常见林业整枝设备优缺点及适用范围分析

陈体銮　霍光青

摘要：整枝作业是一项重要的林业生产作业，选择怎样的整枝设备是整枝作业中首先要解决的问题。文章通过对常见整枝设备优缺点及适用范围的分析，为整枝设备的选择提供一定的依据。

关键词：整枝；整枝设备；整枝作业车

中图分类号：TP73文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）08-0045-02

一、整枝的作用

整枝是培育无节或少节木材的主要手段之一。我国自20世纪50年代就开始营造人工林，达到速生丰产林标准的林地现在已有200多万公顷，由于管理粗放，使单位时间和单位面积内的木材生长量较低，由于没有按用材林标准进行定向培育，致使成林的人工林资源质量低劣，不能满足工业用材的质量要求。由此可见，人工林的管理是林业生产的重要问题之一。整枝作业是一项重要的林业生产作业，对整枝设备的研究具有十分重要的意义。

整技能提高木材质量：木材多节，尤其是死节，是木材材质的一个重要缺陷。因节子破坏木材的均匀性，使木材纤维倾斜，降低木材强度。节子硬度大，会使锯刨加工困难，干燥时易开裂；有死节的板材，干燥时节子会松弛脱落形成空洞。所以适当地控制死节的数量，是提高木材质量的重要途径。

未整枝的活节率为26%，修枝后的活节率为84%，活节率提高58%，未修枝节子的横断面积为1.377cm2，修枝后节子的横断面积为1.143cm2。由此看出，修枝不但能提高活节率，而且缩小了节子的横断面积，从而有利于提高木材质量。

整枝可增加树干的通直度：修除活枝后，可以看到在树干上部，接近树冠的部位，有直径生长增加的现象，这是由于同化物质从树冠向下流经树皮切口时不能直接通过，必须沿着切口之间的狭窄区域往下运行，这就影响了同化物质的运行速度，造成切口上部同化物质积累，下部同化物质减少的状况。因此，在切口上方的树干生长量有所增加，而切口下部的树干的生长量有所减少，从而增加了树干的通直度。

整枝可以提高圆度：修枝对树干横断面积的生长形状也有一定的影响，观察表明，在树干同一部位上同年修枝的节子，修枝后全部被包进树干，形成活节，使树干的横断面近似圆形；未修枝的节子没有被包进去，使树干的横断面近似方形，可见修枝对树干横断面的圆满度也有一定影响。

整枝可提高林木的生长率：修除树冠下部受光极差的枝条，修掉妨碍主干生长的竞争枝、大侧枝及枯枝，能促进林木的高生长和径级生长。因为修枝能减少不必要的营养消耗，改善林内的通风状况及林木的生长条件，尤其在林地水分供应不足，而蒸腾量又根大的情况下，适当修枝对减轻旱害，防止林术枯萎均起到一定作用。

整枝能减少树冠火和病虫害的发生：修除枯枝、弱枝，能减少发生树冠火的危险性，增加林木的抗性，能减弱雪压和风害，防止害虫及立木腐朽病的发生。红松林内不修枝，易发生烂皮病。此外，修枝还可以提供部分燃料，这对我国少林地区尤其重要。

二、常见整枝设备的优缺点

手工整枝设备一般指的是无动力整枝工具，起初的抚育整枝都是林业工人利用手工锯、手斧、剪等最简单的非动力式工具进行的。手工整枝设备具有成本低，携带方便，使用灵活，对工人素质要求较低等优点。但这些设备一般比较原始，工作效率低，劳动强度大，而且整枝质量和整枝高度很难达到林业生产对抚育技术的要求。对于高大树木整枝来说，不管是人站在树下操作还是架梯上树，都存在被下落的树枝划伤、碰伤的可能。树枝上的尘土，树皮也可能落到身上，眼内。可见人工整枝存在相当大的危险性。

手工整枝工具的今后的改进主要是三个方面：（1）改进剪刀的刃口结构，使其符合剪切时的受力条件，无论剪刀的任何部位，都能对树枝产生近似相同的剪切力，或者更适合剪切时的工作情况，使操作更加方便，更加省力；（2）整枝工具向多功能方向发展；（3）设计新型的剪切机构，使操作更加方便、省力。

与手工整枝设备相比，手持、背负式整枝机增加了动力、传动、操作装置，但仍需要靠人手持、背负来进行操作。国内外对于手持、背负式整枝机的研究是比较广泛的，相对于手工整枝设备来说，其大大的提高了整枝工作的效率。但由于增加了动力、传动、操作装置，设备的重量比一把手锯或剪子要重的多，工作的劳动强度较大，加上噪音、振动的影响，其工作环境比采用无动力高枝剪要差的多。而且仍然没有摆脱必须站在树下，抬头望着树枝，一个一个进行锯切或剪切的局面，工人的作业依然存在作业环境差、工作比较危险的情况，切削高处的枝桠需要熟练的操作技术。

手持、背负式整枝机的动力源主要有汽动、液压传动、电动、小型汽油机为动力四种，下面分别介绍它们的优缺点。汽动的整枝机采用压缩空气为动力，机体较大，振动较大，现已淘汰。电动型虽然无污染、低噪声，但园林绿化场地多变情况复杂，随时接电有困难，因此应用较少。液压传动是以汽油机为动力带动液压泵和装在锯头部的小型液压马达及链条锯工作（锯径可达20cm），振动小、切口平滑、效果好、修剪效率高、修剪高度可达5m，但造价较高，维修、保养要求比较精细，对操作人员素质要求也较高。小型汽油机为动力通过软轴传动带动锯链工作。它结构简单、工艺性好、成本低、功能多、使用面广、工效较高、视角和操作角度较合理、切口平滑、安全性能较好、便于维修。但是存在着操作杆较重、噪声较大等缺点，现在此类机型已较少使用。

车载式立木整枝机一般安装在大型的拖拉机或汽车上，侧置，具有可以伸向高空的液压臂，臂端装有可以往复运动的液压剪。车载式立木整枝机具有效率高，极大地改善劳动条件，使工人轻松工作的优点。但是必须有配套的专用汽车，而整枝机的使用时间短，因而机器使用率低，使用成本大幅度提高。

自动或半自动整枝机是指可以自动完成上升、整枝、下降的机械装置，是实现高效、高质量和安全可靠整枝的有效途径。目前常见的自动或半自动整枝机包括双锥摩擦轮式自动整枝机和轮胎式遥控整枝机。双锥摩擦轮式自动整枝机属于直登式的自动立木整枝机，以树干为轨道，其行走部分、采用电动机驱动蜗轮蜗杆带动四个双锥摩擦轮工作的原理，使四个双锥摩擦轮对称紧压树干上下往复运动，往复运动由手动控制电动机的正反转来完成。轮式遥控立木整枝机是一种将整枝机抱在树干上，一般由遥控操纵进行整枝作业的机械。这种类型的整枝机由发动机离合机构、传动机构、行走机构、切削机构、控制机构及机架组成。采用无线遥控方式控制整枝机的上升、下降、整枝作业。

自动或半自动立木整枝机是通过远距离控制的自动进行整枝作业的机械装置，操作者劳动条件得到改善，比如操作者不用负重，可避免锯屑和树枝砸压的危险，操作者远离排出废气的污染以及振动和噪声的影响，从而避免操作者患职业病的危险。但是自动或半自动整枝机结构比较复杂，一般需要发电设备、控制设备，防滑器、单向器等，上升、下降、锯切、旋转都需要进行控制。而且树木太小时不能使用，一般需要树木的直径要达到10cm以上。

三、常用整枝设备的适用范围

目前手工整枝工具依然具有较大的需求量，尤其在果树和幼树的整枝作业中，整枝作业的目的是改善树木的生长条件，使树木向着有利于高度直径生长或结实、方便采摘的方面生长。在园林整枝作业中也大量采用手工整枝工具，例如小区的灌木修剪作业，树木的整枝作业都使用整枝剪。

整枝剪为庭院花卉、绿篱的修剪工具，剪切的力量比较小，剪切的范围较大。手工整枝锯，用于较大树枝的整枝作业（整枝剪剪切不动的较粗树枝）。整枝铲用于高处树枝的整枝作业，使用时安装木质手柄，利用上顶、下钩的操作完成树枝的整枝工作。对于高处的树枝一般采用高枝剪或高枝锯，高枝剪可以剪掉的树枝直径在2.5cm以下，较大的树枝必须用高枝锯锯掉。

手持、背负式整枝机主要用于庭院绿化整枝和道路条件较好的林区进行立木的整枝作业，对于一般的山区立木整枝作业这种设备使用并不方便，因为野外作业供电不是很方便。手持、背负式整枝机的切削机构有多种形式，分别适用于不同的作业对像。剪式切削机构一般用于主要用于园林树篱的修剪以及液压式剪枝机具上。圆锯片式切削机构，由于圆锯片的直径较大，因此一般可以切削比较粗的树枝，可以修剪的树枝直径可达11cm。导板、锯链式切削机构可以切削更粗的树枝，树枝的直径没有什么限制，这种形式的切削机构需要使用特殊的切削锯链，切口宽，不易出现夹锯现象，切削中一般需要进行润滑。

车载式立木整枝机的整枝高度为6.4～7.3m，可以切断100mm的树枝，液压剪的工作平面可以通过顶端的油缸来控制。如果需要这种立木整枝机也可以下放到不同的高度，甚至可以下放到地面，用来修剪灌木和地面杂草。

车载式立木整枝机一般只能用于园林、道路部门，车辆可以很容易的到达作业地点，这种设备一般都是多用途的设备，可以完成运输、吊装、整枝等任务。特别是一般的整枝设备无法完成的超高、超大的树木的整枝工作。对于山上成片的人工林来说，由于没有专用的道路，设备价格昂贵，整枝作业车一般很少使用。

自动或半自动整枝机既可以克服手工整枝工具劳动强度大的缺点也可以克服手持、背负式整枝机和车载式立木整枝机对于作业地点的限制。其可在地表凹凸不平，林木枝桠交叉纵横等极其恶劣的条件下使用，并可对较高的树木进行整枝。 但由于自动或半自动整枝机要以树干为轨道行走，其对树木的圆直度和直径都有一定的要求，如非常弯曲的树木、没有主干的树木、很细的树木以及很粗的树木都不适宜于作业。

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作者简介：陈体銮（1984－），男，浙江苍南人，北京林业大学研究生，研究方向：园林机械；霍青光，男，北京林业大学工学院副教授，研究方向：机械加工自动化及整枝机。