河北農(nóng)垚科技有限公司 王雷

我國許多果園內(nèi)部果樹間距較大，有足夠的生長(zhǎng)發(fā)育空間，而且光照充足，所以果園內(nèi)部雜草數(shù)量和種類比較多，一般生長(zhǎng)于果樹株間，增加了除草難度。部分果園還是采用人工除草的方式，雖然也使用了果園割草機(jī)，但在應(yīng)用過程中還存在缺陷，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)、作業(yè)特點(diǎn)和功能需求等方面的持續(xù)研究，并結(jié)合使用現(xiàn)狀制定專門的發(fā)展策略，推動(dòng)我國果園割草機(jī)進(jìn)一步發(fā)展。

1 果園割草機(jī)的關(guān)鍵部件和技術(shù)

1.1 切割裝置

果園割草機(jī)中切割裝置為重要組成部分，關(guān)系到整機(jī)工作效率，應(yīng)保證該裝置結(jié)構(gòu)的質(zhì)量性能達(dá)標(biāo)，為雜草清理工作順利開展提供保障。果園割草機(jī)中切割裝置類型比較多，其中旋刀式和錘刀式裝置較為常用，這兩種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行效率和速度比較快，可滿足多種類型雜草的清除需要，但由于割刀轉(zhuǎn)速較快，消耗的功率比較大；往復(fù)式割草裝置則具有割茬整齊的特點(diǎn)，可將切割的雜草應(yīng)用到飼料制作當(dāng)中，但是實(shí)際使用期間的作業(yè)效率低，而且無法對(duì)雜草進(jìn)行粉碎處理[1]。

1.2 行走系統(tǒng)

果園割草機(jī)的行走系統(tǒng)主要分為牽引式和自走式兩種，牽引式割草機(jī)需要與拖拉機(jī)搭配使用，借助拖拉機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的作用力來牽引割草設(shè)備，這類果園割草機(jī)的功率較大，可以進(jìn)行高效作業(yè)，除草較為徹底，能夠大面積除草。自走式割草機(jī)有專門的駕駛位置，主要通過工作人員操控該設(shè)備，這類割草機(jī)的質(zhì)量良好，無需依賴其他設(shè)備，除草過程較為靈活。而這類行走割草機(jī)還可分為輪式和履帶式，前者適用于平原地區(qū)，后者適用于丘陵山區(qū)，可根據(jù)果園種植區(qū)域環(huán)境條件靈活選擇。

1.3 仿形裝置

果園割草機(jī)中的仿形裝置作用也較為明顯，可以根據(jù)果園果樹植株的高度和地面情況等對(duì)割茬高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保整體高度均勻，以免受到地面障礙物的影響而出現(xiàn)割刀破損的現(xiàn)象，能夠保證果園割草機(jī)在使用期間順利通過。我國果園割草機(jī)中的仿形裝置技術(shù)還不夠成熟，而且受到地勢(shì)條件的影響，果園內(nèi)部環(huán)境條件也相對(duì)復(fù)雜，所以在運(yùn)用割草機(jī)除草時(shí)對(duì)仿形裝置的需求比較高，應(yīng)保障相關(guān)裝置的可靠性，為除草作業(yè)順利開展提供安全作業(yè)條件[2]。

2 國內(nèi)外果園割草機(jī)發(fā)展對(duì)比

2.1 國外果園割草機(jī)特點(diǎn)

許多歐美國家的果園種植模式得到了基本統(tǒng)一，主要以矮砧密植型為主，在實(shí)際生產(chǎn)期間也實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的有機(jī)結(jié)合，雜草清理階段割草機(jī)有足夠空間運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)果園內(nèi)部除草工作的標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化作業(yè)。國外許多國家所用的割草機(jī)類型比較多，整體性能也較為優(yōu)良，可根據(jù)需要快速完成割草作業(yè)，而且還引入了多種先進(jìn)技術(shù)，割草機(jī)的信息化水平有所提升。日本等國家的果園種植模式主要砧適植型為主，農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝的融合程度比較深，會(huì)在建園階段考慮到割草需求提前預(yù)留好割草機(jī)械運(yùn)行空間，便于割草機(jī)順利通過，從而提高果園除草工作的機(jī)械化水平。國外果園割草機(jī)在生產(chǎn)期間實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)手段的綜合運(yùn)用，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)更加合理，實(shí)用性、便捷性和靈活性比較強(qiáng)，在智能化技術(shù)的支持下也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化作業(yè)，果園除草技術(shù)水平比較高[3]。

2.2 國內(nèi)果園割草機(jī)特點(diǎn)

我國的果園割草機(jī)還處于初期發(fā)展階段，矮砧密植型果園種植規(guī)模逐步擴(kuò)大，果園割草機(jī)也要能夠適應(yīng)矮砧密植型和喬砧適植型兩種種植模式。牽引式割草機(jī)比較適用于矮砧密植型果園除草，但是這類割草機(jī)的割幅、作業(yè)角度適應(yīng)性等有待優(yōu)化，與國外的果園割草機(jī)相比還有較大的進(jìn)步空間，而且機(jī)械設(shè)備功率比較小，無法保障作業(yè)效率，還需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的深入研究。自走式割草機(jī)在我國的起步較晚，雖然設(shè)備種類比較多，但在實(shí)際使用過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，不能保證整個(gè)過程的安全性與可靠性，而且整體的自動(dòng)化、智能化水平較低，沒有實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)備的有效研究與使用，無法滿足多地區(qū)果園雜草清除要求，機(jī)械設(shè)備發(fā)展期間存在技術(shù)瓶頸。

3 果園割草機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析

3.1 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝沒有實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合

從大部分果園經(jīng)營情況來看，在園區(qū)建設(shè)時(shí)沒有充分考慮到機(jī)械化除草作業(yè)需求，所選擇的種植模式不利于割草機(jī)進(jìn)入和工作，存在機(jī)械設(shè)備割幅與果樹行距不匹配的情況，因此在實(shí)際進(jìn)行除草時(shí)需要進(jìn)行反復(fù)多次作業(yè)，工作效率比較低，這類問題在矮砧密植型果園中較為常見。而對(duì)于喬砧適植型果園，由于果樹主要枝條與地面距離較近，目前運(yùn)用的果園割草機(jī)體積比較大，不能對(duì)這類果樹林區(qū)雜草進(jìn)行有效處理，從而影響果園除草作業(yè)順利開展，會(huì)在一定程度上降低果園種植效益。

3.2 果園割草機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平低

許多割草機(jī)在使用期間的可靠性和安全性比較差，生產(chǎn)階段不注重質(zhì)量把控，生產(chǎn)技術(shù)水平比較低，從而導(dǎo)致所用的產(chǎn)品設(shè)備質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)，影響割草機(jī)械的長(zhǎng)期使用。而且在投入使用期間消耗的功率比較大，不但無法保證除草質(zhì)量和效率，還會(huì)產(chǎn)生較多不必要的功能損耗，整體的應(yīng)用效益比較低，容易出現(xiàn)質(zhì)量安全問題，這對(duì)果園割草機(jī)后續(xù)的持續(xù)發(fā)展有著阻礙作用，要想促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展，還應(yīng)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入研究與優(yōu)化。

3.3 割草機(jī)初期設(shè)計(jì)不合理

對(duì)果園割草機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)之前，沒有考慮到設(shè)備整體的作業(yè)速度和割刀速率，存在二者不協(xié)調(diào)、不匹配的情況，導(dǎo)致最終的作業(yè)質(zhì)量達(dá)不到理想效果[4]。目前運(yùn)用的果園割草機(jī)中的割刀作業(yè)速度與機(jī)具速度問題還沒有得到真正解決，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)割草不徹底和重復(fù)作業(yè)的情況。在機(jī)械設(shè)備作業(yè)速度較快時(shí)，割刀速率跟不上會(huì)導(dǎo)致漏割；在割刀速度較快時(shí)則會(huì)在同一位置重復(fù)作業(yè)，割草機(jī)消耗的功率比較大，整體作業(yè)效益的得不到保障。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇不合理

果園割草機(jī)在使用期間應(yīng)注重持續(xù)革新，根據(jù)具體使用效果對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，使其能夠滿足不同地區(qū)果園機(jī)械化除草需求。但事實(shí)上，許多果園割草機(jī)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性不足，不能適應(yīng)山區(qū)丘陵果園的路面狀況，整體的通過性能不強(qiáng)；有些割草機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的整體性能不高，在使用期間容易產(chǎn)生較多的機(jī)械損失；同時(shí)，整機(jī)材料選擇是否合理對(duì)果園割草機(jī)的整體質(zhì)量和性能有著較大影響，若材料選擇不恰當(dāng)，只考慮到強(qiáng)度和剛度問題，則無法實(shí)現(xiàn)靈活作業(yè)，增加機(jī)械損耗；另外，果園割草機(jī)割刀強(qiáng)度、韌性不足也是較為常見的問題，實(shí)際作業(yè)階段易出現(xiàn)刀具斷裂和老化磨損嚴(yán)重的問題，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期使用。

3.5 果園割草機(jī)的精細(xì)化作業(yè)程度差

現(xiàn)階段使用的果園割草機(jī)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)果園內(nèi)行間和株間雜草的全面、全方位清除，自動(dòng)識(shí)別和避障功能不強(qiáng)，運(yùn)行期間會(huì)受到果園內(nèi)較多障礙物的影響，無法快速、高效完成果園內(nèi)部除草工作，還容易出現(xiàn)果樹樹干識(shí)別錯(cuò)誤的情況，信號(hào)指令傳遞不及時(shí)，避障時(shí)間比較長(zhǎng)，內(nèi)部傳統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行匹配等，不能實(shí)現(xiàn)整體除草任務(wù)的高質(zhì)高效完成，影響果園除草工作的精細(xì)化開展，導(dǎo)致果園割草機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化水平低，不能滿足當(dāng)前果園生產(chǎn)種植需要。

3.6 果園割草機(jī)的智能化水平待提升

許多高新技術(shù)沒有與果園割草機(jī)械進(jìn)行充分結(jié)合，割草機(jī)的整體性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)會(huì)受到傳統(tǒng)技術(shù)的影響，先進(jìn)性待提升，雖然也運(yùn)用了較多的自動(dòng)化、信息化技術(shù)，但還是處于初期試驗(yàn)階段，沒有實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的真正落實(shí)，所以目前運(yùn)用的果園割草機(jī)其智能化水平?jīng)]有達(dá)到理想高度。實(shí)際除草工作中所用的割草設(shè)備主要以手扶式、背負(fù)式為主，智能化和自動(dòng)化割草機(jī)沒有得到普及與運(yùn)用，還需要對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行持續(xù)研究，注重對(duì)果園割草機(jī)的改進(jìn)創(chuàng)新。

4 果園割草機(jī)發(fā)展策略分析

4.1 加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合建設(shè)

矮砧密植型和喬砧適植型是果園生產(chǎn)種植中比較常見的兩種模式，在運(yùn)用果園割草機(jī)開展除草工作時(shí)需要充分考慮到兩種種植模式的特點(diǎn)，而后根據(jù)果園內(nèi)部環(huán)境選擇適宜的除草設(shè)備和除草方式，應(yīng)做到農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的有機(jī)結(jié)合。第一種果樹種植模式在平原地區(qū)較為常見，果園建設(shè)階段也要考慮到機(jī)械化作業(yè)問題，提前預(yù)留割草設(shè)備的作業(yè)通道，便于后續(xù)割草作業(yè)順利開展。第二種果樹種植模式常見于丘陵山地區(qū)域，在園區(qū)建設(shè)過程中保障所用割草設(shè)備有足夠的作業(yè)空間，以免在實(shí)際作業(yè)期間對(duì)果樹植株造成影響。對(duì)于老舊果園則可以進(jìn)行適當(dāng)修枝與合理間伐，為果園割草機(jī)使用提供作業(yè)條件。

4.2 持續(xù)提升果園割草機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平

目前果園割草機(jī)的種類逐漸增多，在實(shí)際研發(fā)生產(chǎn)過程中也需要充分考慮到果園種植模式的差異，保證割草機(jī)的割幅能夠與果園行距相匹配，提高割草機(jī)的實(shí)用性，也可以將自動(dòng)化技術(shù)融入其中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障和參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而更好地滿足果園除草要求。在實(shí)際進(jìn)行果園割草機(jī)生產(chǎn)的過程中，也要對(duì)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，在保證割草機(jī)使用性能的基礎(chǔ)上提高其耐久性以及使用期間的安全性，注重先進(jìn)生產(chǎn)制造技術(shù)的合理運(yùn)用，切實(shí)提高制造質(zhì)量和生產(chǎn)水平，使其能夠得到長(zhǎng)期使用。

4.3 做好果園割草機(jī)設(shè)計(jì)工作

果園割草機(jī)初期設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮到機(jī)械作業(yè)速度和割刀速率的匹配問題，根據(jù)除草工作的開展需要對(duì)不同類型割草設(shè)備所用配套機(jī)械的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析，而后結(jié)合割草需要對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證動(dòng)力適宜，以促進(jìn)果園除草工作高效開展。同時(shí)，在進(jìn)行果園割草機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中，也要對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行合理設(shè)置，保證割刀轉(zhuǎn)速與割草機(jī)整機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)速率一致，以免出現(xiàn)割草不徹底和功率消耗過大的情況。要想提高割草機(jī)的使用性能，在設(shè)計(jì)階段也需要重視新技術(shù)的研究與運(yùn)用，盡量減少生產(chǎn)成本，提高使用效益[5]。

4.4 優(yōu)化果園割草機(jī)的結(jié)構(gòu)材料

果園割草機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到該機(jī)械設(shè)備的整體性能，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代果園生產(chǎn)種植需要，以種植模式為依據(jù)對(duì)割草機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，還應(yīng)注重國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，汲取經(jīng)驗(yàn)，對(duì)割草機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致分析，結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)改造，實(shí)現(xiàn)液壓、氣動(dòng)、機(jī)電一體化技術(shù)的綜合運(yùn)用，以提高相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用效能。對(duì)于果園割草機(jī)中使用的材料設(shè)備也需要進(jìn)行合理選擇，保證所用材料的強(qiáng)度質(zhì)量達(dá)標(biāo)，提高刀具的耐磨性，防止割刀在使用期間出現(xiàn)斷裂情況，使得該構(gòu)件能夠得到長(zhǎng)期使用。

4.5 實(shí)現(xiàn)果園除草的精細(xì)化作業(yè)

要想實(shí)現(xiàn)果園割草機(jī)的全方位、精細(xì)化作業(yè)，滿足不同種植模式果園的除草需要，可引入定位技術(shù)對(duì)果園情況進(jìn)行全面掌握并進(jìn)行精準(zhǔn)定位，可以自動(dòng)識(shí)別果園內(nèi)部障礙物、高效完成除草作用，降低多方面因素造成的影響。還可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于采集到的圖像信息進(jìn)行綜合分析與處理，并聯(lián)合多種信息技術(shù)和建模軟件技術(shù)等對(duì)果園雜草的分布情況、具體范圍和密度等進(jìn)行全面分析，掌握果園內(nèi)部雜草的具體情況，便于后續(xù)除草工作的針對(duì)性開展，保障果園除草機(jī)除草計(jì)劃的合理性與可行性。

4.6 提高果園割草機(jī)的自動(dòng)化和智能化水平

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支持下，各類機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平有所提升，果園割草機(jī)在應(yīng)用和發(fā)展過程中也應(yīng)注重多種高新技術(shù)的合理引進(jìn)與運(yùn)用，不但可以快速完成相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)制造，提高整機(jī)性能，也可以利用信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)完成果園內(nèi)部雜草清除工作，根據(jù)實(shí)際情況合理規(guī)劃除草線路，從而實(shí)現(xiàn)高效自主作業(yè)。同時(shí)，合理利用智能化和自動(dòng)化技術(shù)也能夠?qū)麍@割草機(jī)使用過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控與管理，在出現(xiàn)異常時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行相應(yīng)處理，保障除草作業(yè)開展期間的安全性與穩(wěn)定性。智能化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)型是果園割草機(jī)發(fā)展的主要方向，應(yīng)加強(qiáng)持續(xù)研究。

5 結(jié)語

果園雜草清除工作對(duì)果園割草機(jī)械的功能、性能、作業(yè)質(zhì)量等有著較高要求，應(yīng)根據(jù)我國果園發(fā)展實(shí)際需要對(duì)割草設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，結(jié)合果園內(nèi)部情況設(shè)計(jì)適應(yīng)性和實(shí)用性強(qiáng)的割草機(jī)械，豐富作業(yè)模式，使其滿足不同類型果樹的除草需要。還應(yīng)充分發(fā)揮智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，實(shí)現(xiàn)除草工作的自動(dòng)化和智能化開展，改善傳統(tǒng)除草機(jī)械使用中的不足，切實(shí)提高果園除草機(jī)械化水平，為果園生產(chǎn)作業(yè)效率提升提供有力支撐。