雷竹覆盖砻糠吸放机应用初报

邵香君楼理敏周菊敏张有珍沈振明陈钢山(浙江省临安市林业局浙江临安3300浙江省临安市工程师协会浙江临安3300)

雷竹覆盖砻糠吸放机应用初报

邵香君1楼理敏2周菊敏1张有珍1沈振明1陈钢山2
(1浙江省临安市林业局浙江临安311300
2浙江省临安市工程师协会浙江临安311300)

在雷竹笋覆盖栽培过程中，覆盖与收集砻糠是非常关键的作业环节，其人工费用占整个生产过程人工费的41.3%。砻糠吸放机的试制成功，为雷竹林覆盖栽培机械化迈出了重要的一步。设备初步应用结果显示:一台机器2人操作，667 m2竹林覆盖与收集砻糠2项作业可节省9个人工，且只要3 h就完成砻糠覆盖，5 h完成收集和堆放作业，大大缩短了作业时间，提高了作业效率。但设备的完善和推广应用也面临着一些问题，为此文章提出了切实可行的建议。

雷竹林；覆盖栽培；砻糠吸放机；推广应用

雷竹 [Phyllostachys violascens(Carr.)A.et C. Riv.]是我国特有竹种，主产地为浙江省临安、德清、余杭等地[1-3]。特别在临安，雷竹笋的生产是农民的主要收入之一，其产值占全市农、林、牧、渔业产值的5%，对提高临安市农民生活水平具有重要的作用[4]。目前，临安市有雷竹林面积2万hm2，其中约20%的雷竹林实施了早出覆盖栽培技术，其竹笋产值占雷竹笋总产值的80%以上。在竹林覆盖栽培过程中，覆盖及收集砻糠需要大量人工。一方面，随着劳动力紧缺，忙时请不到人工，延误农时；另一方面，用工成本逐年提高，覆盖和收集成本已成为增加竹笋生产成本、减少竹农经济收入的重要因素。因此，研制、开发雷竹生产经营机械势在必行。

1 雷竹覆盖栽培作业现状

1.1 作业环节及用工状况

雷竹林覆盖栽培过程中的主要作业环节包括除草、施肥、翻耕、覆盖砻糠、浇灌、挖笋、收集砻糠、砍老竹等[3]，目前只有除草、打药及浇灌过程可以借助机械作业完成，其他作业环节还是人工作业。对横畈、青云、西天目等竹笋专业合作社调查显示 (表1)，在整个培育过程中，每667 m2需要29个人工，按200元/工计算，需支付工资5 800元。其中砻糠覆盖、挖笋、收集砻糠3个环节用工数最多，占总用工数的75.9%。由于在竹笋生长过程中其出笋位置、出笋时间、生长速度等随机性较大，从当前技术看，挖笋作业的机械化难度较大。为此，首先考虑在砻糠覆盖与收集过程中实现机械化，这2个环节的人工数占总人工数的41.3%。

/667 m2作业环节 除草 施肥打药 翻耕 覆盖砻糠 浇灌 挖笋 收集砻糠 砍竹钩梢 合计用工数/个 0.5 2.0 2.0 5.0 0.5 10.0 7.0 2.0 29.0占总用工比/% 1.7 6.9 6.9 17.2 1.7 34.5 24.2 6.9 100.0工资支出/元 100 400 400 1 000 100 2 000 1 400 400 5 800作业方式 割草机 喷雾器 人工 人工 水泵 人工 人工 人工

1.2 砻糠覆盖与收集作业

砻糠覆盖作业主要工序有装砻糠 (将砻糠装入簸箕等容器)、搬运 (将砻糠挑或背到竹园内)和覆盖 (将砻糠均匀摊平在竹园)；收集作业主要工序有收集 (将竹园中的砻糠装到簸箕等容器中)、搬运 (通过肩挑人扛搬运到指定场地)和堆放 (将砻糠倒出)。

2 砻糠吸放机械化作业的必要性

2.1 劳动力紧缺，影响产业可持续发展

砻糠覆盖或收集的时节，劳动力紧缺是最大的难题。村里常住村民大多是上了年纪的人，不适宜重体力劳动；而竹园作业季节不等人，没有足够的劳动力就无法按时完成，对竹笋培育带来不利影响。因此，覆盖和收集砻糠只能找外地民工。劳动力的缺乏，使得竹林覆盖面积减少，从而影响竹笋产业的经济效益和可持续发展。

2.2 工资涨幅快，成本增加，收益降低

覆盖砻糠一般每667 m2需要5个人工，收集需要7个人工。2项作业需要用12个人工，人工工资按200元/天计算，需要支付工资2 400元。人工成本的增加，相应减少了竹农的经济收益。

2.3 人工作业劳动强度大，作业效率低下

竹林面积大，作业时需要工人在作业道 (堆放场地)和竹林之间来回奔波，劳动强度大，作业效率低。

2.4 错过农时影响竹笋上市时间和竹子生长

砻糠覆盖有最佳时间段，过早覆盖将影响竹子生长，过迟覆盖将影响竹笋上市时机。一般覆盖作业期为30 d左右。过早收集砻糠影响竹笋产量，过迟收集砻糠会造成竹鞭上浮，一般收集作业期为45 d左右。错过农时亦会影响竹农的经济收益。

3 砻糠吸放机械化作业的难点

1)砻糠中杂质多。竹林中的砻糠有许多杂质，如杂草、竹枝、竹叶、小石块、泥土等，不利于机械化作业。

2)竹林砻糠潮湿。潮湿的砻糠密度大，经几个月的日晒雨淋，结成板块状，这就要求机械设备具有较强的吸力。

3)竹子生长随机。竹子生长位置不规律，间隔疏密不一，机械设备难以进入竹林，要求设备不能太大。

4)竹林地形复杂。竹林分布面积大，地面不平整，作业道狭窄，不便于大型机械设备移动。因此要求设备能适应复杂地形，具有过沟、上坡、过松软地的能力。

5)能源供给不便。很多竹林无法供电，只能采用内燃机动力，这将增加设备体积和运行成本。

6)设备利用率低。砻糠覆盖与收集作业期短，设备利用率较低，不利于短期投资回报。要求设备具有全天候作业能力，如晴天或雨天、白天或夜晚均能作业，通过延长作业时间来提高设备利用率。

4 砻糠吸放机的开发过程及工作原理

2010年，开始制作第一代砻糠收集机，其组成包括1台带电机的风机和2根输送管。砻糠吸入进料管进入风机，经过叶轮从出风口及输送管输送砻糠。在试验过程中出现了砻糠被粉碎、风机堵塞等情况，无法实际应用，研制工作被搁置下来。2015 年5月，林业部门和工程师协会成立攻关小组，分析失败的原因，对风机、分离器、卸料器、动力机等部件进行多次设计、改进、试验、分析、再改进，并根据气流输送原理进行重新设计。

改进后的砻糠吸放机 (图1)采用负压气流收集和正压气流输送原理。在砻糠的传输过程中避免与叶轮直接接触，提高风机工作效率。整个设备在基座上安装风机及动力装置，在风机进风口与吸料管之间安装一个分离器。采掘器收集到的砻糠通过吸料管进入分离器，砻糠与空气分离，分离后的砻糠经卸料器 (锁风器)落入风机的出风管，在高压气流的吹动下通过输送管达到指定堆放场地。

5 砻糠吸放机的应用效果

5.1 作业能力

设备作业时将其停放在作业道上，吸管及输送管由作业人员带入竹林，管道设计长度30 m。试验显示，砻糠收集速度为2.5 m2/min，每667 m2用时4～5 h可以完成收集和堆放。砻糠覆盖是收集的逆过程，因覆盖砻糠时吸料管放在砻糠堆中，可以连续进料，输送效率较高，覆盖速度比收集速度快1倍以上。

5.2 全天候作业

试验样机可以收集潮湿的砻糠，阴雨天也能使用，再配上照明设施，可以夜间作业，达到了全天候作业的要求。因此，设备在农时季节可以连续使用，大大提高了设备的利用率。

5.3 机动性

试验样机已优化设计成履带式自行结构，将风机、内燃机、分离器、卸料器整体安装在底盘上。远距离运送可以自行上下汽车，过沟、爬坡、软土通行能力大大加强，便于在复杂的地形中移动和使用。

5.4 运行成本

使用柴油机，8 h耗油不到30 L，油费约180元。设备既可覆盖砻糠又可收集砻糠，每年可以使用3个月左右。每台设备价格8万元，按5年折旧，每个使用日折旧费不到200元。

5.5 与人工作业比较

与人工作业相比，大大减少了用工数量 (表2)。每667 m2覆盖作业可节约620元，收集作业可节约640元，总计节约成本1 260元。一台设备2个人操作，每667 m2竹林覆盖只需要3 h，收集只需要5 h。如果每天作业10 h，实际可以覆盖约2 000 m2或收集约1 334 m2。

图1 竹林砻糠吸放机样机

表2 机械作业与人工作业比较

6 潜在效益分析

6.1 节约支出，增加竹农收入

临安市每年雷竹林覆盖面积约4 000 hm2，这部分竹林若有50%采用机械化覆盖和收集作业，则每年可节约开支超过3 780万元。

6.2 设备成本回收快

预算购买设备成本8万元。下半年覆盖作业期(30 d)使用，保守估计可以覆盖4 hm2，比人工作业节约支出3.72万元；上半年收集作业期 (45 d)使用，保守估计可收集3 hm2，比人工作业节约支出2.88万元；2项共计节支6.6万元 (设备折旧、操作作业人员工资已另外计入机械作业开支)。由于667 m2竹林覆盖只需要3 h，收集只需要5 h，如果每天作业10 h或两班制作业，人停机不停，提高设备利用率，则经济效益会更加明显，当年就可以收回投资成本。

6.3 增加设备制造业产值

就临安市而言，50%的雷竹林机械化作业需要设备666套，作为设备制造企业，可以增加产值5 328万元。

6.4 促进竹林基础设施改造

有了高效的砻糠覆盖与收集设备，反过来可以推动基础设施改造。开辟林道和作业道会影响种植面积，减少竹笋产量。但因开辟林道，减少栽种面积带来的损失完全可以从降低人工支出费用中弥补。每667 m2竹林按50 m间隔开辟1.3 m宽的作业道，长度是13 m，占用林地面积为16.9 m2。目前，临安市每667 m2雷竹林平均毛收入1.5万元左右，一些管理较好的竹林能达到3.5万元；而因开辟林道，减少栽种面积带来的损失只有380元。

6.5 前景效益显著

该设计方案已申请国家专利，在临安市实际应用取得效益的基础上，产品可逐步推广至全省以及外省，将产生更大的经济和社会效益。

7 设备推广应用存在的问题与建议

7.1 存在的问题

1)竹林作业道不完善。为了提高工作效率，设备必须具备足够的功率。同时，为了提高砻糠与空气的分离效果，分离器也需要有足够大的体积。因此，整套设备具有一定的体积，进入竹林至少需要有1.3 m宽的作业道。一些合作社的成片竹林已有机耕路及作业道，可以方便进行机械化作业。但还有很多竹林缺少作业道，导致设备无法进入竹林。

2)设备定价较高。由于前期投入研制设备的资金较多，定型生产的首批设备定价较高，首批使用设备的竹农购买成本较高，会影响竹农使用机械设备的积极性。

3)设备生产企业缺乏初始投资。为了将设备批量应用于竹林覆盖砻糠，必须预先生产出一批商品化设备，因此需要流动资金贷款。

7.2 建议

1)加快土地流转，集中经营竹林。为适应竹林作业机械化的需要，在条件成熟的地区应加速土地流转，规模化经营竹林。

2)政府扶持林道建设。对现有竹林实施基础设施改造，连片竹林开辟作业道。横畈竹笋专业合作社已有10 hm2竹林按标准化进行改造，竹林中留出了足够宽度的主作业道和辅助作业道 (兼有砻糠堆放功能)，为机械设备进入竹林打下了基础。对于村级组织或林农自发组织，进行成片竹林集中改造林道，建议给予适当的政策补助。

3)建立专业化服务组织。覆盖与收集砻糠，作业期短，购买设备投入较大，规模较小的竹农单独购置设备不现实。建议采用2种方式进行专业化服务。一种方式是合作社购买设备，除了完成合作社的作业任务外，还服务于本村竹农；另一种方式是按区域，自发组建市场化运作的专业服务队，走村串户服务竹农。这需要合理布点，并给予政策扶持。

4)购机补助，助力推广。新设备需改进的地方较多，在正式鉴定和定型生产前无法列入国家农机补贴目录。生产企业要尽快制定企业标准，首台设备按标准进行检验，收集应用报告，申请新产品鉴定。根据设备的使用效果和研制成本，给予 “地方特色农机”补助。

5)信贷支持，形成产能。对研制竹林耕作机械的厂家给予信贷优惠支持，尽快形成批量生产能力，以应对首批推广应用。

6)院校合作，优化改进。研制单位要继续对设备进行优化改进，建议与浙江省农科院、浙江农林大学等科研院校合作，积极申报省市级科研项目。在保证生产效率的基础上，研制更灵巧，适用面更广的竹林机械。

7)鼓励创新，适当奖励。为鼓励工程技术人员在研制林业机械设备中的创新精神，对所研制设备在应用中取得实际效果的研发人员或团队给予奖励。

8 小结

雷竹砻糠吸放机的初步应用结果显示，要提高机械化作业效率，还需要种植的标准化。随着竹林作业用工难问题的日益突出，竹林耕作机械化迫在眉睫。农村土地流转承包的进一步实施，为机械化生产打下了重要基础。这也是一项 “接地气”的惠农实事工程，将对竹笋产业的可持续发展带来积极的影响。

[1] 方伟，何钧潮，卢学可.雷竹早产高效栽培技术[J].浙江林学院学报，1994，11(2):121-128.

[2] 江祖潭，方伟，何钧潮.雷竹笋用林高产高效栽培技术[M].北京:中国林业出版，1995.

[3] 陈明亮.雷竹林分地下鞭系统构型及其细根特征研究[D].武汉:华中农业大学，2013.

[4] 张柯柯，沈振明，何均潮，等.临安市雷竹林经营状况调查与分析[J].福建林业科技，2016，43(1):239 -243.

Primary Report on the Application of Rice Chaff Relocating Machine in Mulching for Phyllostachys violascens Cultivation

Shao Xiangjun1Lou Limin2Zhou Jumin1Zhang Youzhen1Shen Zhenming1Chen Gangshan2
(1 Lin'an Forestry Bureau，Lin'an 311300，Zhejiang，China
2 Lin'an Engineer Association，Lin'an 311300，Zhejiang，China)

In the process of mulching for Phyllostachys violascens(Carr.)A.et C.Riv.cultivation，the covering and collecting of rice chaff are the key steps，which requires 41.3%cost of human resources during the whole cultivation. The successful trial of rice chaff relocating machine is an important step towards the mechanization of mulching for Ph. violascens(Carr.)A.et C.Riv.cultivation.The results showed that one machine could be operated by 2 workers for covering and collecting rice chaff from 667 m2land，which could save the work of 9 labors，and moreover，only 3 h is required for the covering of rice chaff on the field and 5 h for the rice chaff collection and relocation，which greatly shortened the operation time and increased the effectiveness.However，the improvement and promotion of the machine also encountered some problems.Therefore，the paper came up with some practical and feasible suggestions.

Phyllostachys violascens(Carr.)A.et C.Riv.，mulching for cultivation，rice chaff relocating machine，promotion and application，suggestion

10.13640/j.cnki.wbr.2016.06.004

邵香君，本科，工程师，研究方向为竹类经营与利用。E-mail:zyzwcl＠163.com。