劍麻種植生產專用機械的研制與應用推廣

楊榮 黃標 梁明 陸家榮 陳超平 肖桂泉 陳植基 戚強

摘要介紹了近10年研制的幾種典型的劍麻種植生產專用機械的結構、特點和技術參數。重點對7種機械的工作效率和經濟效益進行了分析，對推廣經驗進行了總結。經驗證明，劍麻種植生產使用專用機械可提高生產效率，解放生產力，減輕工人勞動強度，促進規模化、標準化生產，降低生產成本，極大促進企業增效、職工增收。有利推進劍麻產業率先邁向農業現代化。

關鍵詞劍麻；專用機械；研制與應用推廣

中圖分類號S233文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）34-06-04

劍麻全身是寶，可開發高附加值產品潛力大，是我國熱區特色及優勢產業，但其投入成本大，回報慢，勞力較缺乏，這些已成為劍麻產業發展的突出問題。雷州半島南部徐海地區地理氣候非常適宜發展劍麻，且土地較平坦、土層深厚，甚為適宜機械化耕作。為尋求降低成本，提高生產效率，規模化、精準標準化生產，解放生產力，緩解勞力缺乏的壓力，尤其是減輕工人勞動強度，探討全程推進劍麻種植生產機械化，發揮機械化耕作的優勢，促進耕作制度和工藝的改革，以提高生產力，提高市場競爭力，已成為雷州劍麻種植業發展的出路。

在過去幾十年里湛江墾區劍麻生產在耕地、開溝、運輸等環節實現了機械作業，使劍麻生產得到較大發展，勞動力人均經營規模由1.33 hm2擴大到2.67 hm2，規模翻一番，且產量不斷提高。但墾區機械耕作水平還比較落后，劍麻生產效率仍較低，勞動強度大，經營規模小，且成本高，職工收入低，勞動力缺乏。20世紀90年代，廣東省東方劍麻集團有限公司農業研究所（即現在的湛江農墾東方紅農場農科所）針對生產的需要，先后與湛江農墾科研所合作研制成功并推廣應用：“劍麻園機械化學除草機”、“CF1602型旋耕打草培肥土壤的機械”等均取得較好效果。但上述機械，尚遠未能滿足劍麻生產快速發展的需要。1997年來，科技工作者根據麻園的土質及生產工藝等特點，從降低劍麻生產的種植起畦、育苗（全作）起畦、田管施肥覆土等工種的勞動強度和成本考慮，并提高工效等方面著手，開展了一系列的配套機械的研究（研制）[1-3]與應用推廣工作。現就幾種有代表性的機械研制與應用推廣情況匯報如下。

1配套機及研究（研制）的機械關鍵機構的結構、特點和技術參數

1.1劍麻種植起畦機械結構 懸掛架；犁架；犁體（每邊犁壁由兩塊組成，銷軸連接）；拉桿；刮土板（見圖1）。技術參數 外形尺寸（長×寬×高）：4 000 mm×2 980 mm×1 650 mm；配套動力：東方紅—802履帶式拖拉機，功率58.82 kW；作業時速：Ⅱ檔，5.21 km/h；純工作效率：0.83 hm2/h；油耗：15.43 L/hm2；工作幅寬：4 000 mm；起畦標準：畦幅寬2 400 mm，畦高300～400 mm，可調節，畦面呈龜背形。

1.2劍麻育苗（全作）起畦機械結構懸 掛架；犁架；犁體構成（見圖2）。技術參數 外形尺寸（長×寬×高）：3 400 mm×880 mm ×1 550 mm；配套動力：東方紅—802履帶式拖拉機，功率58.82 kW；作業時速：Ⅱ～Ⅲ檔，5.21 km/h；純工作效率：0.92 hm2/h；油耗：9.18 L/hm2；工作幅寬：3 400 mm；起畦標準：畦幅寬1 000 mm或1 400 mm，畦高300～350 mm，可調節，畦面呈龜背形。

注：1-懸掛架；2-犁架；3-銷軸；4-銷軸；5-拉桿；6-刮土板；7-犁體；8-固定螺栓。

圖1劍麻種植起畦機械

注：1-懸掛架；2-犁架；3-犁體。

圖2劍麻育苗（全作）起畦機械

1.3新種劍麻行間套種麻苗（或全作）起畦機械結構 懸掛架；犁架；犁體（圖3）。技術參數外形尺寸（長×寬×高）：1 930 mm×1 410 mm×1 570 mm；配套動力：東方紅—802履帶式拖拉機，功率58.82 kW；作業時速：Ⅱ檔，5.21～6.46 km/h（全作作業時：Ⅱ檔，5.21 km/h）；純工作效率：0.83 hm2/h（全作作業時：0.67 hm2/h）；油耗：9.37 L/hm2；工作幅寬：1 930 mm；起畦標準：畦幅寬1 000或1 400 mm，畦高300～400 mm（全作300～350 mm），可調節，畦面呈龜背形。

1.4劍麻田管施肥溝覆土機械結構 懸掛架；機架；覆土板；刮刀（見圖4）。技術參數 外形尺寸（長×寬×高）：1 900 mm×1 150 mm×1 540 mm；配套動力：東方紅—802履帶式拖拉機，功率58.82 kW；作業時速：Ⅲ檔～Ⅳ檔，6.46～8.47 km/h；純工作效率：1.67 hm2/h；油耗4.63 L/hm2；工作幅寬：1 900 mm；覆土標準：將大行（行間）表土及雜草一并覆入施肥大溝（寬×深：1 400 mm×300 mm），以覆蓋施放的化肥及有機肥等。

以上機械也可用輪式拖拉機帶，但種麻起畦機械要用（120匹馬力）的輪式拖拉機才能帶動作業，而其他的可用（80匹馬力）輪式拖拉機便可。

注：1-懸掛架；2-犁架；3-刮土板；4-犁體。

圖3新種劍麻行間套種麻苗或全作育苗起畦機械

注：1-懸掛架；2-機架；3-覆土板；4-刮刀。

圖4劍麻田管施肥溝覆土機械

1.52H1.8T型石灰撒施機械1997年，針對麻田高低不平，行走困難，而采用掛接形式的牽引式機，配套機為上海504型輪式拖拉機；根據劍麻需撒施石灰量1 500 kg/hm2左右（撒施大行，寬4 000 mm），該機于麻田作業行走速度為低3全速，每班（含裝石灰及轉移麻田時間）撒施8.67～10.67 hm2，石灰箱載石灰量1 800～2 300 kg；拖拉機動力輸出軸轉速為600～700 r/min，石灰推進器（攪龍）轉速比動力輸出軸轉速降低10倍，撒石灰轉盤轉速比推進器轉速提高1倍。

構造與原理：撒石灰機原理由配套機（上海504型輪式拖拉機）帶動，配套機輸出動力到牽引式機驅動軸（傳動軸）、傳動到變（減）速箱減速，通過聯軸器將動力傳動到推動器（攪龍）輸送石灰落到轉盤上，攪龍同時將動力傳動到圓錐齒輪箱（增速），帶動轉盤轉動撒石灰，使石灰撒施寬廣薄，不易結板結塊，作物易吸收鈣和中和土壤酸性效果最佳。撒石灰機由拖車（機架）、石灰箱、變（減）速箱、圓錐齒輪箱（增速）、攪龍、傳動軸、聯軸器、牽引接頭、轉盤等部件構成（圖5）。

經2個月測試撒石灰機作業灰塵較大，故進行了改進，調轉盤轉速每分鐘降低20轉。

1.6施肥機械借鑒石灰撒施機械進行技改為劍麻園施有機肥（干濾泥）機械。其攪龍輸送肥料原理與石灰撒施機械相同，僅是攪龍的槽高由石灰機械的10 mm提高到30 mm，槽距加密為65 mm，此外，在機車的尾部和尾部入600 mm分別開一個出肥口（長230 mm×寬200 mm），肥料由攪龍輸送到出肥口而自然下落到施肥大溝，每公頃施有機肥（干濾泥）22 500 kg，肥箱載肥量1 800～2 300 kg。該機采用掛接形式的牽引式機，配套機為上海504型輪式拖拉機帶動，配套機輸出軸轉速為600～700 r/min，肥料推進器（攪龍）轉速比動力輸出軸轉速降低10倍，用低3全速行走，每班作業1.67～2.00 hm2。

構造與原理：施有機肥機械原理由配套機為上海504型輪式拖拉機帶動，配套機輸出動力到牽引式機驅動軸（傳動軸）、傳送到變（減）速箱減速，通過聯軸器將動力傳到推動器（攪龍），由攪龍輸送肥料到出肥口，肥料自然下落到麻田施肥大溝。該機還可作育苗、大田種植施放基肥。施有機肥機由拖車（機架）、肥箱、變（減）速箱、攪龍、傳動軸、牽引接頭等部件構成（圖6）。

注：1-牽引接頭；2-轉動軸；3-減速箱；4-機架；5-聯軸器；6-石灰箱；7-輸送攪龍；8-撒灰轉盤；9-圓錐齒輪箱；10-出灰口。

圖5施石灰機結構原理

注：1-牽引接頭；2-傳動軸；3-減速箱；4-機架；5-聯軸器；6-肥箱；7-輸送攪龍；8-出肥口。

圖6施有機肥機結構原理

1.7生物專用肥機械借鑒甘蔗園施肥機械進行技改為劍麻園施化肥或生物專用配方肥機械。1999年東方紅農場4隊借鑒甘蔗施肥機械的原理及構造進行技改。根據麻園的實際情況，由甘蔗施肥機械的3個肥箱及配套的3個轉盤、刮肥板、出肥管、深松犁技改為雙個肥箱雙深松犁等配套裝置，在老麻田實施雙溝（深松）施化肥及自然覆土的多功能施肥機械，該機緊在4隊應用推廣，而因其他原因未能在東方紅農場大面積推廣。2015年上半年進一步技改，成功研制出單個大肥桶（裝載肥量200～250 kg）單溝施肥兼覆土的簡便（輕便）施肥機械。該機械適宜麻田單溝施化肥（包括專用生物配方肥）。

單溝施化肥或專用生物配方肥覆土機械的構造與原理：該機械由配套機（66.194 9 kW的輪式拖拉機）帶動，通過液壓馬達輸出動力傳動到變（減）速箱，帶動轉盤轉動，由刮肥板將肥均勻拔出（按設計施肥量標準）到出肥管，再由出肥管道輸送到施肥溝，然后通過覆土器（刮土刀、覆土板）培土覆蓋肥料。

該機由懸掛架、機架、肥箱、轉盤、刮肥板、出肥管、刮刀、覆土板、液壓管、液壓馬達、變（減）速箱等部件構成（圖7）。

技術參數：外形尺寸（長×寬×高）：2 270 mm×1 430 mm×2 100 mm，其中肥箱高1 000 mm、Φ550 mm；配套動力：功率66.194 9 kW（90匹以上馬力）的輪式拖拉機，功率76 kW；作業時速：中速Ⅱ檔，8.4～8.9 km/h；純工作效率：0.58 hm2/h；油耗：10 L/hm2；工作幅寬：2 110 mm；覆土標準：將大行（行間）表土及雜草一并覆入施肥大溝（寬×深為1 400 mm×300 mm），以覆蓋施放的肥料。

注：1-覆土板；2-液壓管；3-液壓馬達；4-轉盤；5-肥箱；6-刮肥板；7-減速箱；8-機架；9-出肥管；10-刮刀；11-懸掛架。

圖7施化肥、配方肥機結構原理

2機械性能與工作特點

2.1起畦及覆土機械性能及工作特點

2.1.1配套動力。均可選用東方紅-802履帶式拖拉機，功率58.82 kW，轉彎半徑小，對地面壓力小，懸掛性能好，工作平穩。也可用88.259 9 kW（120匹馬力）的輪式拖拉機帶種麻起畦機械；其他可用58.839 9 kW（80匹馬力）以上的輪式拖拉機作配套機械。

2.1.2性能。該機械掛接方式均為后懸掛式連接，行走及使用方便；結果簡單，可靠性好，故障少，易維修；工效高（每班作業5.33～14.67 hm2），作業成本低，質量好，易應用推廣。

2.1.3工作特點。

（1）該機械均具有可調性，使用者可根據所需要作業幅寬大小或起畦高度等進行調節。

（2）劍麻種植起畦機械為折疊式機械，為方便行走，走路時松開固定螺栓和拆除拉桿、刮土板，犁體可向后折疊，再用鐵鏈鎖住，折疊后該機械寬度縮為2 000 mm；到達工地后進行簡單組裝，便可快捷回復原狀；該機械作業幅寬大，作業時犁架應保持平衡；熟地起畦，每畦作業1～2次；凡需起高畦的應先調高犁體尾部進行第1次作業，然后調低進行2次作業，便可達到預期效果。

（3）新種劍麻行間套種麻苗起畦機械也適用于苗圃全作地起畦。

2.22H1.8T型石灰撒施機械結構及工作特點

2.2.1配套動力。配套機為上海504型輪式拖拉機帶動，即小型及功率小，石灰箱載重量大（1 800～2 300 kg）。

2.2.2性能。該機具有科學性、創新性、使用簡便、耐用、故障少、工效高（每班作業10～12 hm2，最高達13.33 hm2，超過預期效果）、維修方便、造價低、易推廣、石灰撒施質量好，易吸收鈣和中和土壤酸性效果最佳等優點、創新性為撒灰機采用攪龍輸送石灰，而國外采用鏈帶式輸送石灰，其故障多、維修困難、造價高等缺點。

2.2.3工作特點。該機適用范圍廣，如劍麻、甘蔗、果園等作物應用，因此，應用范圍廣，具有良好的前景。

2.3施肥機械結構及工作特點

2.3.1施有機肥機械的結構及工作特點。

（1）麻園大行應實行常規中耕、開施肥大溝或兩鏵犁左右翻耕一次，將土翻向兩側，中間便成了一條現成的施肥大溝，而不需再開溝，深度30～35 cm，深施保肥性好。

（2）該機械配套動力為上海504型輪式拖拉機帶動。機型細小，于麻園行走方便，其輪式拖拉機帶動有利垮區域作業。

（3）該機械掛接方式為牽引式連接，結構簡單，可靠性好，故障少，易維修；每班作業1.667～2.000 hm2（25～30畝），作業成本較低，質量保證（施放均勻），易應用推廣。

（4）該機械施肥量具有可調性，使用者可根據所需施肥量多少進行調整。

安徽農業科學2015年

2.3.2單溝施化肥或生物專用配方肥覆土機械的工作特點。

（1）麻園大行應實行常規中耕、開施肥大溝或兩鏵犁左右翻耕一次，將土翻向兩側，中間便成了一條現成的施肥大溝，而不需再開溝，深度30～35 cm，深施保肥性好。

（2）該機械配套動力為功率66.194 9 kW（90匹馬力）以上的輪式拖拉機帶動。

（3）該機械掛接方式為后懸掛式連接，行走及使用方便、靈活；結構簡單，可靠性好，故障少，易維修；工效高（每班作業4～5.33 hm2），作業成本低，質量保證，尤其適宜生物配方肥施用，做到邊施肥邊覆土，生物不受陽光直曬，生物活性不受影響，且易應用推廣。

（4）該機械具有可調性，使用者可根據所需要作業幅度大小和施肥量多少進行調整。

3應用評價

3.1效果及經濟效益分析1997年來，上述配套機械經過試驗應用、部分機械經過10多年的試驗應用，各項指標及性能均達到設計要求和達到預期效果。

注：①代表劍麻種植起畦機械；②代表劍麻育苗（全作）起畦機械；③代表新種劍麻行間套種麻苗起畦機械；④代表劍麻田管施肥溝覆土機械；⑤代表撒施石灰機械；⑥代表施有機肥機械；⑦代表單溝施化肥覆土機械。因標準起畦挽回斑馬紋病死亡損失未計；因機械施石灰質量好，有利提高作物吸收鈣營養和中和土壤酸性效果最佳的效應未計。機械作業費包含機手工資、油料、折舊、維修、人工輔助費等。

（1）“劍麻種植起畦機械”每班作業工效6.64 hm2，每公頃成本525元，比人工作業提高工效110倍，每公頃節支1 050元，應用推廣2 533 hm2，累計節支265.97萬元，此外，還輻射到其他農場及周邊農村。因起高畦（標準起畦）年減少斑馬紋病死亡55.68 hm2，即每年挽回直接損失為55.68 hm2×2 a投入1.65萬元（當年種植及2年麻管費用）=91.9萬元。該機械耕作工藝改傳統開溝施有機肥（基肥）的做法為不開溝便施放有機肥，具體為均勻撒施小行800～1 000 mm寬的位置，然后機械起畦覆蓋肥料，畦高300～400 mm，呈龜背形，避免傳統施肥溝凹下變成人為積水溝，而達到減輕斑馬紋病危害。

（2）“劍麻育苗（全作）起畦機械”每班作業工效7.36 hm2，每公頃成本300元，比人工作業提高工效183倍，每公頃節支1 875元，應用推廣80 hm2，累計節支15萬元。該機械可在全作母株或疏植苗圃應用，不適宜麻園套種麻苗起畦用，且耕地質量好方可起畦質量好。

（3）“新種劍麻行間套種麻苗及全作育苗起畦機械”每班作業工效6.64 hm2，每公頃成本525元，比人工作業提高工效165倍，每公頃節支1 650元，應用推廣2 080 hm2，累計節支343.2萬元。該機械適用所有育苗基地起畦。并輻射到其它農場及周邊農村。

（4）“劍麻田管施肥溝覆土機械”每班作業工效13.36 hm2，每公頃成本225元，比傳統人工作業提高工效100倍，每公頃節支450元，應用推廣20 800 hm2，累計節支936萬元。并輻射到其他農場及周邊農村。

（5）“撒施石灰機械”每班作業工效11 hm2，每公頃成本311.25元，比傳統人工作業提高工效60倍，每公頃節支363.75元，應用推廣10 000 hm2，累計節支363.75萬元。并輻射到其他農場及周邊農村。因施石灰質量好促進作物對鈣營養的吸收和中和土壤酸性效果最佳，從而提高抗劍麻莖腐病能力及促進增產。

（6）“施有機肥機械”每班作業工效1.83 hm2，每公頃成本772.5元，比傳統人工作業提高工效45倍，每公頃節支1 252.5元，現該機械正在調試及示范中，各項指標均達到預期效果，明年始將全面大面積應用推廣。

（7）“單溝施肥覆土機械”每班作業工效4.67 hm2，每公頃成本351.75元，比傳統人工作業提高工效28倍，每公頃節支195.75元，現該機械正在調試及示范中，各項指標均達到預期效果，明年始將全面大面積應用推廣。

綜合上述，以上7套機械提高工效28～183倍，每公頃降低成本195.75～1 875元，已在湛江農墾東方紅農場應用推廣35 553 hm2，累計節支1 929.32萬元。此外，還在其他農場及周邊農村應用推廣。

3.2推廣前景與社會效益分析上述系列機械的應用確保了高產高效措施的落實，解放了生產力，提高了工效，降低了成本，減輕了勞動強度，解決了勞動力缺乏問題，提高了適度經營規模，對促進劍麻產業的持續發展具有重要的作用。東方紅農場就是一個典型的例子，過去每個職工管理麻田崗位面積僅2.67 hm2，通過應用推廣上述機械后，規模擴大到5.33 hm2，提高1.5倍。促進企業增效，職工增收，隊伍穩定，有利建設和諧社會。另外，該配套機械先進、科學，結構簡單、使用方便、耐用，造價較低。故可獲得極顯著的社會效益，具有良好的推廣前景。

4結論及討論與建議

應用推廣該機械可促進劍麻生產效率和經營規模的顯著提高，成本大幅度降低，解放生產力，減輕工人勞動強度，解決勞動力缺乏問題。有利于促進企業增效，職工增收，隊伍穩定。

可確保高產高效措施的落實，達到標準化、規范化生產，促進抗性、質量、產量大幅度提高，對推進劍麻產業持續發展具有重要意義。

該機械具有先進性、科學性，結構簡單、使用方便、耐用。故建議在土地平坦或較平坦及土層深厚的麻區應用推廣。

參考文獻

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安徽農業科學，Journal of Anhui Agri. Sci.2015，43（34）：10-14

責任編輯劉月娟責任校對況玲玲