施曉佳

摘要：橡膠業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用，隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)天然橡膠的需求量不斷增加，而天然橡膠是通過橡膠樹獲得的。割膠技術(shù)以及割膠機(jī)械直接影響橡膠產(chǎn)量，對(duì)此分析了我國橡膠樹割膠技術(shù)的發(fā)展衍變過程，以及目前使用較廣泛的一些割膠機(jī)械，并提出一種半自動(dòng)軌道式割膠機(jī)，同時(shí)分析了我國割膠勞動(dòng)力的現(xiàn)狀并指出解決勞動(dòng)力緊缺的建議。

Abstract： The rubber industry plays an important role in the economic development of China. With the development of the society， the demand for natural rubber， which can be obtained from the rubber tree， is increasing. The rubber tapping technology and the tapping machine directly affect the rubber production. This paper analyzes the development and evolution process of rubber tree tapping technology in China， as well as some widely used tapping machines， and puts forward a system of semi automatic track tapping machine. At the same time， it analyzes the status quo of the labor force shortage in China and provides some suggestions.

關(guān)鍵詞：天然橡膠；割膠技術(shù)；割膠機(jī)械；勞動(dòng)力

Key words： natural rubber；tapping technology；tapping machines；labor force

中圖分類號(hào)：F316.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）30-0275-03

0 引言

我國從20世紀(jì)50年代初開始種植橡膠樹，50多年來，我國的天然橡膠產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，目前有云南省、海南省、廣東省三個(gè)主要橡膠種植基地，同時(shí)也具有較完善的橡膠產(chǎn)業(yè)，截止至今種植面積和產(chǎn)量均位于世界第五位[1-2]。眾所周知，種植橡膠樹的目的在于獲取橡膠產(chǎn)量，而橡膠業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用，橡膠產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于人們生活、工作的各個(gè)方面。橡膠制品被設(shè)計(jì)并普遍應(yīng)用于交通、醫(yī)療、電子和建筑等多個(gè)不同的行業(yè)[3]。而為了滿足越來越高的天然橡膠需求量，就必須提高橡膠樹的產(chǎn)量。一般來說，要想獲得橡膠高產(chǎn)量，首先還是要從根本解決，即選取并種植優(yōu)質(zhì)、產(chǎn)量高的橡膠樹品種，通過選育種來實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量；其次是就是在培育過程中，通過有效管理、加強(qiáng)橡膠樹生長(zhǎng)的水肥化，從而來提高產(chǎn)膠潛力；當(dāng)然還可以在后期獲取橡膠的過程，通過一些有效的先進(jìn)的割膠技術(shù)和割膠機(jī)械來提高產(chǎn)膠量[4]。

因?yàn)橄鹉z樹一旦種植并開割后要持續(xù)割膠幾十年，基于橡膠樹持久的生命力，換句話說就是一批橡膠樹可能會(huì)伴隨一位膠工的一生，基本無法通過品種改良或者水肥管理來增強(qiáng)這一批橡膠樹品質(zhì)從而提高橡膠產(chǎn)量。那么在這段時(shí)間內(nèi)能夠提高橡膠產(chǎn)量的獲取，并且比較方便可行的途徑就只有提高割膠技術(shù)以及改良割膠機(jī)械。如何通過割膠技術(shù)、機(jī)械的改進(jìn)，既能提高橡膠產(chǎn)量的獲取，又能大幅度解放膠工雙手、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，是一直以來人們不斷探索并想要實(shí)現(xiàn)突破的話題，也是國家天然橡膠產(chǎn)業(yè)所所追求的目標(biāo)[4]。

1 割膠技術(shù)歷史進(jìn)程

世界割膠技術(shù)的歷史進(jìn)程大致可以分為3個(gè)階段：第一階段為斧砍階段。最早時(shí)期橡膠原產(chǎn)地人們都用斧頭砍樹取膠，這種方法既傷樹又不能持久產(chǎn)膠；第二階段為傳統(tǒng)割膠階段。1887年至1980年近百年時(shí)間，人們普遍采用連續(xù)割膠法，即次年繼續(xù)在頭年的割口上割膠取膠，這樣子比起直接砍樹取膠不會(huì)傷害橡膠形成層，保持了橡膠樹幾十年持續(xù)產(chǎn)膠的能力。第三階段為刺激割膠階段。大約在1960年末，人們發(fā)覺乙烯對(duì)于橡膠樹有低頻高效的刺激作用[4]，故此用乙烯利刺激的割膠技術(shù)在全球引起了強(qiáng)烈反響[5]。隨著發(fā)展，現(xiàn)在乙烯利逐漸被乙烯氣體所代替，形成新的氣刺割膠技術(shù)，實(shí)驗(yàn)證明，氣刺割膠由于將割線長(zhǎng)度從S/2縮短至S/8，加快了割膠速度，從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率[6]。對(duì)于人均割膠數(shù)量提高，橡膠產(chǎn)量增加，割膠崗位規(guī)模擴(kuò)大，減輕膠工勞動(dòng)強(qiáng)度等眾多方面起到了積極的作用[7]。但是氣刺割膠技術(shù)也暴露了很多問題，一方面由于技術(shù)落實(shí)不到位，而氣室安裝高度要求過高（氣室必須要按照地形的實(shí)際情況進(jìn)行安裝），導(dǎo)致出現(xiàn)諸如漏氣、氣室堵塞、外流嚴(yán)重等問題，使得氣刺產(chǎn)量效果不佳[7]。另一方面由于部分膠農(nóng)過分追求使用氣刺割膠來增產(chǎn)，在工作時(shí)充氣頻率過高、劑量使用過大從而破壞了橡膠持續(xù)產(chǎn)膠能力。以上問題進(jìn)一步導(dǎo)致氣刺割膠使用時(shí)間不長(zhǎng)[7-9]。

我國在割膠方面的研究起步較晚，且開展的普遍是割膠制度方面的研究，割膠技術(shù)層面的研究很少。目前大多數(shù)采用的還是利用傳統(tǒng)的割膠刀進(jìn)行割膠，割膠水平有待提高。國內(nèi)學(xué)者一直在探索割膠現(xiàn)狀與發(fā)展、割膠技術(shù)、新技術(shù)應(yīng)用、膠工短缺與割膠效率、天然橡膠高產(chǎn)高效等眾多方面的問題，嘗試研究智能割膠技術(shù)在割膠中的應(yīng)用理論以及智能割膠機(jī)理論設(shè)計(jì)[10]。總之傳統(tǒng)割膠技術(shù)仍然是目前我國使用最多的割膠方式，但采用此方法存在橡膠樹死皮率高、膠乳干膠含量低、割膠技法要求高等缺點(diǎn)，所以對(duì)于割膠技術(shù)的探索仍然是一項(xiàng)艱巨任務(wù)[11]。

2 割膠機(jī)械發(fā)展與探索

割膠方法是收獲天然橡膠的關(guān)鍵因素，而割膠機(jī)械直接決定割膠效率、傷樹程度、作業(yè)強(qiáng)度和橡膠產(chǎn)量[12]，所以對(duì)于割膠機(jī)械的探索顯得格外重要。傳統(tǒng)推式割膠刀是目前最常用的割膠機(jī)械，膠工在使用傳統(tǒng)的割膠刀割膠時(shí)需要雙手、雙腳、以及眼睛、身體之間相互四配合環(huán)繞繞橡膠樹半周，這就對(duì)膠工的技術(shù)熟練程度要求極大，大大增加了割膠的技術(shù)難度[13]。近年中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所[14]研發(fā)出了便攜式旋切和旋割兩款電動(dòng)割膠刀。電動(dòng)割膠刀在傳統(tǒng)割膠刀完全依靠人力的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了部分自動(dòng)化，設(shè)置有特殊的保護(hù)裝置，不僅可以控制割膠時(shí)候的深度，還能將橡膠樹的耗皮量限制在1.5至3.0毫米范圍內(nèi)[15]，減輕了膠刀對(duì)乳管的壓力，能夠增加乳膠排放量，提高割膠勞動(dòng)效率，降低膠工勞動(dòng)強(qiáng)度和割膠技術(shù)難度。割膠刀大約重400克，使用起來簡(jiǎn)單方便[15]。試驗(yàn)表明，割膠操作簡(jiǎn)便、效果良好，為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采膠奠定了一定的基礎(chǔ)[16]。但是以上電動(dòng)割膠刀還是比較依賴人力，在自動(dòng)化程度上還可以繼續(xù)改進(jìn)，從而進(jìn)一步降低膠工的作業(yè)難度。而中國許振昆[17-18]、印度馬修·扎卡里亞斯[19]等研發(fā)了捆綁式全自動(dòng)割膠機(jī)，以自動(dòng)化機(jī)械代替人工，對(duì)橡膠樹實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)割膠，最大程度的解決了人工技術(shù)強(qiáng)度大，作業(yè)技術(shù)要求高，以及人工割膠不夠精細(xì)化等問題。但因成本昂貴及機(jī)械性能、割膠效果等原因，仍無法在生產(chǎn)上大面積推廣使用。張俊雄等[20]設(shè)計(jì)了一種撓性仿形割膠裝置，該機(jī)具只需要操作者保持固定，將撓性部件緊壓于樹干割面和出膠面，利用附著于撓性部件上的刀具對(duì)橡膠樹皮產(chǎn)生切削作用，能夠有效降低膠工操作時(shí)候的勞動(dòng)強(qiáng)度和技術(shù)難度。但是天然橡膠樹干并非理想的圓柱形，其表面存在凸起或凹陷等形狀不規(guī)則的缺陷，大大增加了割膠難度。

依據(jù)以上割膠機(jī)械的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種半自動(dòng)軌道式割膠機(jī)，包括導(dǎo)軌裝置、行走機(jī)構(gòu)和切割裝置。導(dǎo)軌裝置相對(duì)割膠路線平行設(shè)置，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置于軌道上并能沿軌道在切割橡膠樹皮的平面內(nèi)移動(dòng)，切割裝置設(shè)置于行走機(jī)構(gòu)上。這種半自動(dòng)軌道式割膠機(jī)必須滿足下列設(shè)計(jì)要求：①在整個(gè)割膠過程中，我們?cè)谇懈钛b置上設(shè)計(jì)了抵觸輪作為一個(gè)撓性仿形機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)割膠刀在導(dǎo)軌裝置上依靠行走機(jī)構(gòu)移動(dòng)時(shí)，割刀位于割線上方并時(shí)刻保持與割線面緊密接觸。②可以根據(jù)實(shí)際情況，手動(dòng)調(diào)節(jié)割膠刀伸出長(zhǎng)度，一旦調(diào)節(jié)好以后，割膠刀與抵觸輪的相對(duì)位置鎖定。③采用平切式割膠方式，可以有效避免老膠線纏刀和碎屑污染膠水問題[18]。④割膠刀兩側(cè)均設(shè)置刀刃，以便進(jìn)行往復(fù)切割。進(jìn)一步，為了對(duì)非理想樹干進(jìn)行仿形，我們可以采用多個(gè)均布于仿形架上的導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪設(shè)置有可伸縮彈簧，在彈簧力的作用下，導(dǎo)向輪能夠?qū)闲圆考o壓于樹干表面，從而對(duì)非理想樹干進(jìn)行仿形，大大改善了對(duì)非理想樹干的仿形效果[21]。這道工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化有以下好處：①割膠刀沿軌道行走，不需要人為地控制力度、割膠方向及割膠深度，操作簡(jiǎn)單，進(jìn)一步降低了工人應(yīng)具備的割膠技術(shù)熟練程度，從而擴(kuò)大了勞動(dòng)力來源。②消除了手工割膠的費(fèi)力勞動(dòng)和工人單獨(dú)割膠的危險(xiǎn)。③提高了膠乳的產(chǎn)量。④割膠過程只需要通過行走機(jī)構(gòu)拖動(dòng)割膠刀沿軌道行走即可，與其他設(shè)置橫向移動(dòng)裝置和豎向移動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，便于制造及操作，有助于大幅度降低成本[17-18]。此外，由于撓性部件自身的張力，能夠保證其緊貼于樹干表面進(jìn)行可靠仿形，從而降低操作者人眼仿形的難度[20]。總之該半自動(dòng)軌道式割膠機(jī)可降低割膠的勞動(dòng)強(qiáng)度和技術(shù)難度，提高的割膠機(jī)的適應(yīng)性，可有效降低割膠成本，實(shí)現(xiàn)個(gè)人獨(dú)立割膠，目前正在繼續(xù)研究改進(jìn)之中。

3 割膠勞動(dòng)力的分析

經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)橡膠生產(chǎn)總投入中，割膠過程的勞動(dòng)投入占到了百分之七十以上。目前割膠生產(chǎn)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：一是膠工的作業(yè)環(huán)境太差，作業(yè)強(qiáng)度和難度太高[22]。已知《橡膠樹割膠技術(shù)規(guī)程》規(guī)定常規(guī)割膠的深度需要控制在0.16-0.24cm范圍內(nèi)，所以膠工在割膠時(shí)既不能割得太淺，否則橡膠樹不排膠，也不能割得太深，要不然會(huì)傷及樹的木質(zhì)部，從而影響次生皮生長(zhǎng)[23]。則要想得到較高的橡膠產(chǎn)量同時(shí)不破壞橡膠樹的持續(xù)產(chǎn)膠能力，這就要求膠工必須要掌握較高的割膠技術(shù)，并能夠應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)工作中[23]。所以在對(duì)膠工這一勞動(dòng)力有較高要求之后，勞務(wù)報(bào)酬的支出也就隨之增高。二是膠工短缺[24]。我國目前膠工老年化嚴(yán)重，不僅工作效率低，對(duì)割膠技術(shù)的接收和認(rèn)知水平也沒有提升，割膠技術(shù)沒有明顯的改變或者說是停滯不前[22]。在我國產(chǎn)業(yè)日益增多的情況下，橡膠業(yè)勞動(dòng)力被很多其他產(chǎn)業(yè)搶奪的現(xiàn)象顯而易見；同時(shí)由于橡膠生產(chǎn)工作艱苦，絕大多數(shù)年輕人都不愿意從事割膠工作[25]。

目前我國在割膠方面主要還是需要人工實(shí)現(xiàn)，而一些研制出的自動(dòng)割膠機(jī)雖然可以解決人工問題，可又存在成本太高以及割膠精度不準(zhǔn)確等問題，所以即使機(jī)械代替人工從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、解放雙手是一個(gè)未來發(fā)展的大方向[26]。但還是需要從完全人工到人工與機(jī)械配合，繼而慢慢實(shí)現(xiàn)機(jī)械完全代替人工，即實(shí)現(xiàn)割膠全面自動(dòng)化的發(fā)展愿景[21，26]。天然橡膠價(jià)格波動(dòng)大，嚴(yán)重影響了膠農(nóng)的種植信心，部分膠農(nóng)不愿意花費(fèi)得不償失的人力物力財(cái)力去割膠，部分橡膠樹種植地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)種植其他經(jīng)濟(jì)作物來代替橡膠樹的現(xiàn)象[27]。而農(nóng)戶對(duì)割膠技術(shù)、割膠制度的認(rèn)知以及認(rèn)可程度對(duì)橡膠產(chǎn)業(yè)影響很大。何長(zhǎng)輝等[27]對(duì)農(nóng)戶割膠技術(shù)認(rèn)知及其影響因素分析的調(diào)查問卷中反應(yīng)了我國當(dāng)前主要的膠農(nóng)年齡主要集中在40～60歲，這就展現(xiàn)了兩個(gè)很矛盾的事實(shí)：對(duì)割膠作業(yè)相對(duì)熟悉、可以保證產(chǎn)業(yè)收益的膠農(nóng)年齡偏大，而割膠產(chǎn)業(yè)中的年輕勞動(dòng)力供給不足。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)膠農(nóng)受教育水平以初中為主，普遍存在受教育程度偏低的問題。這就增加了想要提高膠農(nóng)對(duì)割膠技術(shù)、機(jī)械的認(rèn)知以及操作能力的難度。而想要培養(yǎng)新興力量就必須在制度以及技術(shù)、機(jī)械方面足夠吸引年輕勞動(dòng)力，同時(shí)需要更多科技知識(shí)分子來為了我國橡膠事業(yè)不斷努力，怎么提高割膠技術(shù)、完善割膠機(jī)械，從而能夠最大程度實(shí)現(xiàn)多贏。

4 結(jié)論

橡膠樹的經(jīng)濟(jì)效益來源于割膠所獲橡膠，一棵橡膠樹可以連續(xù)割膠幾十年，在這個(gè)過程中割膠技術(shù)和割膠機(jī)械對(duì)橡膠樹壽命以及橡膠產(chǎn)量均影響巨大[11]。此外對(duì)于目前割膠主要還是依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)膠工作業(yè)來完成，而膠工作業(yè)環(huán)境差以及老齡化等現(xiàn)象，急需解決方案?？傊覈鹉z產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)步伐是很緩慢的，我們必須在前進(jìn)的路上不斷整合整個(gè)產(chǎn)業(yè)的體系，形成一個(gè)強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈。相信新一代的割膠技術(shù)不斷推出，割膠機(jī)械不斷改進(jìn)，同時(shí)膠農(nóng)的認(rèn)知不斷進(jìn)步、割膠制度不斷完善，我國的橡膠產(chǎn)業(yè)一定會(huì)有一個(gè)美好的明天。

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