園林養護機械的應用現狀和發展趨勢

沈琳

摘要 隨著國外園林養護機械裝備往人性化、自動化方向發展，國內相關產品也在不斷開發、不斷發展，逐漸與國外發展趨勢接軌。按照使用用途對園林養護機械進行分類，闡述園林養護機械的發展和應用現狀，并從操作便捷性、功能多樣性、高效節能性、設備智能化等方面探討園林養護機械化應用的發展趨勢。

關鍵詞 園林養護機械;應用;機械化

中圖分類號 TU 986.3+2? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）12-0178-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.12.046

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The Application Status and Development Trend of Garden Maintenance Machinery

SHEN Lin

（Shanghai Shangyuan Nursery Co.， Ltd.，Shanghai 200083）

Abstract With the development of foreign garden maintenance machinery and equipment in the direction of humanization and automation， domestic related products are also developing and developing continuously， gradually in line with the development trend of foreign countries.This paper classified the garden maintenance machinery according to the use purpose， and expounded the development and application status of garden maintenance machinery， and then discussed the development trend of garden maintenance mechanization application from the aspects of convenient operation， functional diversity， high efficiency and energy saving， intelligent equipment and so on.

Key words Garden maintenance machinery;Application;Mechanization

近年來，隨著城鎮化在我國的快速推進，園林綠化行業發展迅速，園林養護機械也隨之不斷涌現、應用和更新。按“十三五”期間園林機械在國內外市場的狀況，供應國際市場的產值從20億美元逐步增加到25億美元，用于園林綠地建植和養護的設備由20%左右增加到50%以上[1]。目前，國內的機械設備制造商能生產出不同類型的園林機械，作為園林機械重要分支的園林養護機械也在不斷發展，逐漸與國外發展趨勢接軌。在實際應用中，園林養護機械尚未按照使用用途進行分類，園林養護機械的科技創新和應用推廣的成效與國外相比還存在差距，這對園林養護機械的研究和應用提出了新的要求。

1 園林養護機械的類型和用途

1.1 常用園林養護機械分類 園林養護機械指各種用于苗木挖掘、種植、移植、修剪整形和病蟲害防治等園林養護工作的機械設備，最早從草坪養護機械開始逐漸發展起來。1830年，英國發明了世界上第一臺牧草收割機。19世紀中葉，草坪修剪機、挖樹機等各類園林專用機械開始面世。發展至今，大多數較發達國家的城市綠化建設及養護實現機械化作業。園林綠化作為一項長期性的社會基礎設施工程，往往需要投入大量的人力、物力、財力才能實現其完整性的養護行為 [2-3]。我國園林機械的發展始于20世紀80年代，20世紀末隨著全國園林建設的蓬勃開展，開始進入快速發展時期，園林綠化養護管理工作也逐漸由單一的人工作業向半機械化、機械化、自動化過渡，成為現代園林養護中不可或缺的一部分[4]。園林養護機械按大小來分，主要分為大型、中型、小型等。國內較早普及的園林養護機械主要用于修剪整形、病蟲害防治和灌溉等，該類型機械大多屬于中小型機械設備，便于攜帶和易于操作。改革開放以來，挖樹機、高空作業平臺等國外大型機械紛紛進入國內，國內也制造出相應產品。綜合來看，國內目前尚未明確按照使用用途對園林養護機械的分類。通過對國內已有園林養護機械的比選，參考國內外先進機械裝備及其應用范圍，根據使用用途對常用園林養護機械進行分類。按照使用用途來分，園林養護機械可以分為草坪養護機械、植物修剪機械、植物移植機械、土壤翻耕機械、綠化灌溉設備、施肥和病蟲害防治機械、綠化廢棄物處理機械、清理運輸機械和其他小型工具設備等（表1）。

1.2 常用園林養護機械的用途

1.2.1 草坪養護機械。草坪養護機械主要包括草籽撒播機、草坪修剪機、草坪梳草機、起草皮機、草坪打孔機、草坪車等[5]。草籽撒播機用于調節播籽量，保證播撒均勻;草坪修剪機用于修剪草坪，提高修剪效率;草坪梳草機用于清除枯草，增強草坪通氣性;起草皮機主要用于減少起草皮過程對草皮的傷害，如綠友牌LYZ360EJ型重型起草皮機（圖1），起草寬幅為360 mm，最大起草厚度可達50 mm[6]。草坪打孔機主要用于切斷部分草根以促進根系生長，增強草坪抗潰能力;草坪車是集草坪收草、梳草、切邊、密閉打藥于一體的草坪養護機械。目前，國產草坪養護機械能夠滿足草坪養護工作的基本需求。78F8C064-13D2-49E5-BCC2-0533F42DCA1C

1.2.2 植物修剪機械。植物修剪機械主要包括綠籬機、割灌機、修邊機、高空作業平臺和多功能修剪車等，主要用于樹籬綠籬、草地、樹木等的專業修剪。綠籬機，即綠籬修剪機，主要用于公園、庭園、路旁樹籬等園林綠化方面專業修剪。在歐洲使用較普遍的是懸掛式綠籬修剪機，如意大利DELEKS SRL牌FALCO-130型綠籬修剪機（圖2），由切割裝置和液壓起重臂組成，切割裝置安裝在起重臂臂架末端，可以修剪綠墻、高大綠籬和灌木叢[7]。割灌機主要用于草地修剪，是目前國內使用廣泛的園林養護機械。修邊機主要用于公園、廣場、綠化帶等草坪修邊或造型。高空作業平臺主要用于樹木的高枝修剪。多功能修剪車主要用于加強坡地、道路溝壕、雜草荒木的植物修剪。

1.2.3 其他園林養護機械。植物移植機械主要包括切根機、挖樹機和土球包裝設備等。切根機用于切入各類干濕泥土，切斷植物根系;挖樹機用于快速挖掘樹木，保證土球完整;土球包裝設備主要是包裝樹木土球，以減少樹木土球在運輸過程中的損耗。土壤翻耕機械主要是旋耕機，集除草、松土、培土于一體，增強土壤通透性。綠化灌溉機械包括綠化灑水車、水泵等園林灌溉設備，主要用于園林灌溉、綠化植物的護苗、除塵、沖洗。施肥和病蟲害防治機械有施肥機和打藥機，主要用于均勻施肥或病蟲害防治。綠化廢棄物處理機械主要指粉碎機，集綠化廢棄物切片、粉碎于一體。如日本ECHO公司生產的SC-4213型樹木粉碎機（圖3），適用于小型綠化廢棄物處置，最大切削直徑約為76 mm[8]。清理運輸機械主要指多用途作業車，集場地清理與運輸于一體或高空修剪與樹木吊裝運輸于一體。其他小型工具設備主要包括油鋸、修枝剪、高枝剪等小型園藝工具設備，分類明確，方便操作。

2 國內園林養護機械的應用現狀

2.1 國內市場應用概況 國內園林機械化發展起步較晚，傳統的人工作業觀念很難得到根本改變，行業長期存在人工作業、人工養護的習慣，普遍認為國內勞動力成本相對較低，購置機械及后期使用、維護的成本過高，因此園林養護大多以人工操作為主。隨著近年來園林養護工人的老齡化趨勢加快、人工勞動力成本不斷攀升，我國從美國、德國、加拿大、日本等國引進了技術相對成熟的大型園林養護機械。如綠友機械集團股份有限公司主要代理美國JOHN DEERE、MORBARK，日本ARS、ECHO，意大利HOLMAC，瑞士SYNGENTA，法國MANITOU等多國機械品牌，銷售草坪機械養護機械和粉碎機等相關機械。我國也生產制造園林養護機械。中國福馬機械集團有限公司是一家大型國有企業，制造和經銷草坪機、割灌機、排灌泵、油鋸等各類機械產品，并在全國設立了多家分公司[9]。徐州工程機械集團有限公司、三一集團有限公司、山推工程機械股份有限公司、廣西柳工機械股份有限公司等國內工程機械制造商都開發了高空作業設備，集中進入高空作業平臺市場[10]。與此同時，中外合資企業正在興起。如濰坊拓普機械制造有限公司是一家中外合資企業，主要銷售意大利HOLMAC挖樹機、高空作業平臺、粉碎機等園林養護機械[11]。國資、民營、中外合資等機械制造企業的興起，促進園林養護機械化應用逐步發展起來。

2.2 3種主要園林養護機械的發展和應用

2.2.1 挖樹機。挖樹機，又被稱為移樹機、樹木移植機、樹木移栽機，主要用于快速挖掘樹木，保證土球完整。自20 世紀 50 年代歐美發明挖樹機在城市園林中使用以來，美國Big-John、德國Optimal、加拿大Dutchman Industries、荷蘭Damcon、意大利PAZZAGLIA等歐美公司生產的自走式、車載式、懸掛式等系列化機械被廣泛應用于綠化建設和園林養護中[12]。在我國，自20世紀80年代北京林業大學顧正平和張英彥進行樹木移植機的研究開始發展，赤峰市赤田農林機械制造廠、江蘇省豐壘果蔬特種機械研制有限公司、曲阜匯眾機械設備有限公司等企業制造了多樣化的移樹機[13]。國產車載式挖樹機的品種少，多以自走式挖樹機或懸掛式挖樹機為主，濟寧常青園林機械有限責任公司、安徽三普智能重工有限公司也制造了各自的移樹機品牌。綜合來看，使用挖樹機大大提高樹木養護作業效率，挖掘的樹木土球完整，根系損傷少，移栽成活率高。目前，國產挖樹機的性能相對單一，進口挖樹機的功能更為多樣，產品呈系列化。

以起挖樹木土球直徑1.2 m為例，常規使用人工挖掘樹木，4名養護工人1 h能挖掘2株樹木，單株挖掘人工成本為50～80元，且要配合使用其他機械或人工完成樹木搬運工作。常青公司制造的挖樹機通過快換裝置，將挖樹機機頭掛接在滑移裝載機或挖掘機上。挖樹機機頭主要有C40型、C60型、C80型、C100型、C110型和C120型等主要型號，可選配“蘋果球”平口型或“蘿卜球”全尖型機頭，挖樹部件為刀鏟組件，由3～6片刀鏟組合而成。挖樹時，由液壓裝置帶動刀鏟組件向下挖切樹木土球周圍的土壤和根系，形成土球，托起土球且移送，完成挖樹作業。可移植胸徑5～25 cm的樹木，挖掘樹木的土球直徑0.40～1.20 m、深度0.38～0.80 m、體積0.03～0.60 m3。起挖單株樹木耗時1 min，工作效率為起挖35～50株/h樹木，單株機械成本為30～50元[14] 。三普公司制造固定型號3WSL-1.6型的履帶式挖樹機，挖樹部件為一條特制的環形油鋸。挖樹時，油鋸沿著環形軌道，圍繞樹木土球周圍的土壤和根系切割，完成挖樹作業。可移植胸徑8～35 cm的樹木，挖掘樹木的土球直徑為0.80～1.60 m、土球深度為0.42～0.80 m。起挖單株樹木耗時3～4 min，工作效率為起挖6～8株/h樹木，單株機械成本為4～5元[15] 。

從意大利引進的PAZZAGLIA多功能移樹機，主要有FZ110（圖4）、FZ110 Plus、FZ161T這3種型號。其中FZ110型、FZ110 Plus型為25 cm寬橡膠履帶機械，機身長為2.41 m，寬為0.90～1.14 m，高為2.26 m，2種型號的柴油機動力存在差異， FZ110型采用功率為26.18 kW的4缸水冷柴油機， FZ110 Plus型采用功率為33.02 kW的4缸水冷柴油機。其中，FZ161T型為28 cm寬橡膠履帶機械，機身長為2.70 m，寬為1.12～1.62 m，高為2.35 m，采用功率為43.98 kW的4缸水冷柴油機。挖樹部件為環形刀片，可選刀片直徑為0.50～1.50 m[6]。多功能移樹機可以一機多用，不僅可以作為挖樹機使用，還可以掛接挖機斗、地鉆、修剪臂、升降平臺、液壓起重臂等組件，開展鉆孔、開溝、插桿、剪草以及高空修剪等養護作業，完成日常園林養護管理的各項活動。78F8C064-13D2-49E5-BCC2-0533F42DCA1C

2.2.2 高空作業平臺。高空作業平臺主要用于樹木的高枝修剪，也被行業稱為登高修剪車。國內高空作業設備自20世紀60年代開始研制、70年代推出商業化樣機，隨著改革開放的深入，芬蘭的Bronto公司，美國的JLG公司、Genin公司以及英國、意大利、丹麥的一些公司都在國內設立辦事機構，高空作業設備開始應用于電力保障、城市道路照明保障、城市園林維護等工作中[16-17]。國內根據高空作業設備是否有駕駛室將其分為高空作業車和高空作業平臺2種類型，高空作業平臺因其安全、靈活、環境適應性強，更容易在園林養護中得到應用，近年來在城市垂直綠化養護中被頻繁使用。徐工集團徐州海倫哲工程機械有限公司是生產高空作業車的專業企業，生產的海倫哲牌Traccess135型高空作業平臺機身長度為3.76 m，最大工作高度可達13.00 m，在最大作業幅度達到6.50 m時的最大工作高度可達6.70 m。法國MANITOU公司生產的MAN′GO 12型高空作業平臺（圖5），最大工作高度為11.91 m，跨越高度達4.80 m，由該公司生產的最大型號280TJ型高空作業平臺，最大工作高度為27.75 m，能適用于更高的高空養護作業[18]。由于目前國內很多公園、綠地和綠化苗圃沒有預留機械通行的空間，高空作業平臺進出和操作缺乏足夠的空間，難以深入內部工作，這也是阻礙推廣高空作業平臺用于樹木高枝條修剪的因素。在良好的作業環境下，高空作業平臺才能滿足城市日常的樹木養護修剪工作。

2.2.3 割灌機。國內對割灌機的研究始于20世紀60年代，1966年林業部門開始批量生產用汽油機配套的DG2、DG3（2GC-3）型割灌機。1996年，福建林科所研制出用于營林整地和幼林撫育的2GB-081型背負式割灌機[19-21]。目前，割灌機在國內園林養護中的應用已十分普及。如福馬集團旗下林海集團制造的2GC-3型割灌機（圖6），最大功率達 1.65 kW ，轉速 7 500 r/min，油箱容量為 1 L，傳動桿長度 1 360 mm ，凈重為 10.2 kg，外形尺寸 1 600 mm×545 mm×580 mm[22]。作為小型園林養護機械的一種，行業內已經開始出現使用新能源作為驅動的產品，綠友集團生產的EBC800A型電動割灌機，電機為48 V、800 W，空載轉速為2 000～6 000 r/min，凈重為6.9 kg，外形尺寸為1 750 mm×600 mm×450? mm，能做到滿足高效工作的同時又節能減排[6]。瑞典Husqvarna公司生產的536LiRX電動型割灌機也使用電池驅動，凈重僅為3.8 kg[23]。綜合來看，電動割灌機普遍具有重量輕、節能環保、噪音低且動力足等特點。

3 園林養護機械化應用趨勢

隨著生態文明建設被納入“五位一體”總體布局，大量的新技術、新機械、新工藝和新材料在園林綠化中得到應用，綠化工程朝著快速、高效、精細化、全盤機械化方向發展[24]。從操作便捷性、功能多樣性、高效節能性和設備智能化等方面探討園林養護機械化應用的發展趨勢。

3.1 操作便捷性 園林機械設備的復雜煩瑣是當前阻礙機械設備發展的原因之一[25]，現有機械存在諸如缺乏機械操作培訓、新裝備的開發升級等實際應用問題。園林養護具備很強的季節性，在養護高峰期，機械極易超負荷工作、連續性運轉，在閑暇時又面臨長時間閑置的風險，在一年中使用頻率并不均勻，會增加機械出現故障的概率，大多數園林養護人員沒有掌握機械的相關操作技術，在使用過程中不懂得維護的原理，不能合理使用機械，會導致機械的壽命縮短[26]。國外進口的一些大型機械設備，在國內沒有專業的保障團隊，出現故障時，難以在第一時間維修，影響了工作的進程，也打擊了使用企業繼續推廣使用園林養護機械的積極性。園林機械化是以規模為基礎，體現生態環境的可持續發展理念。在為機械化推進創造有利的硬件基礎的同時，需要從提高機械的可操作性、耐久性等方面入手，簡化操作流程，使其易于上手，便于操作，能夠讓作業人員通過簡單的技能培訓就能輕松地上手操作，真正體現出園林機械化帶來的便捷。

3.2 功能多樣性 一機多用、可裝卸多分機的機械設備是提高機械使用率的重要途徑，可以生產一機多用的機械設備，以適應各種作業環境和要求。如國內挖樹機普遍不包含土球包裝環節，在樹木和土球挖出后，往往由人工進行土球包裝，可以向國外園林企業學習規模化生產的專業技術，在現有的基礎上進行改造升級，使挖樹機在切斷樹木根系、挖掘樹木的同時也具備土球包裝功能，提升其多功能化配置，擴大應用范圍使其能夠適應復雜的園林生態環境作業。如美國Bobcat公司生產的滑移裝載機，掛接不同機頭，可具備清掃、破碎、移樹、開溝等多項作業功能，這不僅能夠提高企業的工作效率，更能幫助企業在日益復雜的市場環境中增強企業的核心競爭力。一臺機械設備的功能越齊全、用途越廣泛，會提升機械本身的市場需求。園林養護機械具備一機多用的特性，可以提升在實際生產活動中的使用效能，提高工作效率，降低生產成本，使園林企業獲得實實在在的利益。

3.3 高效節能性 園林養護機械的需求雖然大，但移樹機、登高修剪機等大型園林養護機械近年來被國內生產和使用，該類機械往往具備價格貴、油耗大、易空置或行程遠等特點，市場效益不明顯。面對國內外產品多樣化、應用普及率低等現狀，可以通過租賃或自主經營的模式，讓一部分有實力的企業先應用起來，在區域內形成獨特的機械產業優勢后再進行推廣，提高園林行業整體機械化水平。園林綠化是一項生態工程，環保節能也是對機械的基本要求，可以通過科學方法，提升能源及材料有效利用率，有效降低產品成本及材料消耗，材料的選擇也最好具有節能性，以此提升經濟與社會效益。積極探索清潔能源的利用，如生物能、水能及風能等[25]。既降低對城市環境的影響，也降低作業成本，進而使得更多的園林企業尤其是中小型企業樂意承擔購買機械設備和后期養護機械的費用。安全是使用的前提，在使用園林養護機械的過程中，需要經常對其進行維護保養，排除安全隱患，保障作業人員安全。78F8C064-13D2-49E5-BCC2-0533F42DCA1C

3.4 設備智能化 隨著人工智能領域的發展，園林養護機械智能化初見端倪，園林養護機械可供開發的空間很大。目前較為常用的是物聯網系統，可以初步實現灌溉管理智能化、實時遠程監測氣象、土壤等功能，還有企業和個人研發自動操作的園林養護機械。如江蘇徐州豐縣李善文發明的無人駕駛履帶式挖樹機，操作人員可在 100 m 范圍內通過遙控器，操作挖樹機作業。該類挖樹機采用遙控技術操作，視線好，避免了看不清誤操作，相比國外駕駛室安裝投影儀，經濟實惠，其履帶軌距可調，可適應不同間距苗木的移植作業[12]。又如通過智能化機械設備自動分析植物的生理特征，根據植物需求對其采用噴灑肥料、修剪等養護措施，只需一鍵實現養護智能化。將園林養護機械與智能化技術進行融合，能夠引領發展潮流的新趨勢[27-28]。

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