橡胶施肥机技术分析及效益评价

邓怡国，张 园※，韦丽娇，张志扬，张 龙，张 朋

（1.中国热带农业科学院农业机械研究所，湛江 524091；2.中国热带农业科学院橡胶研究所，儋州 571737；3.湛江市麻章区仓龙农业技术服务中心，湛江 524088；4.湛江市一兀农业科技有限公司，湛江 524092）

橡胶施肥机技术分析及效益评价

邓怡国1，张 园1※，韦丽娇1，张志扬2，张 龙3，张 朋4

（1.中国热带农业科学院农业机械研究所，湛江 524091；2.中国热带农业科学院橡胶研究所，儋州 571737；3.湛江市麻章区仓龙农业技术服务中心，湛江 524088；4.湛江市一兀农业科技有限公司，湛江 524092）

受天然橡胶市场价格的持续走低和农村劳动力向城市转移的现状影响，橡胶施肥机的研制，虽已能显著减少橡胶园田间管理辅助用工多、工效低、作业成本高等问题，但市场接受度仍有待提高。本文据此分析了现有橡胶施肥机具的技术现状，并与国内外主要开沟施肥产品进行了性能对比，对天然橡胶田间管理施肥机具的经济、社会、生态效益进行了简要评价，给出了推广应用措施。

天然橡胶、施肥、技术分析、效益评价

0 引言

施肥是橡胶树快速生长、胶乳量增产的重要措施之一。当前在我国乃至整个世界橡胶种植区，橡胶园施肥还处于较为粗放的管理水平，施肥往往与压青农艺配合进行，主要的农艺方式有两种：一是开沟、施肥，仍以手工作业为主，依靠人力或者畜力环树开压青施肥沟或在树与树之间挖压青施肥穴，再人工施肥、填压青料，劳动强度大、效率低、成本高；二是采用挖掘机或轮式拖拉机在橡胶林行间开深沟，再人工辅助施肥，此法虽在一定程度上提高工作效率，但作业成本节省并不明显，且因重复作业，碾压地表，破环橡胶树已形成的须根系，影响肥料吸收引发多种问题。随着农村劳动力不断向城市转移的趋势发展，橡胶园田间几乎面临着无人管的窘境，影响了天然橡胶产业的健康发展[1]。

目前相关机构开发的橡胶施肥机虽已基本满足田间管理机械化农艺需求，但受橡胶价格影响及种植户对机械化施肥技术现状缺乏了解，一时间还无法快速推广。基于此，本文分析了橡胶施肥机的技术现状及效益前景。

1 橡胶施肥机技术现状及对比分析

1.1 现有橡胶施肥机技术现状

现有的橡胶施肥机主要根据主产区施肥农艺的不同分为两款，即牵引式橡胶施肥机和悬挂式橡胶施肥机。牵引式橡胶施肥机（见图1右），适用于浅施肥作业，以拖拉机动力驱动排肥机构，施肥量依靠控制转速实现微调，开沟深度和幅宽分别约为15 cm和10 cm，此类型施肥机能满足地表较复杂的地块作业，压青与施肥单独作业，机具重心较低，大大减少了辅助用工，方便人工上肥。主要适用于海南植区。拖拉机悬挂式橡胶施肥机（见图1左）多采用液压动力输出控制排肥，适用于深施肥作业，开沟深度和幅宽分别约为55 cm和45 cm，如拆除开沟犁，更换压青犁则为压青作业，实现了一机多用[2-4]。此类施肥机主要应用于广东植区，常配合压青一并作业。两机具施肥生产率均≥0.4 hm2/h，油耗≤10 kg/hm2，预计1台机具可替代近20人作业，作业成本大大降低。

图1．橡胶施肥机类型Fig．1 Types of rubber fertilizers

1.2 与同类机型主要技术性能比较

长期以来，我国橡胶园田间管理模式较为粗放，主要的开沟、除草、施肥、喷药等作业均基本依靠人工或畜力来完成，且因为地势的影响，大部分面积与机械化无缘。而国外部分国家普遍推行宽行种植，多数使用大型高地隙轮式拖拉机牵引式，工效虽高，但大型高地隙轮式拖拉机价格也高，一般超过25万元，投入大成本高且不适合于我国田块小、丘陵山地的实际情况。

为了缓解劳动力缺乏及降低橡胶田间管理成本，国家适时对橡胶产业战略的形势进行了调控，橡胶施肥等在上世纪80年代初发展得如火如荼，当时的挖根推树机、开沟机、自动避让除草机、挖穴机等在全国各大农场的管理中起到了重要作用。但之后到目前，关于橡胶园田间管理机械的报导就聊聊无几，有的也多见于割胶技术方面的声音。在施肥技术方面，我国已研制了多种类型的开沟施肥类机械，主要用在甘蔗、大豆、水稻等相对矮化作物上。按配套动力分：一是以微型拖拉机、手扶拖拉机为动力的小型开沟施肥机械；二是以中大型拖拉机为配套动力的悬挂式开沟施肥机械。现有的橡胶施肥机，通过配备不同工作部件，既适用于开割橡胶林的松土施肥作业，又适用于新植橡胶园的开沟施肥和苗期开沟施肥培土作业，实现了“一机多用”，采用拖拉机动力驱动排肥机构，开沟和培土部件均为犁体形式，其排肥结构为转盘刮板式，通过转盘转动，使肥料沿刮板上升并侧向偏移，最后肥料离开刮板经排肥管落入已开沟的土壤中，每次作业1～2行，作业效率可达1.2～1.3 hm2/h，施肥深度20～40 cm，已在广东湛江、海南农垦部分农场推广应用，取得一定的经济效益和社会效益。

国外的施肥机具产品多样，但投入于橡胶园管理的也未见报导。澳大利亚等甘蔗种植大国多数采用离心式撒肥机，该装置是由动力输出轴带动旋转的排肥盘将化肥撒出，它有单盘式和双盘式两种。该撒肥机具结构简单、质量较小、撒施幅度大和生产效率高，但是由于结构复杂、造价高、不同地理环境兼容性差等原因，国外大多数全自动机型无法在国内使用，更无缘应用到橡胶园管理中[5-9]。

国外和我国台湾产的应用于其他作物的施肥培土机如AD-240中耕培土兼施肥联合农具，其施肥机构采用液压马达驱动，施肥精确和调整方便可靠，对比我国采用地轮驱动的机具较为可靠和精确，开沟采用深开沟，可达30㎝，有利于提高化肥利用率、保水保湿。但仅适应行距110～140 cm，混合肥料仍需要人工混合肥料，辅助人工多，且价格高达6万元左右，一般用户难于接受。

国内外研制的开沟施肥机主要技术性能指标如表1。

从表1可知，在性能上，3XKS-1型橡胶开沟施肥机主要性能指标已达到国内外同类机型的先进水平，排肥均匀，培土质量好、工作可靠，且配套动力为中型拖拉机，较适应目前橡胶园田间管理的现状。

从结构来说，该机具相对较小型，框架式机架结构，开沟犁和培土犁与机架连接使用螺栓连接方法，可根据需要调整开沟犁和培土犁及施肥位置，使施肥位置合理；开沟、施肥和培土同步进行，从而提高了肥料利用率。

开沟犁中犁柱与连接座也使用螺栓连接方法，实现了一机通用的需求。机具上安装肥量监控及报警系统后，可有效解决原来驾驶员需要经常回头观看而高度紧张、容易出现疲劳等问题。机具的自动化程度也在逐步提高。

该机具还设计了自动混合肥料施肥装置，方便实施配方施肥时混合不同比例的肥料，极大程度上减少了辅助用工，延长了机具纯作业时间，提高工效并减少了作业成本。

从价格来说，本文中研制的3XKS-1型橡胶施肥机销售价约为1.5万元，而国内同类中耕施肥培土机约为2万元，国外和我国台湾等地产的约为5万元，研制的产品价格约为国内同类的65%，约为国外的20%，效率高而成本低，将有利于推广应用。

表1 国内外主要开沟施肥机技术性能指标Tab.1 The main technical performance indicators of domestic ditching fertilizer

2 橡胶施肥机效益评价

2.1 直接效益分析

研制的3XKS-1橡胶开沟施肥机投产后，可带来直观的效益。施肥机经推广后普遍受到橡胶种植户的认可，即可进行批量试生产和应用，2年内达到年产50台的能力，可满足我国橡胶主要种植地区的需求，实现年销售收入100万元，利税8万元。

2.2 社会效益分析

1）缓解目前我国橡胶园田间管理劳动力严重缺乏的情况，有利于促进橡胶产业持续发展。橡胶种植区农村劳动力非常缺乏，原来从事橡胶田间管理生产等工人近年来受用工价格和橡胶价格的影响，常常雇不到人，迫切需要机械化生产。

2）降低橡胶园田间管理成本，提高农民收入。目前，人工挖沟0.7元/个，约600个/hm2（40个/亩），每天约200个，则人工费用为420元/hm2（28元/亩），人工施肥约150元/hm2（10元/亩）。即hm2成本570元（每亩成本约38元）。

橡胶开沟施肥机作业，每天作业8 h，作业小时生产率为0.8 hm2/h，每天可中耕面积80 hm2，即120亩，单位面积燃油消耗量约16 kg/hm2，柴油6.0元/kg，则燃油费用为96元/d。每天人工费用120元，2人配合作业共240元，则人工费为240元/d，2项综合的直接作业成本约336元/d，即约42元/hm2（2.8元/亩）。

每台设备2.0万元，小拖拉机12.0万元，如使用年限按10年计算，设备年折旧费用1.4万元，年工作时间100 d，每天折旧费用是140元，每天管理和维修费按50元计，合计总费用190元/d，每天施肥面积8 hm2（120亩），则折旧和维修等费用约为25.5元/hm2（1.7元/亩）。

总计机械化作业成本是67.5元/hm2（4.5元/亩），约为人畜作业成本的12%，节省作业开支495元/hm2（33元/亩），年工作100 d，则年作业面积800 hm2（12 000亩），则每台设备与人畜作业相比，年节省作业成本开支约40万元。

如按收费300元/hm2（20元/亩），每台设备每年增收为（300-67.5）元/hm2×800 hm2=18.6万元，即购置设备（包括小型拖拉机）一年可有投资回报了。

因此，实施机械化施肥和人畜作业相比，工效约提高可至50倍，降低作业成本80%以上，且化肥施撒均匀，约提高肥料率8%，保证培土质量，理论上能促进提高橡胶产量，从而提高种植效益，促进橡胶产业可持续发展。

3）可替代进口产品，为国家节约外汇。我们自己研制的橡胶开沟施肥机销售价格为2万元/台，而从我国台湾引进大陆的为5.4万元，约为台湾的30%。以3XKS-1型橡胶开沟施肥机替代从我国台湾引进的同类产品，将为国家节约外汇。

4）产品成熟和优化后，可出口创汇。目前，世界橡胶种植除中国外，主要分布在巴西、哥伦比亚等中南美国家以及越南、印度尼西亚等东南亚国家，大多为发展中国家，也未开展机械化田间管理工作，而发展中国家多数仍是牛耕管理作业为主。经济实用、工作可靠、价格优势的橡胶开沟施肥机对发展中国家推动橡胶产业的发展具有重要的意义[10]。3XKS-1型橡胶开沟施肥机若年出口量100台，每台按口岸价0.5万美元计，则年产值可达50万美元。

2.3 生态效益分析

机械化施肥和人畜作业相比，化肥深施约20 cm，据相关研究报道，约提高肥料利用率8%，可大大减少施肥挥发对田间的污染。

3 橡胶施肥机前景分析与建议

3.1 推广应用前景

3．3．1 国内应用前景

我国橡胶种植面积约120 hm2（1 800万亩），主要分布在广东、云南、海南、广西等省区，综合全国约有45%的橡胶林适宜机械化施肥管理。按每台橡胶开沟施肥机年作业面积800 hm2（12 000亩）计，全国约需要700台橡胶开沟施肥机。

通过对广东湛江及海南东方等地橡胶种植农户的调研发现，经济、多功能的橡胶施肥机更受农户的青睐。橡胶开沟施肥机可满足我国橡胶田间管理环境要求，且因其价格低、配套的小拖拉机有农机补贴支持等，一般农户均有能力购置，容易推广应用。

该机型属中小机型，适应现阶段我国橡胶田间生产条件，价格大约是国外同类产品的20%，我国橡胶种植农场、专业户等均有能力购买。按全国机械化种植推广应用程度45%，适宜机械化中耕管理面积53.3万hm2（800万亩）计，约需要700多台橡胶开沟施肥机。每台中耕机年节省开支约15万元，全国橡胶种植业年节省开支达1 000万元以上。

3．3．2 国外应用前景

目前，世界主产橡胶的发展中国家多数仍是牛耕作业为主，随着经济的发展和市场竞争的需要，降低橡胶田间管理成本，多角度提高橡胶种植效益，将是所有橡胶生产国所面临的首要问题，且世界橡胶市场价格波动剧烈，各国都实行积极保护本国市场的橡胶政策，以扶持本国橡胶生产的发展，这给经济实用、工作可靠、价格优势的橡胶开沟施肥机提供较好的外向型发展空间[11-12]。

3XKS-1型橡胶开沟施肥机若年出口量100台，按口岸价0.5万美元/台计，则年产值可达50万美元。

3.2 推广应用计划与措施建议

1）可在相关农场建立机械化橡胶园田间管理示范基地，以此辐射和带动我国主要橡胶田间管理机械化技术的推广应用。湛江市地处雷州半岛，地理及气候条件优越，橡胶种植面积大，大部分较适宜机械化田间管理，有相对较好的橡胶机械化推广应用基础。

2）成立专业机耕服务队（户）。我国部分橡胶种植户人均种植橡胶面积较小，部分农户不一定都能购置橡胶施肥机具，而成立专业机耕服务队（户）可较好地解决此问题，并可充分发挥橡胶施肥机工效高、作业成本低的优势和潜力。

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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

海南省自然科学基金项目（20165204）；湛江市科技计划项目（2015A03023）；中国热带农业科学院橡胶研究所基本科研业务费专项资助（1630022015023）

邓怡国（1978—），男，湖南衡阳人，硕士，副研究员，主要研究方向为热带农产品加工装备与工程。广东省湛江市麻章区湖秀路3号，524091。E-mail：dyg7810@21cn.com

※通讯作者：张园（1984—），男，陕西西安人，硕士，机械工程师，主要研究方向为热带农业装备与工程。广东省湛江市麻章区湖秀路3号，524091。E-mail：zhang198414@126.com