小。

    其对垦复设备的需求体现在：1）场地适应性强：能在油茶树之间自由行走，不碰伤树冠、树干;能原地转向、前进后退自动切换;爬坡能力40度以内。2）高效方便：垦复效率为人工的20～40倍，深度可以调节，最深250cm;3）操作便捷性：能遥控操作，操作手不用在油茶林里来回穿梭，包括启停、紧停;满足不同的转场要求，不用人工搬运。

    3? 油茶林垦复机市场需求分析

    3.1? 市场销量情况

    专门针对油茶林开发的垦复机还未进行市场销售（国内暂无林业机械全国销售统计数据）。

    3.2? 现有规模及未来预测

    根据规划，到2020年有垦复价值的油茶林合计3860万亩，垦复届时人工垦复劳动力总需求128.6万人（按垦复周期为30天/年，人工垦复效率为1亩/天计算），垦复机理论总需求8万台。

    3.3? 目标市场与客户

    目标市场：湖南、江西、广西种植面积占全国现有油茶林总面积的76.2%，其中湖南最大。该三省定为目标市场。而浙江、福建、广东、湖北、贵州、安徽、云南、重庆、河南、四川和陕西11个省（区、市）等也有油茶种植，后期可关注。

    目标客户：油茶种植企业、专业合作社，其种植面积≥600亩，具有较好的规模效益及较强的购买力。专业种植大户和普通农户种植面积较小，可作为次要客户关注，部分农户也有购买设备需求。

    4? 垦复机技术可行性分析

    4.1? 国内油茶林垦复机现状

    目前，我国在油茶垦复机行业中，暂无成熟产品，林农尝试将小型旋耕机、微耕机、田园管理机等设备引入油茶林垦复，设备均为全机械驱动或者部分功能采用简单液压驱动，其存在通過性差、操作强度高等问题未得到推广。

    4.2? 设备总体方案

    开发全液压履带式垦复机，采用马达驱动行走，履带底盘，无线遥控，全液压控制耕具，可以弥补现有设备的不足，满足油茶林垦复的要求。相比机械驱动，全液压驱动，布置灵活，外形小巧，可在茶林中自由行走，可操作性强，耕具调控便捷，能满足场地适应性强，高效方便，操作便捷的要求。

    4.3? ?场地适应性分析

    油茶树冠底离地低，地表起伏不平，有石头和杂草等因素，要解决油茶林垦复机的场地适用性，可从设备的通过性、行走灵活性及稳定性着手。其具体实现方式有：1）采用全液压或者纯电动传动，布置灵活，外形小巧，可使整高<800mm;2）无线遥控可实现前进后退转换自如，液/电驱动行走，实现原点转向;3）合理设计中心，行走装置采用履带或多足确保性能稳定：机具可正反转，有过载保护，防缠草，防机具憋死

    4.4? 高效方便性分析

    垦复效率主要由速度和深度两个维度组成，影响垦复效率主要有轴刀结构、刀轴转速、机组前进速度、土壤坚实度等，可采用旋耕刀双螺旋线排列，垦复面积大;旋耕刀节距与刀轴转速、前进速度最优匹配;刀轴侧面传到不漏耕;土壤适应能力强，能自动调节转速。为了满足垦得深要求，必须有足够的垦复力矩和足够的刀具硬度，以及较好的表面抗磨和心部抗弯性能等，可使垦复功率最优匹配;整体采用65Mn，硬度高;刀具表层镀铬，提升耐磨性;心部为回火屈氏体，提升抗弯性能。

    4.5? ?操控便捷性分析

    采用无线电遥控技术，遥控距离可以达到150米。操作者可以遥控垦复机多种动作，如：停止、前进/后退、急停、左右转向、原点转向、机具启停、升降、耕深调节等，且遥控器显示屏可以实时显示设备的关键信息。同时，根据用户个性需求，还可以实现发动机启动和油量的遥控控制。

    5? ?结论

    油茶种植户急需一款场地适应性强、高效方便、经济实用的油茶林垦复机，本文分析了垦复机的需求特点及市场，阐述了其技术可行性，填补了目前油茶林垦复机的空白。垦复机的开发还存在一些问题，其售价定位较低，采用全液压或者电动大大提高了产品成本，延长了投资回报期，这是现有企业迟迟未投入开发的主要原因，也是本方向待解决的问题。