农业机械

茶园生产机械发展报告

发布时间:2025/1/7 19:29:03   
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1.概述

茶园生产管理,主要包括垦殖、耕作、施肥、植保、修剪、采摘等环节。经过“十二五”的发展,基本奠定了“动力平台+”的机械化发展模式。“十三五”重点就丘陵地区茶园轻简型机械化问题、作业装备自动化智能化、茶园生产智能管控等方面开展了技术攻关,基本建成了适合我省平地、缓坡茶园生产全程的机械化作业技术与装备体系。

日本采茶机

2.茶园生产机械化技术发展现状

当前,我国省基本实现了茶树修剪、大宗茶采摘、植保等环节的机械化,约15%-20%的平地茶园实现了机械化耕作与施肥。经过前期的发展,各类茶园生产机械化技术装备正逐步在全省推广,茶园全面生产机械化工作正在有序推进。

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茶园耕作与施肥机械。土壤耕作是土壤管理的主要技术措施之一,目前有相关的耕作机械产品。研究成果方面:一种小型除缠减阻式茶园中耕机,重点解决茶园作业阻力大、缠草严重等问题;SZFC-40型茶园中耕机,有效解决了杂草缠绕问题;3SL-D型低地隙针式茶园仿生深耕机,耕作深度和碎土效果相比传统旋耕机均具有较大优势,改机底盘可以配套卧式旋耕机等其他耕作机具,但其能耗较高,适合丛栽茶园和肥培管理较差的茶园作业,该机型已基本实现产业化;KM3CG-30型小型茶园耕作机,利用仿生学模拟人工挖掘,具有较好的耕作效果。一种螺旋耕作施肥技术,可一次性完成开沟施肥作业,目前已小批量生产推广使用;链式开沟施肥机、圆盘式开沟施肥机等施肥作业机具,均可与低地隙履带动力底盘配套作业;一种茶园深松施肥机,其一次作业可开四条沟,作业效率较高;液压式茶园自行走有机肥施肥机,主要解决了现有机型施肥成本高、作业效率低的问题。实际生产中,以小型旋耕机、微耕机应用较为广泛,低地隙、高地隙类大型耕作施肥机具仍在不断优化,在部分地区应用。

采茶机

茶树植保机械。目前,我国茶园中大多使用大田植保机械进行病虫害防治,其机型种类较多,有喷粉机、喷雾机、喷灌机等。研究成果方面:2FS-16型低地隙茶园风送植保机,作业面积大、农药利用率高;喷杆喷雾机可与低地隙履带底盘、高地隙跨行履带底盘配,作业效率高。负压捕虫机技术,采用物理吸附原理,首次捕虫率达到70%,相关机械装备包括KM3XC-30便携式负压捕虫机、低地隙负压捕虫机、高地隙负压捕虫机等;光电色组合式除虫装备,可昼夜连续工作,捕虫率高。物联网技术也应用于病虫害监测中,基于物联网技术的茶树病虫害公共服务平台也在探索中。实际生产中,以小传统植保机械应用较为广泛,负压捕虫、光电气色复合捕虫、无人机植保,以及低地隙、高地隙类大型植保机械在部分地区得到应用,正在面向全省推广。

茶树修剪机械。目前市场上大多数的茶叶修剪机为往复切割型,由动力机、往复切割刀、传动机构等组成,分为单人手提式、双人轻深、重型、双面修剪机等形式。研究成果方面:SCJ-22型茶园修边机,实现了修剪高度、角度同时可调,可对灌木两侧进行修剪;履带自走式茶蓬修剪机,实现复杂地况自行行走,具有劳动强度低、作业平稳的特点;一种圆盘式茶树修剪机,可精确调整切割高度,拥有深修剪、重修剪及台刈作业;一种自走式茶树台刈机,该机实现自主行走,剪枝碎枝顺畅;一种茶树侧面修剪机,可同时修剪两行茶树侧边,轻简高效。实际生产中,以小型修剪机应用较为广泛,较大型修剪机械在部分地区应用。

茶园灾害管理机械。茶园的喷灌对于茶树的抗旱、防霜冻具有重要的作用。目前茶园喷灌设备主要有移动式、半固定式和固定式三种。近年来,自动化程度较高的喷灌系统逐渐发展起来。研究成果方面:基于PLC茶园恒温喷灌系统,具有较高的稳定性和较多的辅助性能;一种基于无线传感网络的茶园智能化喷灌系统,可针对不同茶叶生长期对土壤、温度、盐分、水分等因素的需要,进行实时的精准灌溉;一种茶园自动喷灌系统,由太阳能提供动力,可收集雨水,实现全自动茶园喷灌。冻害是茶园重要的自然气象灾害之一,国内对此项技术研究较少,有少量的仿霜扇技术的应用研究。目前我省茶园抗旱以喷灌系统为主,冻害防治多应用由日本进口的仿霜扇。

茶叶采摘机械。采茶机是茶叶机械中研究较多且相对成熟的机械设备,目前很多单人、双人采茶机型已经市场化。研究方面:针对大宗茶采摘的跨行自走式采茶机,解决了平缓坡茶园的大型高效机械化采茶难题;一种基于机器视觉的乘用式智能采茶机,采用视觉识别茶蓬面,使跨行自走式采茶机具有一定的自动化;针对优质茶名优茶采摘的4CZ-12型采茶机器人,在茶叶芽头识别、采摘路径高效规划等方面取得突破,跨出了名优茶采摘的第一步;基于树冠培育的有限选择性智能采摘机,综合茶叶采摘质量与效率指标,实现了优质茶智能化采摘。实际生产中,以单人、双人采茶机应用较为广泛,跨行自走式采茶机在部分地区应用,主要解决了大宗茶采摘;而优质茶、名优茶的采摘机械,仍在研发试验阶段。

智慧管控技术。近年来,茶园智慧管控技术逐步得到重视。研究成果方面:基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台、基于物联网的光伏茶园监测系统,实现了数据的远程查看和共享;茶园生境智慧管控技术,包含茶园土壤生态调控技术、茶园生态位配置与管控技术、茶园病虫害监测预警与生态防控技术等,改变了茶园种植结构,强化了生物多样性增益控害的服务功能;智慧的茶园控制系统,实现了在茶叶种植的过程中实现精细化的管理,以及对茶园状态数据和作业过程进行监测;基于SpringCloud智慧茶园云管理平台,包含了茶树生长环境监测平台、视频监控平台、水肥药一体化调控平台、茶叶质量追溯平台、茶树生长过程综合管理平台等,为茶园的精准管理提供技术支撑;基于物联网技术的茶树病虫害监测预警系统,实现茶园状态监测和信息可视化,提高了病虫害防治效率。实际生产中,我省部分示范基地应用了智慧管控系统,由于成本较高,未大面积应用。

鲜叶产地初加工。鲜叶产地初加工方面相关研究与应用较少。主要研究成果有,集成于跨行自走式采茶机之上的采筛一体机构,实现了鲜叶的初步分级处理;产地鲜叶摊青机,改机需要在茶园园区建立简易处理配套房屋。

从茶园生产机械化发展现状来看,国内及我省的茶园机械化研发与应用处于发展初期,存在农机农艺融合度低、茶园标准化程度低、丘陵山区机械化薄弱、茶园机械智能化程度较低等问题。

3.“十四五”发展方向

“十三五”我省茶园机械化发展硕果累累,为茶叶产业的阶段性发展提供了重要的技术装备的支撑,使茶园生产机械化的观念深入人心;但依然存在诸多问题。未来我国茶园生产机械化发展重点应放在以下几个方面。(1)生产装备智能化。当前智能化已经由工业领域向农业生产领域挺进,在农业从业者老龄化严重、总量持续下降的大背景下,茶园生产装备智能化与生产无人化是大势所趋。(2)丘陵地区茶园作业机械化。我省茶园种植区域广泛,大多分布在丘陵等地区,轻便型茶园机械或适宜于丘陵地区茶园特点的动力机械及作业机具,是我省茶园机械化发展的重大需求,是实现全面机械化必须攻克的难题。(3)茶园智慧管控。随着信息技术、人工智能等学科的发展,无人化生产管理已经不再遥远。不管是智慧管控系统中的智能检测、决策、预警,还是智能装备的路径规划与导航,在其他领域都已有应用。随着工业技术的发展与社会的进步,无人化作业的需求日益强烈,实现茶园智慧管控彻底解放劳动力,将成为未来茶园生产的新模式。

4.小结

总之,我省茶园的整体机械化生产率还不高,存在丘陵地区机械化等薄弱环节,茶园生产全面机械化智能化智慧化任务还很艰巨,需要从技术模式、关键技术装备、推广配套措施以及标准化技术(茶园建设标准化、技术标准化)等方面统筹规划,协调发展。



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