甘肅油橄欖生產機械化技術研究與試驗示范*

何成秀，石林雄，張中鋒，劉鵬霞，鄧煜

(1. 甘肅省農業機械化技術推廣總站，蘭州市，730046； 2. 隴南市經濟林研究院油橄欖研究所，甘肅隴南，746000)

0 引言

甘肅是我國油橄欖主產區之一，隴南市武都區地處甘肅省東南部，山大溝深，全年平均氣溫14.9 ℃[1-2]，氣候與土壤條件和世界油橄欖主產區地中海國家相似，是甘肅省油橄欖最佳適生區[3-4]。橄欖油除了作為健康的食用油，也是醫藥、化工、釀酒等行業的主要原料[5-6]，因此甘肅省將油橄欖產業納入優勢特色產業發展統籌考慮、通盤謀劃，產業規模不斷擴大。目前隴南市油橄欖種植面積達42.666 khm2，年產鮮果38 kt，年產橄欖油5.7 kt，油橄欖種植面積、鮮果產量、橄欖油產量均位居全國第一，是我國最大的油橄欖產業基地[7-8]。

目前甘肅省隴南市油橄欖產業涉及武都區、宕昌、文縣、康縣、西和、禮縣6個縣區44個鄉鎮，343個行政村，41萬人口，已成為隴南貧困群眾脫貧致富的支柱產業。近年來，甘肅省在油橄欖品種選育、栽培技術、加工榨油等環節突破了一些技術難題，但隴南市武都區90%的油橄欖種植在海拔1 300 m以下的丘陵半山區[9-10]，機械化運輸采摘的“瓶頸”一直沒有破解。油橄欖機械化生產水平很低，無法筑路通車的陡峭山坡油橄欖運輸主要靠“人扛馬馱”，油橄欖靠傳統的純人工采摘，運輸、采摘等關鍵環節“無機可用、無好機用”，制約了當地油橄欖產業的規模化快速發展。

針對甘肅省隴南市油橄欖特色產業機械化生產現狀，本文根據《甘肅省農業農村廳關于印發2020年地方性特色產品包抓實施方案的通知》，研究甘肅省油橄欖機械化生產技術體系和配套機具。提出以山地單軌運輸車、田園管理機、機械輔助采摘平臺為配套機具的油橄欖機械化生產技術模式，通過試驗示范和推廣應用，解決甘肅省隴南山區油橄欖運輸、田間管理和采摘等關鍵環節機械化生產技術難題。

1 油橄欖生產機械化技術配套體系

甘肅省隴南市引種油橄欖40多年來[11-12]，由于特殊的地理條件，大部分油橄欖種植在半山干旱地區，山高坡陡，修建道路成本高、難度大，大多園地不通車路，油橄欖果實運輸主要依靠肩挑背扛[13-14]。大規模種植的油橄欖采摘一直靠傳統的純人工采摘，效率低、成本高、勞動強度大，集中采摘期用工荒問題突出，油橄欖運輸采摘環節“無機可用”。40%分散種植的油橄欖田園管理“無好機用”。針對這一現狀，本文開展油橄欖生產機械化技術研究攻關，積極調研國內外相關技術和模式，聯合省內企業研制及引進相關機具，在分析油橄欖主產區種植特點和果園地形條件的基礎上，研究提出油橄欖生產機械化配套技術體系，如圖1所示。

圖1 油橄欖生產機械化配套技術體系

2 油橄欖生產機械化試驗示范

2.1 山地單軌運輸車試驗示范

隴南市武都區油橄欖種植面積占9個縣區油橄欖種植面積的92.22%[15]，大部分油橄欖種植在無法筑路通車的陡峭山坡。根據當地實際情況，從2020年初開始，項目組深入武都區多個鄉鎮，進行實地考察，選取武都區外納鎮興源農民專業合作社和武都區油橄欖開發中心油橄欖種植示范基地兩個試驗點，首次在甘肅省油橄欖主產區研制安裝山地單軌運輸車2臺(套)。單軌運輸車由機頭發動機、變速箱、驅動裝置、制動裝置、軌道、車廂等組成。驅動形式為齒輪齒條式，軌道長度均為1 500 m，寬度為50 mm，厚度為72 mm。運輸車最大載重量為200 kg，最大運行坡度分別為40°和36°。2020年10月，在兩個試驗點分別進行兩臺山地單軌運輸車作業性能試驗，測試單軌運輸車滿載下坡時間、空載上坡時間、單位小時運輸量和運行安全可靠性。試驗結果如表1所示，運輸作業如圖2所示。

表1 單軌運輸車試驗結果Tab.1 Results of monorail transport vehicle experiment

圖2 單軌運輸車運輸作業

由表1可知，山地單軌運輸車每小時平均運輸552.7 kg，人工每小時往返一趟搬運50 kg，單軌運輸車運輸量相當于11個勞動力的搬運量，作業效率高，減少成本50%，同時極大地減輕了農民的勞動強度。單軌運輸車占地空間小，可在0.8 m狹窄的空間穿行，齒輪與軌道的齒條緊密配合，在坡地運行時不會下滑，終點設置自動停車裝置，運行安全平穩。解決了道路條件差的田間果園中果實、農作物、農藥、肥料、勞動工具等物料的上下坡運輸問題，實現油橄欖自動化運輸作業，解決了武都山區油橄欖機械化運輸難題。

2.2 田園管理機試驗示范

隴南市武都區90%以上油橄欖種植在半山干旱地區，集中連片規模化種植的油橄欖基地只占50%左右[16-17]，分散種植的油橄欖由于地塊小、山坡地形的局限性，田間整地除草、開溝施肥等機械化水平很低，2021年6月，項目組在武都區外納鎮選擇6個示范小區開展油橄欖果園機械化整地除草、開溝施肥試驗示范，示范區基本情況如表2所示。

表2 示范區基本情況Tab. 2 Fundamental statistics of demonstration area

試驗選擇3TGQ-4R型、3TG-4.05L型、3TGQ-4A 型三種不同結構型式、不同除草和開溝裝置型式的田園管理機，分別在坡度不同的示范小區進行作業試驗。作業效果如表3所示，通過試驗示范，為油橄欖種植戶選購適合不同土壤質地和坡度要求的田園管理機提供參考。

表3 田園管理機作業情況Tab. 3 Operations of the pastoral management machine

由表3可知，3TG-4.05L單軸履帶式和3TGQ-4A雙軸防滑齒形鐵輪田園管理機在坡度較大的地塊作業效果較好，在地勢平坦的種植區三種結構的機具作業效果良好；除草輪和甩刀式除草裝置漏除率低，鏟式除草裝置適合植被根系較深的地塊，但漏除率較高；開溝刀片開溝深度較淺，如果土壤堅實度大，施肥深度較深時選擇犁鏵式開溝裝置。

2.3 機械輔助采摘平臺試驗示范

西班牙、意大利、希臘、以色列等油橄欖主產國，根據不同的地形和油橄欖種植的農藝要求，有不同的采摘方式和機械。早期分散種植的油橄欖由于種植的株行距沒有規范化標準化，主要通過人工采摘。標準化、集約化種植的油橄欖主要靠機械采收，大大提高了采收效率，保證油橄欖果在最佳采收季按時采收[18-21]。甘肅省油橄欖采收基本靠傳統的純人工采摘，成本高，勞動強度大，集中采摘期用工荒問題突出。為解決油橄欖果人工采摘費時、費工，采收期過長影響油橄欖果品質等難題，項目組2021年11月在隴南佛堂溝油橄欖種植基地選取4個示范小區進行油橄欖機械化采摘平臺試驗示范。示范小區基本情況如表4所示。

表4 示范小區基本情況Tab. 4 Basic situation of the demonstration unit area

根據示范小區油橄欖種植株行距、樹高、冠幅，試驗示范的3GPY-500型履帶式液壓升降油橄欖采摘平臺，配套動力36.8 kW，最大提升高度3 m，最大液壓伸展寬度2.8 m，載重500 kg，最高行駛速度13 km/h，可四工位同時作業。每個示范小區，各選4個勞動力為一組，先機械采收1 h，在同一示范小區，同一組人，人工采收1 h，進行機械輔助采摘和人工采摘比對試驗，采摘試驗對比結果如表5所示。

表5 機械輔助采摘與純人工采摘結果對比Tab. 5 Comparison of results between mechanically assisted picking and pure manual picking

純人工采摘油橄欖容易將油橄欖樹枝拉斷，爬樹采摘不僅費力，還危險，每個人每小時只能采摘約20 kg。機械輔助采摘平臺可自由調節高度，安全省力，采摘效率是純人工采摘的3.1～3.5倍，降低了勞動強度，緩解了采收季用工難問題。

3 試驗示范推廣效果分析

3.1 經濟效益分析

根據油橄欖運輸、田間管理、采摘三個環節機械化生產前后影響作業成本的相關因素，結合農業機械生產投入產出評價方法，建立油橄欖機械化生產節本增收計算公式。即

(1)

(2)

Yi=TmiCi

(3)

式中：E——機械化生產每公頃節本增收值，元；

i——運輸、田間管理、采摘三個生產環節，i=1，2，3；

Xi——人工作業每公頃生產成本，元；

Yi——機械化作業每公頃生產成本，元；

Kri——人工作業生產成本校正系數；

Kmi——機械化作業生產成本校正系數；

Tri——人工作業時間，h/hm2；

Tmi——機械化作業時間，h/hm2；

Si——單個勞動力日工資，元；

Ci——機械化作業平均每小時作業成本，元。

其中Kr1=0.80，Kr2=0.90，Kr3=0.85；Km1=1.10，Km2=1.35，Km3=1.20；Si=200。

按表1、表4、表5測量的油橄欖每公頃平均產量、人工和機械化作業效率數據，由式(1)～式(3)計算油橄欖機械化生產每公頃節本增收3 150元。

3.2 示范推廣帶動效應

山地單軌運輸車因地制宜解決了隴南油橄欖種植40多年來，因山路陡峭、無法修路，油橄欖運輸依靠“人背馬馱”的問題。自2020年以來，示范推廣28 hm2，目前隴南市武都區在兩水大灣溝橄欖園、外納鎮興源農民專業合作社、峪河茶園共建有4條油橄欖運輸軌道，可覆蓋作業面積270 hm2。單軌運輸車現已納入武都區農機新產品購置補貼范圍。2022年隴南市武都區下達第一批財政銜接推進鄉村振興補助資金，用于軌道運輸設施建設。計劃于2022年10月前，新建山地單軌運輸機軌道54條共31 250 m，可解決17個鄉鎮34個村996.9 hm2的油橄欖等特色產業運輸難題。

油橄欖機械輔助采摘平臺，在大面積多點示范推廣過程中，有效發揮油橄欖種植大戶的示范引領和帶動作用。2022年隴南市武都區財政銜接推進鄉村振興補助資金用于油橄欖基地建設，3.3 hm2以上的橄欖園210處，將逐步由機械輔助采摘平臺實現采摘。

為減輕農戶的購機成本，提高田園管理機使用效率，2022年隴南市武都區積極推廣“龍頭企業+合作社+種植戶”模式，為油橄欖種植戶提供機械化托管服務，進而有效帶動小農戶共同發展油橄欖特色產業，鼓勵貧困戶通過依法流轉土地使用權、林權等方式參與項目開發，通過土地流轉得租金、務工投勞得薪金、認領管護得酬金、入股分紅得股金，促進農民就業增收。

4 結論

1) 油橄欖生產機械化技術和配套機具的試驗示范和推廣應用，改變了長期以來甘肅省隴南丘陵山區油橄欖運輸、田間管理、采摘等關鍵環節“無機可用、無好機用”的現狀，實現當地油橄欖自動化運輸和機械化輔助采摘，油橄欖生產逐步由勞動密集型產業向機械化生產發展。

2) 山地單軌運輸車的成功研制應用，每小時平均運輸552.7 kg，相當于11個勞動力的搬運量，作業效率高，運輸成本減少50%；機械輔助采摘平臺安全省力，采摘效率比純人工采摘提高33%，極大地減輕了農民的勞動強度，緩解了采收季用工難問題，提高了產業效益，實現油橄欖每公頃節本增收3 150元。

3) 建議農機推廣部門加強與科研單位、高校和企業的協同攻關，組建專家技術團隊，加強與油橄欖主產國的學習交流，借鑒國外先進技術和模式，加快油橄欖機械化采摘機具的研發推廣，推動甘肅省油橄欖特色產業持續高效發展。