橡膠施肥機技術分析及效益評價

鄧怡國，張 園※，韋麗嬌，張志揚，張 龍，張 朋

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械研究所，湛江 524091；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院橡膠研究所，儋州 571737；3.湛江市麻章區(qū)倉龍農(nóng)業(yè)技術服務中心，湛江 524088；4.湛江市一兀農(nóng)業(yè)科技有限公司，湛江 524092）

橡膠施肥機技術分析及效益評價

鄧怡國1，張 園1※，韋麗嬌1，張志揚2，張 龍3，張 朋4

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械研究所，湛江 524091；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院橡膠研究所，儋州 571737；3.湛江市麻章區(qū)倉龍農(nóng)業(yè)技術服務中心，湛江 524088；4.湛江市一兀農(nóng)業(yè)科技有限公司，湛江 524092）

受天然橡膠市場價格的持續(xù)走低和農(nóng)村勞動力向城市轉移的現(xiàn)狀影響，橡膠施肥機的研制，雖已能顯著減少橡膠園田間管理輔助用工多、工效低、作業(yè)成本高等問題，但市場接受度仍有待提高。本文據(jù)此分析了現(xiàn)有橡膠施肥機具的技術現(xiàn)狀，并與國內(nèi)外主要開溝施肥產(chǎn)品進行了性能對比，對天然橡膠田間管理施肥機具的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益進行了簡要評價，給出了推廣應用措施。

天然橡膠、施肥、技術分析、效益評價

0 引言

施肥是橡膠樹快速生長、膠乳量增產(chǎn)的重要措施之一。當前在我國乃至整個世界橡膠種植區(qū)，橡膠園施肥還處于較為粗放的管理水平，施肥往往與壓青農(nóng)藝配合進行，主要的農(nóng)藝方式有兩種：一是開溝、施肥，仍以手工作業(yè)為主，依靠人力或者畜力環(huán)樹開壓青施肥溝或在樹與樹之間挖壓青施肥穴，再人工施肥、填壓青料，勞動強度大、效率低、成本高；二是采用挖掘機或輪式拖拉機在橡膠林行間開深溝，再人工輔助施肥，此法雖在一定程度上提高工作效率，但作業(yè)成本節(jié)省并不明顯，且因重復作業(yè)，碾壓地表，破環(huán)橡膠樹已形成的須根系，影響肥料吸收引發(fā)多種問題。隨著農(nóng)村勞動力不斷向城市轉移的趨勢發(fā)展，橡膠園田間幾乎面臨著無人管的窘境，影響了天然橡膠產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[1]。

目前相關機構開發(fā)的橡膠施肥機雖已基本滿足田間管理機械化農(nóng)藝需求，但受橡膠價格影響及種植戶對機械化施肥技術現(xiàn)狀缺乏了解，一時間還無法快速推廣?；诖?，本文分析了橡膠施肥機的技術現(xiàn)狀及效益前景。

1 橡膠施肥機技術現(xiàn)狀及對比分析

1.1 現(xiàn)有橡膠施肥機技術現(xiàn)狀

現(xiàn)有的橡膠施肥機主要根據(jù)主產(chǎn)區(qū)施肥農(nóng)藝的不同分為兩款，即牽引式橡膠施肥機和懸掛式橡膠施肥機。牽引式橡膠施肥機（見圖1右），適用于淺施肥作業(yè)，以拖拉機動力驅動排肥機構，施肥量依靠控制轉速實現(xiàn)微調，開溝深度和幅寬分別約為15 cm和10 cm，此類型施肥機能滿足地表較復雜的地塊作業(yè)，壓青與施肥單獨作業(yè)，機具重心較低，大大減少了輔助用工，方便人工上肥。主要適用于海南植區(qū)。拖拉機懸掛式橡膠施肥機（見圖1左）多采用液壓動力輸出控制排肥，適用于深施肥作業(yè)，開溝深度和幅寬分別約為55 cm和45 cm，如拆除開溝犁，更換壓青犁則為壓青作業(yè)，實現(xiàn)了一機多用[2-4]。此類施肥機主要應用于廣東植區(qū)，常配合壓青一并作業(yè)。兩機具施肥生產(chǎn)率均≥0.4 hm2/h，油耗≤10 kg/hm2，預計1臺機具可替代近20人作業(yè)，作業(yè)成本大大降低。

圖1．橡膠施肥機類型Fig．1 Types of rubber fertilizers

1.2 與同類機型主要技術性能比較

長期以來，我國橡膠園田間管理模式較為粗放，主要的開溝、除草、施肥、噴藥等作業(yè)均基本依靠人工或畜力來完成，且因為地勢的影響，大部分面積與機械化無緣。而國外部分國家普遍推行寬行種植，多數(shù)使用大型高地隙輪式拖拉機牽引式，工效雖高，但大型高地隙輪式拖拉機價格也高，一般超過25萬元，投入大成本高且不適合于我國田塊小、丘陵山地的實際情況。

為了緩解勞動力缺乏及降低橡膠田間管理成本，國家適時對橡膠產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的形勢進行了調控，橡膠施肥等在上世紀80年代初發(fā)展得如火如荼，當時的挖根推樹機、開溝機、自動避讓除草機、挖穴機等在全國各大農(nóng)場的管理中起到了重要作用。但之后到目前，關于橡膠園田間管理機械的報導就聊聊無幾，有的也多見于割膠技術方面的聲音。在施肥技術方面，我國已研制了多種類型的開溝施肥類機械，主要用在甘蔗、大豆、水稻等相對矮化作物上。按配套動力分：一是以微型拖拉機、手扶拖拉機為動力的小型開溝施肥機械；二是以中大型拖拉機為配套動力的懸掛式開溝施肥機械?，F(xiàn)有的橡膠施肥機，通過配備不同工作部件，既適用于開割橡膠林的松土施肥作業(yè)，又適用于新植橡膠園的開溝施肥和苗期開溝施肥培土作業(yè)，實現(xiàn)了“一機多用”，采用拖拉機動力驅動排肥機構，開溝和培土部件均為犁體形式，其排肥結構為轉盤刮板式，通過轉盤轉動，使肥料沿刮板上升并側向偏移，最后肥料離開刮板經(jīng)排肥管落入已開溝的土壤中，每次作業(yè)1～2行，作業(yè)效率可達1.2～1.3 hm2/h，施肥深度20～40 cm，已在廣東湛江、海南農(nóng)墾部分農(nóng)場推廣應用，取得一定的經(jīng)濟效益和社會效益。

國外的施肥機具產(chǎn)品多樣，但投入于橡膠園管理的也未見報導。澳大利亞等甘蔗種植大國多數(shù)采用離心式撒肥機，該裝置是由動力輸出軸帶動旋轉的排肥盤將化肥撒出，它有單盤式和雙盤式兩種。該撒肥機具結構簡單、質量較小、撒施幅度大和生產(chǎn)效率高，但是由于結構復雜、造價高、不同地理環(huán)境兼容性差等原因，國外大多數(shù)全自動機型無法在國內(nèi)使用，更無緣應用到橡膠園管理中[5-9]。

國外和我國臺灣產(chǎn)的應用于其他作物的施肥培土機如AD-240中耕培土兼施肥聯(lián)合農(nóng)具，其施肥機構采用液壓馬達驅動，施肥精確和調整方便可靠，對比我國采用地輪驅動的機具較為可靠和精確，開溝采用深開溝，可達30㎝，有利于提高化肥利用率、保水保濕。但僅適應行距110～140 cm，混合肥料仍需要人工混合肥料，輔助人工多，且價格高達6萬元左右，一般用戶難于接受。

國內(nèi)外研制的開溝施肥機主要技術性能指標如表1。

從表1可知，在性能上，3XKS-1型橡膠開溝施肥機主要性能指標已達到國內(nèi)外同類機型的先進水平，排肥均勻，培土質量好、工作可靠，且配套動力為中型拖拉機，較適應目前橡膠園田間管理的現(xiàn)狀。

從結構來說，該機具相對較小型，框架式機架結構，開溝犁和培土犁與機架連接使用螺栓連接方法，可根據(jù)需要調整開溝犁和培土犁及施肥位置，使施肥位置合理；開溝、施肥和培土同步進行，從而提高了肥料利用率。

開溝犁中犁柱與連接座也使用螺栓連接方法，實現(xiàn)了一機通用的需求。機具上安裝肥量監(jiān)控及報警系統(tǒng)后，可有效解決原來駕駛員需要經(jīng)?；仡^觀看而高度緊張、容易出現(xiàn)疲勞等問題。機具的自動化程度也在逐步提高。

該機具還設計了自動混合肥料施肥裝置，方便實施配方施肥時混合不同比例的肥料，極大程度上減少了輔助用工，延長了機具純作業(yè)時間，提高工效并減少了作業(yè)成本。

從價格來說，本文中研制的3XKS-1型橡膠施肥機銷售價約為1.5萬元，而國內(nèi)同類中耕施肥培土機約為2萬元，國外和我國臺灣等地產(chǎn)的約為5萬元，研制的產(chǎn)品價格約為國內(nèi)同類的65%，約為國外的20%，效率高而成本低，將有利于推廣應用。

表1 國內(nèi)外主要開溝施肥機技術性能指標Tab.1 The main technical performance indicators of domestic ditching fertilizer

2 橡膠施肥機效益評價

2.1 直接效益分析

研制的3XKS-1橡膠開溝施肥機投產(chǎn)后，可帶來直觀的效益。施肥機經(jīng)推廣后普遍受到橡膠種植戶的認可，即可進行批量試生產(chǎn)和應用，2年內(nèi)達到年產(chǎn)50臺的能力，可滿足我國橡膠主要種植地區(qū)的需求，實現(xiàn)年銷售收入100萬元，利稅8萬元。

2.2 社會效益分析

1）緩解目前我國橡膠園田間管理勞動力嚴重缺乏的情況，有利于促進橡膠產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。橡膠種植區(qū)農(nóng)村勞動力非常缺乏，原來從事橡膠田間管理生產(chǎn)等工人近年來受用工價格和橡膠價格的影響，常常雇不到人，迫切需要機械化生產(chǎn)。

2）降低橡膠園田間管理成本，提高農(nóng)民收入。目前，人工挖溝0.7元/個，約600個/hm2（40個/畝），每天約200個，則人工費用為420元/hm2（28元/畝），人工施肥約150元/hm2（10元/畝）。即hm2成本570元（每畝成本約38元）。

橡膠開溝施肥機作業(yè)，每天作業(yè)8 h，作業(yè)小時生產(chǎn)率為0.8 hm2/h，每天可中耕面積80 hm2，即120畝，單位面積燃油消耗量約16 kg/hm2，柴油6.0元/kg，則燃油費用為96元/d。每天人工費用120元，2人配合作業(yè)共240元，則人工費為240元/d，2項綜合的直接作業(yè)成本約336元/d，即約42元/hm2（2.8元/畝）。

每臺設備2.0萬元，小拖拉機12.0萬元，如使用年限按10年計算，設備年折舊費用1.4萬元，年工作時間100 d，每天折舊費用是140元，每天管理和維修費按50元計，合計總費用190元/d，每天施肥面積8 hm2（120畝），則折舊和維修等費用約為25.5元/hm2（1.7元/畝）。

總計機械化作業(yè)成本是67.5元/hm2（4.5元/畝），約為人畜作業(yè)成本的12%，節(jié)省作業(yè)開支495元/hm2（33元/畝），年工作100 d，則年作業(yè)面積800 hm2（12 000畝），則每臺設備與人畜作業(yè)相比，年節(jié)省作業(yè)成本開支約40萬元。

如按收費300元/hm2（20元/畝），每臺設備每年增收為（300-67.5）元/hm2×800 hm2=18.6萬元，即購置設備（包括小型拖拉機）一年可有投資回報了。

因此，實施機械化施肥和人畜作業(yè)相比，工效約提高可至50倍，降低作業(yè)成本80%以上，且化肥施撒均勻，約提高肥料率8%，保證培土質量，理論上能促進提高橡膠產(chǎn)量，從而提高種植效益，促進橡膠產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3）可替代進口產(chǎn)品，為國家節(jié)約外匯。我們自己研制的橡膠開溝施肥機銷售價格為2萬元/臺，而從我國臺灣引進大陸的為5.4萬元，約為臺灣的30%。以3XKS-1型橡膠開溝施肥機替代從我國臺灣引進的同類產(chǎn)品，將為國家節(jié)約外匯。

4）產(chǎn)品成熟和優(yōu)化后，可出口創(chuàng)匯。目前，世界橡膠種植除中國外，主要分布在巴西、哥倫比亞等中南美國家以及越南、印度尼西亞等東南亞國家，大多為發(fā)展中國家，也未開展機械化田間管理工作，而發(fā)展中國家多數(shù)仍是牛耕管理作業(yè)為主。經(jīng)濟實用、工作可靠、價格優(yōu)勢的橡膠開溝施肥機對發(fā)展中國家推動橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義[10]。3XKS-1型橡膠開溝施肥機若年出口量100臺，每臺按口岸價0.5萬美元計，則年產(chǎn)值可達50萬美元。

2.3 生態(tài)效益分析

機械化施肥和人畜作業(yè)相比，化肥深施約20 cm，據(jù)相關研究報道，約提高肥料利用率8%，可大大減少施肥揮發(fā)對田間的污染。

3 橡膠施肥機前景分析與建議

3.1 推廣應用前景

3．3．1 國內(nèi)應用前景

我國橡膠種植面積約120 hm2（1 800萬畝），主要分布在廣東、云南、海南、廣西等省區(qū)，綜合全國約有45%的橡膠林適宜機械化施肥管理。按每臺橡膠開溝施肥機年作業(yè)面積800 hm2（12 000畝）計，全國約需要700臺橡膠開溝施肥機。

通過對廣東湛江及海南東方等地橡膠種植農(nóng)戶的調研發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟、多功能的橡膠施肥機更受農(nóng)戶的青睞。橡膠開溝施肥機可滿足我國橡膠田間管理環(huán)境要求，且因其價格低、配套的小拖拉機有農(nóng)機補貼支持等，一般農(nóng)戶均有能力購置，容易推廣應用。

該機型屬中小機型，適應現(xiàn)階段我國橡膠田間生產(chǎn)條件，價格大約是國外同類產(chǎn)品的20%，我國橡膠種植農(nóng)場、專業(yè)戶等均有能力購買。按全國機械化種植推廣應用程度45%，適宜機械化中耕管理面積53.3萬hm2（800萬畝）計，約需要700多臺橡膠開溝施肥機。每臺中耕機年節(jié)省開支約15萬元，全國橡膠種植業(yè)年節(jié)省開支達1 000萬元以上。

3．3．2 國外應用前景

目前，世界主產(chǎn)橡膠的發(fā)展中國家多數(shù)仍是牛耕作業(yè)為主，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和市場競爭的需要，降低橡膠田間管理成本，多角度提高橡膠種植效益，將是所有橡膠生產(chǎn)國所面臨的首要問題，且世界橡膠市場價格波動劇烈，各國都實行積極保護本國市場的橡膠政策，以扶持本國橡膠生產(chǎn)的發(fā)展，這給經(jīng)濟實用、工作可靠、價格優(yōu)勢的橡膠開溝施肥機提供較好的外向型發(fā)展空間[11-12]。

3XKS-1型橡膠開溝施肥機若年出口量100臺，按口岸價0.5萬美元/臺計，則年產(chǎn)值可達50萬美元。

3.2 推廣應用計劃與措施建議

1）可在相關農(nóng)場建立機械化橡膠園田間管理示范基地，以此輻射和帶動我國主要橡膠田間管理機械化技術的推廣應用。湛江市地處雷州半島，地理及氣候條件優(yōu)越，橡膠種植面積大，大部分較適宜機械化田間管理，有相對較好的橡膠機械化推廣應用基礎。

2）成立專業(yè)機耕服務隊（戶）。我國部分橡膠種植戶人均種植橡膠面積較小，部分農(nóng)戶不一定都能購置橡膠施肥機具，而成立專業(yè)機耕服務隊（戶）可較好地解決此問題，并可充分發(fā)揮橡膠施肥機工效高、作業(yè)成本低的優(yōu)勢和潛力。

[1]張園，鄧怡國，韋麗嬌，等．橡膠園田間管理機械化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J]．湖北農(nóng)業(yè)科學．2016，55（12）：2993-2996．

[2]王瑞麗，潘廣鑫，魏鳳蘭，等．秸稈深還開溝合壟施肥機設計與試驗[J]．農(nóng)機化研究，2016年（1）：90-94．

[3]顏利民，劉洋，李亞雄，等．葡萄開溝施肥機的設計與試驗[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學，2015，43（34）：355-357．

[4]何義川，湯智輝，孟祥金，等．2 FK－40型果園開溝施肥機的設計與試驗[J]．農(nóng)機化研究，2015年（12）：201-204．

[5]李良剛．樹木間斷施肥機的研制[J]．農(nóng)機使用與維修，2016（7）：19-20．

[6]張園，鄧怡國，韋麗嬌，等．橡膠園開溝機具的試制與試驗[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學，2015，43）26）：364-365,372．

[7]左興健，武廣偉，付衛(wèi)強，等．風送式水稻側深精準施肥裝置的設計與試驗[J]．農(nóng)業(yè)工程學報，2016，（32）：14-21．

[8]張園，鄧怡國，韋麗嬌，等．橡膠園開溝施肥機的研制與試驗分析[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2016（5）：50-54．

[9]張涵，周嶺，丁羽，等．果園固態(tài)有機肥施肥機的絞龍設計[J]．中國農(nóng)機化學報，2016（1）：69-72．

[10]田耘，趙亞祥，潘世強，等．2 BFJ-6型變量施肥機田間作業(yè)效益分析[J]．農(nóng)機化研究，2015（3）：34-36，53．

[11]梁兆新．甘蔗破壟施肥蓋膜機械化技術及效益分析[J]．廣西農(nóng)業(yè)機械化，2015（3）：18-21．

[12]陳軒敬，趙亞南，柴冠群，等．長期不同施肥下紫色土綜合肥力演變及作物產(chǎn)量響應[J]．農(nóng)業(yè)工程學報．2016（z1）：139-143．

Technical Advantage and Benefit Analysis of Rubber Fertilizer

Deng Yiguo1,Zhang Yuan1*,Wei Lijiao1,Zhang Zhiyang2,Zhang Long3,Zhang Peng4
(1.Tropical Agricultural Machinery Research Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Zhanjiang 524091,China; 2.Rubber Research Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Danzhou 571737,China; 3.The Center of CangLong Agricultural Technology Service for Zhanjiang City,Guang Dong Zhanjiang 524088,China; 4.Agricultural Science and Technology Co.,Ltd.of YIWU,Guang Dong Zhanjiang 524092)

By the natural rubber market prices continue to decline and the transfer of rural labor to the status quo of the impact of the development of rubber fertilizers,although it can significantly reduce the rubber plantation field management and auxiliary employment,low efficiency,high operating costs and other issues,but the market acceptance Room for improvement.In this paper,the present situation of the technology of natural rubber fertilization equipment is analyzed,and compared with the main fertilizing products at home and abroad,the economic,social and ecological benefits of fertilizers such as natural rubber field management are analyzed briefly.Out of the promotion and application of measures.

rubber,fertilization,Technical analysis,benefit evaluation

海南省自然科學基金項目（20165204）；湛江市科技計劃項目（2015A03023）；中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院橡膠研究所基本科研業(yè)務費專項資助（1630022015023）

鄧怡國（1978—），男，湖南衡陽人，碩士，副研究員，主要研究方向為熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工裝備與工程。廣東省湛江市麻章區(qū)湖秀路3號，524091。E-mail：dyg7810@21cn.com

※通訊作者：張園（1984—），男，陜西西安人，碩士，機械工程師，主要研究方向為熱帶農(nóng)業(yè)裝備與工程。廣東省湛江市麻章區(qū)湖秀路3號，524091。E-mail：zhang198414@126.com