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果園機械包含哪些?

果樹生產過程中使用的機具與裝備。主要包括:果園動力、建園、栽植、耕作、施肥、中耕、灌溉、植保、防護自然災害、整形修剪以及采收等作業的機具和裝備。世界上壹些工業發達國家,果樹生產機械化發展迅速,美國在20世紀40年代,基本實現果樹生產機械化,70年代以來,除果品采收和部分細致修剪,仍使用人工作業外,果園其他主要作業項目,都實現了機械化;在歐洲,壹些國家的葡萄生產全過程,已實現機械化。

中國從20世紀50年代開始,果樹生產中使用半機械化生產機具,60年代發展了半機械化的小型機動噴霧機;手扶拖拉機和中、小型輪式拖拉機應用於果樹生產。同時,研制改進了中耕機、施肥機、開溝機等。70年代末,開始研制果樹定植挖坑機,果園風送式噴霧機,果樹行間動力割草機,修剪、采收用升降平臺,液壓修枝剪,震動式山楂采收機,靜電噴霧機,葡萄園噴霧機,綠肥壓青機,施肥開溝機,倒置式樹盤中耕機等。

動力機械

20世紀40年代,果園機械主要有,用於配帶各種作業機具的手扶拖拉機和園藝拖拉機(Gar-den Trater)。60~70年代,發展了果園型拖拉機,根據果園作業的特殊性,形體小,功率為30~50馬力,采用折腰轉向機構,前後輪驅動,可以提高附著重量,改善牽引附著性能,具有良好的機動性,通過性。除後側能牽引或懸掛機具外,還能牽引或懸掛偏置機具,進行樹幹周圍的除草及耕耘作業。拖拉機的前部與中部,也能裝置機具,提高了對果園多種作業的適應性。70年代後期,根據葡萄生產機械化的需要,發展了高低架葡萄園專用型拖拉機,用於立架栽培的葡萄生產,其農機底隙達2米左右,拖拉機跨在葡萄植株上,進行各項管理、采收、集運作業,此類拖拉機的傳動系統結構,除機械傳動外,還采用了液壓馬達。

建園機械

包括用於清理場地、修築梯田、平整園地、修建道路和開挖排灌渠道等作業的通用土建機械,如推土機、鏟運機、平地機、築埂機、挖溝機等,以及由拖拉機配帶果園用的耕翻和挖穴栽植機具。

挖坑機

果樹樹種不同,要求成穴的大小和深淺不壹,挖坑機種類有:①手提機動型。以2~3馬力小型汽油機為動力,配置手把,並安裝有立式螺旋鉆頭,作業時以單人或雙人手提操作,由於機具較輕,鉆頭直徑小,適於坡地上葡萄和雜果類果樹定植挖坑用;②懸掛式挖坑機。本身不配置動力,是由齒箱通過接盤,裝置立式單螺旋或雙螺旋轉頭,整個裝置懸掛於拖拉機上,由拖拉機動力輸出軸驅動齒箱帶動鉆頭旋轉入土而成穴,壹般成穴深度可達80~100厘米,直徑可使用不同大小鉆頭(50~100厘米)。此機械可滿足各種果樹的定植挖坑要求(圖1)。

圖1果樹栽植機械

通常有:①人工投苗植樹機。由機械開溝或挖穴,人工投苗、培土、壓實進行栽植;②半機械化栽植機。由機器開溝,人工投苗,再用鎮壓輪將苗根壓實,用覆土板覆土;③機械化栽植機。由拖拉機牽引開溝、投苗、鎮壓和覆土等各項作業壹次完成。機械化栽植機的栽植裝置有鏈軌式和轉盤式,其結構主要由3部分組成:夾持苗木的夾苗器;帶動夾苗器的傳動裝置;使夾苗器按規定位置夾緊和松開的裝置,與開溝器、鎮壓器、覆土器***同組成壹臺機械化栽植機(圖2)。

圖2果園管理機械

果園管理機械,包括果樹行間和株間耕作、施肥、中耕除草、病蟲害防治、防鳥獸害、防霜凍、整形修剪等項主要作業的機具。

耕作機械

采用通用型的牽引或懸掛犁、耙、旋耕機,進行果樹行間耕翻整地。

施肥機械

溝施使用開溝機開溝,再施入肥料、覆土;撒施使用各種型號的撒施機,將肥料撒布於果樹行間,再用犁耕翻。葡萄施肥機,多采用開溝施肥機,開溝、施肥、覆土等工序壹次完成。

中耕除草機械

果樹的中耕除草,分行間除草和樹盤除草。行間中耕除草機械,有懸掛式鏟翼形中耕機、旋耕機。生草制果園,則多采用刈草機。有圓盤型、往復刀片型和甩刀型。此外,尚有臥式螺旋型刈草裝置。樹盤和株間的中耕除草機械,除采用上述各種工作部件外,尚須加設安全避讓裝置,有全機械式和傳感式等,工作部件多為側置(偏置),當拖拉機行駛在果樹行間作業時,中耕除草工作部件可伸入到樹下,以除去樹幹周圍的雜草,安全裝置觸到樹幹時,使工作部件回轉壹個角度,避開樹幹,通過樹幹後,又回復到原工作位置,繼續工作(圖3)。

圖3植保機械和裝置

包括果樹病蟲害防治,以及防鳥獸、防霜凍等的機具或裝置。①噴霧機械。在20世紀20~30年代,采用的是單管壓縮式,或柱塞式噴霧器,以及手搖式噴粉器;30年代以後,發展了小型單缸機動噴霧機。40~50年代,發展了雙缸和三缸的柱塞或活塞式動力噴霧機,但仍須人工操作噴灑。60年代以來,果園型噴霧機,以風送型為多,有小型機動背負式、拖拉機牽引式(圖4)、或懸掛式和自走式。風送噴霧機(圖5)是當前世界上在果園中發展快、應用最廣泛的機型。其工作原理,是通過動力驅動風機和液泵工作,藥箱中的藥液經輸液管進入藥液泵,在泵的作用下,通過調壓閥,使受到壹定壓力的藥液,壹部分經回水管進入藥箱,通過攪拌裝置進行攪拌,壹部分進入噴灑裝置,在壓力(壹般10千克/厘米2)作用下由噴頭噴出,形成霧化,在風機高速氣流吹送下,對壹次霧化了的霧滴進行第二次霧化,細小的霧粒被均勻地吹送到樹體上,同時,高速氣流形成壹定渦流,將果樹較細枝條和葉片翻動,從而使藥液霧滴均勻覆蓋於枝、葉和果實的表面。②防霜害裝置。利用燃燒燃料產生熱體,使果園氣溫上升,以防止霜凍。使用較多的是反射煙囪式柴油加溫器,每臺燃油消耗量為1.5~4升/小時,每公頃果園須設置100~200臺,標準耗油量為300升/公頃小時。此外,尚有通過噴油嘴燃燒柴油的油壓式加溫器,以液態丙烷為燃料的加溫器。還有以柴油為主劑的固體燃料,壹塊1.5千克的固體燃料,可以連續燃燒4小時,每公頃需300~350個火點;防霜凍空氣加溫裝置,實際上是壹種風機,由於離地面10米左右的空氣溫度比地面高,風機的作用是通過攪動氣流,把上層的暖空氣吹向地面,以達到防霜目的。大部分風機裝於10米高處,螺旋漿直徑為4~5米,壹般由60~80馬力發動機驅動,在對流強度為2.5℃時,此時風機可使果園氣溫上升1.1℃,其工作有效面積約為1.5公頃,對流強度為5℃時,則為3.4公頃,采用雙向風機,其作用面積為8.1公頃。

圖4

圖5修剪機械

果樹的整形、修剪機具。20世紀40~50年代,開始應用於手持的圓盤型、鏈條型氣動、液壓或電動驅動的修剪鋸。美國從20世紀50年代,開始研制機械化修剪,到70年代後期,普及推廣了機械化修剪。修剪機的主要部件,是圓盤式和往復刀片式,多裝置於拖拉機上,也有自裝動力的專用修剪機,以液壓馬達驅動,用於幾何形果樹的外形整形。圓盤形修剪機,是采用圓盤式切割器,有光刃圓盤刀、鋸齒圓盤刀和三角回轉刀等型式。美國的圓盤修剪機,以45馬力拖拉機帶動,其修剪部分為2個高6.6米的立臂,每個立臂上裝有7個圓盤刀,圓盤刀直徑為350毫米,立臂夾角可調節,刀架升降由液壓機構完成,作業時液壓馬達驅動圓盤鋸,轉速為600轉/分,機組行進時,旋轉著的圓盤鋸,將阻礙機組通過的枝條切除,得到要求的樹形。往復刀片型修剪機,只是把圓盤切割器部分改裝為往復刀片裝置,作業方法相同(圖6)

圖6果品采後處理機械裝置

收獲機械

半機械化采收,是利用升降平臺,人工手摘。手動采果工具——充氣膠鉗,是將摘果囊托住果實,用手壓緊空氣膠囊,囊內氣體通過管路進入摘果囊,由於囊內氣壓增加;而抓緊果實,由人工將果實摘下。此外,尚有摘果袋、網、都裝有較長的桿把,可以采摘較高處的果實。

20世紀60~70年代,壹些發達國家研制了機械化采收裝置,有機械式和氣動振動器。振(搖)動采收機的工作原理,是由曲柄連桿振動器或慣性振動器作為振動源,產生振動,通過傳動桿和夾樹器,把振動傳給樹體,使果樹受振,當慣性力大於果實脫落阻力時,果實被振落,再通過收集器,收集裝箱。振動采收機,壹般功率為30馬力左右,振動頻率900~1200次/分,振幅18~45毫米,機械采收,可提高勞動生產率4~11倍,但果實損傷較大,多用於加工用果品,或堅果類果品的采收。中國在20世紀80年代初,研制了振動式山楂采收機,由12馬力手扶拖拉機配套驅動,有較好的采收效果(圖7)。

圖7為了撿拾地面果實,20世紀60年代以來,研制了地面果實撿拾機,有氣吸式、滾針式和機械式。

果品分選(級)裝置

最簡易的分級器是分級孔板,以孔板上不同大小的孔徑來分選果品,純系手工勞動。果品分選機械化的歷史不長,但發展迅速,機械化程度高。普遍采用的裝置有按果品形狀的大小分級;按果品重量分級;按色澤分級(見果實分級)3種:①按果實形狀(大小)分級。利用機械使果實通過具有不同尺寸的選果工作部件,依次選出不同果徑級別的果實。②按重量分級。利用杠桿平衡原理,在杠桿壹端放有平衡重或計量裝置。另壹端放盛果部件,當盛果部件上的果實重量超過平衡重時,杠桿傾斜拋出果實,承載較輕果實時,杠桿越過此平衡重位置前移,當遇到較輕平衡重時,杠桿才傾斜,盛果部件在新的位置拋出較輕果實,由此,將果實分為若幹等級。當前,這種裝置使用廣泛,有些裝置中的計量器已采用電子秤。③按色澤分級。原理是果實從電子發光點前通過時,果實的反射光,被能測定波長的光電管接收,果實色澤不同時,其反射光的波長就不同,電子系統可根據波長進行分析,按對果實色澤的標準要求確定取舍,達到分級目的。

為了滿足果品分選要求,歐美壹些國家,已開始按多種分選原理制成組合式分選裝置,它可使某壹等級的果實達到壹定大小和重量標準,又滿足壹定的色澤要求。目前,分選技術和裝置,已將光電測試技術、電子計算機和自動控制技術,運用於果品分選裝置中。

果品包裝裝置(見果品包裝)。