我国桑园管理机的应用现状及发展思路

王勇斌 宋占华，2 高天浩 陈超科 宿佃斌 王 敬 李法德，2

(1山东农业大学机械与电子工程学院，山东泰安 271018; 2山东省园艺机械与装备重点实验室，山东泰安 271018)

我国桑园管理机的应用现状及发展思路

王勇斌1宋占华1，2高天浩1陈超科1宿佃斌1王 敬1李法德1，2

(1山东农业大学机械与电子工程学院，山东泰安 271018;2山东省园艺机械与装备重点实验室，山东泰安 271018)

进入21世纪后，我国的蚕桑产业从业人员老龄化和部分地区机械化推进难等问题日益加重，严重制约着蚕桑产业的健康和可持续发展。虽然桑园管理机的应用使桑园的管理工作效率得到了大幅度的提高，经济效益明显提升，但是在桑园管理机的应用过程中仍存在着农机与农艺融合度不高、研发力度不足、桑园管理机推广应用难、售后服务机制不健全等很多问题。通过分析我国的桑树建园栽培制度和管理模式，并在对我国桑园管理机的应用现状和存在问题进行分析的基础上，提出了“桑园建设标准化、机具研发功能化、政府扶持体系化、桑园管理专业化”的桑园管理机发展思路，为蚕桑产业机械化的发展提供借鉴。

蚕桑产业;桑园;管理机;机械化;省力化

自嫘祖开创种桑养蚕之法和抽丝编绢之术［1］至今，中国的蚕桑生产已有5 700多年的历史［2－3］，已发展成为一个具有完整产业链的行业。进入21世纪后，中国蚕茧产量占世界总量的比重均在80%以上，尤其是在国家“东桑西移”战略实施之后，蚕桑产业呈现出良好的发展势头［4］。据统计，2014年全国真丝绸商品出口31.38亿美元，全国桑园面积达83万hm2，除浙江、江苏省的桑园面积继续减少和云南、四川、广西等省(区)的桑园面积继续增加外，其他地区桑园面积基本保持稳定［5］。与此同时，我国提出的“一带一路”发展战略也为蚕桑产业带来了新的发展机遇，丝绸之路起于丝绸产业，并以它为纽带发展起来，我国蚕桑产业当以“一带一路”为契机实现产业的转型升级［6－9］。

但是，桑树在生长期间桑园需要大量繁重的管理工作，如松土、施肥、除草、病虫害防治、桑树剪伐、桑叶采摘等作业，目前国内桑园管理工作大多通过人工进行，劳动强度大，工作效率低，成本高。据我们调查，在山东省的泰安、日照等蚕区，蚕茧生产的人工成本所占比例已经达到了蚕桑生产总成本的60%"70%，与大宗农作物机械化水平相比桑园机械化水平落后很多，严重影响着蚕桑产业的进一步发展。因此，加快发展桑园管理机的研发及应用推广工作势在必行。本文结合我国桑园建设与主要管理模式、桑园管理机的发展概况和桑园管理机在应用过程中存在的一些问题进行分析，提出我国桑园管理机的应用发展对策和建议，供同仁参考。

1 桑园建设与主要管理模式

1.1 桑园选址

在我国，人工栽桑养蚕距今已有4 000多年的历史，栽植范围广泛，几乎遍布全国各地。目前国内已查明的桑树资源可分为鲁桑、白桑、山桑、广东桑等15个桑种和鬼桑、大叶桑等4个变种，共3 000多个桑树种质资源［10－11］。桑园建设一般选择在地势平坦、靠近水源、排灌方便、光照充足、通风良好的位置，土质以壤土和砂壤土为宜，土层要厚。养蚕用的桑树在栽植时对环境有一定的要求，周围有化工厂或者砖窑的不适合栽种桑树，因为工业废气和煤烟等可能对桑树造成污染，进而引起家蚕中毒。

1.2 栽植形式

桑树的栽植分为秋栽、冬栽和春栽。在栽植形式上，除了常规的等行距栽植形式外，还有宽窄行栽植形式。较为典型的是四川省宁南县实施的“6215”桑园栽植模式，即宽行200 cm，窄行67 cm，株距均为50 cm，采用三角形错位的栽植模式，每667 m2桑园栽植800～1 000株，在宽行中间套种相应的低杆经济作物，在对经济作物种植管理和采收等作业的时候，无形中也相应地给桑树进行了松土和施肥，一举两得［12－13］。该模式极大地提高了单位土地的经济效益和蚕桑产业应对市场风险的能力，促进了农民增产增收，具有很高的经济、社会和生态效益。

1.3 树型养成形式

自然生长状态下的桑树多年后会长成高大的乔木桑，为了提高桑叶的产量并便于桑叶采收和桑园管理，现在人工栽培的桑树多数养成一定的树型。依照桑树树干的高低，一般把树型分为无干桑［主干埋入土中或稍出地面(地桑)］、低干桑(树干高度在70 cm以下)、中干桑(树干高度在70～150 cm)、高干桑(树干高度在150 cm以上)［14］和“草本桑”(杂交桑草本化栽培)5类，其中，草本桑凭借成园快、产高质优、适应性强、收获方便等优点深受广大蚕农的喜爱，极大地促进了蚕桑产业的规模化、省力化和产业化经营［15－17］。表1简要列举了桑树树型养成形式及其栽培特点［18－25］，选用何种树型养成形式要视当地的地理环境、生产要求、桑树品种特性和栽培特点而定。

表1 桑树树型养成形式及其栽培特点

1.4 桑园类型

根据经营方式和养蚕要求的不同而建立的桑园，可划分为普通桑园、小蚕专用桑园、间作桑园和速成桑园4种类型［14］。普通桑园是以收获桑叶为目的的桑园，是蚕桑生产的主要类型;小蚕专用桑园是以收获小蚕用的优质桑叶为目的的桑园;间作桑园是一种在桑园中兼种经济作物或套养家禽的桑园;速成桑园的特点是栽植密植速成桑树，在良好的肥水环境条件下适度密植，养成无干或低干树型，在单位面积内栽植更多的桑树，充分利用光照和土壤养分等资源，枝叶生长快，2～3年内即可达到丰产期，单位面积产叶量明显提高，尤以“草本桑”桑园最为典型［24］。

1.5 桑园管理

优良的桑树品种除了要合理地栽培外，还要有与之配套的良好的桑园管理措施才能发挥出桑树品种所具有的优越性。桑树在栽植和剪伐之后均需施肥补充营养，才能满足桑树生长发育的需要，一般每年施肥4次，分为春肥、夏肥、秋肥和冬肥，春肥在桑芽开始萌动之前施入，夏肥在夏伐或夏蚕结束后施入，秋肥在秋蚕结束后施入，冬肥在桑树落叶后土壤封冻前施入，在距离桑树30～40 cm处通过沟施或穴施的方式施以有机肥和无机肥，施完后用土盖好施肥点，施肥量较大，若是人工作业耗时费力效率低［18］。另外，桑园内滋生的杂草往往会利用桑园优良的水肥条件大量繁殖，不但与桑树争夺水分和养分，而且影响桑园的通风透光，使土壤板结，抑制桑树的生长发育，因此需要及时清除桑园中的杂草，桑园除草期可分为春季桑树发芽前、夏伐后和秋季杂草结籽前3个时期。但是桑园除草是一项反复多次且较为繁重的工作，一般分为机械除草、化学除草和人工除草3种，机械除草是利用旋耕机械对桑园进行中耕除草，化学除草是在桑园喷洒化学药剂杀灭、抑制杂草的生长，但需要注意做到不要将除草剂药液喷洒到桑叶上。桑园土壤在长时间的人机踩压和雨水过后容易板结，影响桑树根系对土壤内营养的吸收，因此需要定期进行旋耕松土，通常分为春、夏、冬3次，耕深大致为10～20 cm［19］。目前，国内许多桑园的田间管理作业仍是以人工作业为主，但是人工作业不仅劳动强度大、效率低，而且随着我国城镇化发展，农村劳动力转移进一步加剧，劳动力成本也越来越高。

2 桑园管理机的发展概况

2.1 国外小型田园管理机的发展状况

国外小型田园管理机发展较早，至今已经发展到一个比较高的水平，主要以韩国、日本、法国、美国和意大利等国家为代表。在欧洲各国，小型田园管理机主要用于除雪、割草、短距离运输等作业，而在亚洲国家如韩国和日本等，则主要将其用于农业耕作方面。韩国的机型以旱地(菜地、温室大棚、果园及其他小地块)作业为主，其特点主要表现在功能多样上，代表机型为亚细亚多功能管理机;日本的机型兼顾水旱两用，可以进行旋耕、除草、松土、开沟及播种等农田作业［26］。总的来说，国外的机型大都具备以下特点:外形美观、小巧灵活、操作简便，可方便快速地完成多种工作部件的更换，实现多项作业［26］;此外，自动化和信息技术已逐步应用于小型田园管理机上。

2.2 我国小型田园管理机的发展状况

我国对小型田园管理机的研制虽然起步较早，但由于诸多原因一直没有取得明显的进展，直到20世纪80年代末至90年代中期，在农村土地联产承包责任制实施之后，农民收入有了较大的提高，小型柴油机和汽油机技术发展趋于成熟，我国小型田园管理机的发展才开始真正步入快速发展的道路。在20世纪90年代中期至21世纪初，随着国内农村产业结构的调整，设施农业得到了迅猛的发展，各种经济作物的种植面积增加，农民收入得到进一步提高，小型田园管理机也获得了较大的发展。自2002年起，我国小型田园管理机的发展步入成熟阶段，机型和质量也趋于稳定［27］。

2.3 我国桑园管理机的发展状况

目前，我国的桑园管理机基本都是在小型田园管理机的结构基础上加以改进，使之成为适应桑园作业的机型。现在市场上的田园管理机大多配以1.47～5.88 kW 的柴油机或汽油机作为动力来源［26］，通过配备除草辊、旋耕刀、松土辊等作业机具，可完成除草、旋耕、松土等田间作业，工作幅宽为40～150 cm，耕翻土层深度为10～35 cm。小型田园管理机在桑园管理中的应用与推广，可极大地提高劳动效率，节约劳动力成本［28－29］。据我们调查，近年来，以蓄电池和燃气为动力的小型田园管理机也开始上市，凭借其保养方便、机身小巧、操作方便等特点，深受广大用户的喜爱。

3 桑园管理机在推广应用过程中存在的问题

尽管桑园管理机的推广应用给桑园管理带来了便利和明显的经济效益，但是由于桑园管理机及其所配套作业机具结构的局限性和桑树栽植模式的多样性，桑园管理机在桑园管理中的应用仍存在着如下许多急需解决的问题。

3.1 农机与农艺融合度不高

据我们调查，与其他农业机械一样，桑园管理机在应用过程中同样存在着农机与农艺融合度不高的问题，主要表现在以下2个方面。一是，在桑园管理机工作过程中，由于缺少防护板，机器在前进过程中，扶手(手把)容易刮到桑树枝条(图1)，严重时易对桑树新芽造成损伤;另外，工作部件(如松土辊、除草辊、旋耕刀等)的两端常会碰到桑树的树拳，这不仅损伤了桑树树拳上新发的枝条和桑芽(图2)，而且还容易造成桑园管理机橡胶轮胎的刺穿，严重的甚至造成作业机具的倾翻，具有一定的危险性;此外，当地面杂草、枝条较多时，松土辊在工作过程中易缠绕杂草，严重时造成松土辊不能正常工作(图3)。二是，由于不同地区桑树的栽培模式不同，单一机型的桑园管理机很难满足不同桑园的管理需求，特别是近年来快速发展的杂交桑草本化栽植模式，因其行距各地差异非常大，现有桑园管理机驱动轮轮距和作业机具不能满足对草本桑桑园管理的需求。因此，目前的桑园管理机适应性不强，难以广泛推广应用。

图1 机器侧面对桑条的损伤

图2 机器对树拳和新发桑条的损伤

图3 机器松土辊缠草严重

3.2 桑园管理机研发力度不足

桑树在我国属于小型经济林木，政府和科研人员对这方面的重视程度还不够高，研发经费投入少，研发力度不足，机型创新进展慢，跟不上农业机械科技发展的步伐，特别是在大力推广“省力高效栽桑养蚕技术”的背景下，桑园管理机的研发滞后于农户对桑园管理机性能上的需求，严重地影响了蚕桑产业的健康和可持续发展;此外，在桑园管理机人才培养方面，近年来蚕桑产业发展不稳定，产业吸引力小，由此造成了从事桑园管理和养蚕机械与装备研发领域的专业人员非常缺乏。

3.3 桑园管理机推广应用难度大

虽然桑园管理机在桑园管理上已经展现出较大的优越性，但在现实推广应用上仍不能满足大面积推广应用的条件，除了新机具的可靠性有待于进一步提高外，主要是因为目前大多数农户桑园种植面积较小，经营分散，并且市场上大部分桑园管理机的价位偏高，超出农户的心理预期，加之政府补贴相对较少，以致于很多农户不愿意购买使用;此外，由于思想观念相对落后，多数农户只认准已经广泛投入使用的机型，对刚研制出来的新机型兴趣不大，使用热情不高，信任度低。

3.4 售后服务机制不健全

由于当前大多数农户的文化水平较低，而现有的桑园管理机又都是以小型柴油机或者汽油机作为动力来源，再考虑到部分机型上装有的电控系统，农户在使用的过程中难免会遇到一些小故障，返回生产厂家修理不现实，但农村又缺乏专业的农业机械售后服务队伍，使得购买了桑园管理机的农户在使用和维修上遇到困难时，无法得到及时的帮助，从而影响到桑园管理机的推广应用。

4 我国桑园管理机发展的建议和思路

4.1 桑园建设标准化

我国桑园管理机推广程度不高，一个主要的原因就是国内各地桑园规模小且桑树种植标准不同，走规模化和标准化的道路势在必行。建议国家和各级农业主管部门组织有关专家，通过充分的调研，制订有利于桑园管理机械化的桑园建设标准，改善桑园的种植模式，明确将来桑树种植的行距、株距和树拳高度，提高农机与农艺的融合度和机具配套水平，并在桑园建设中按标准实施。这样，一方面可实现对桑园的集中管理，提高桑园机械设备的利用率和桑园管理的效率;另一方面可达到农机与农艺充分适应结合的要求，实现与标准化、规模化的桑园相适应的桑园管理机标准化系列化的生产。

4.2 机具研发功能化

我国在桑园管理机方面的研制一直落后于田园管理机械，与国际水平的差距更大，因此建议国家加大对桑园管理机研发生产的投资扶持力度，积极引进国外现有的先进机型，同时从事农业机械相关研究的科研人员应在吸收国外先进技术和科技成果的基础上，不断努力开拓创新，根据我国桑园种植的特征等实际情况，结合当前农村对农机的小型化、自动化、智能化、系列化等要求，研制生产出性能优良、价格适中的桑园管理机，实现对桑园旋耕、除草、松土、施肥等多种作业的机械化操作。比如在留有树拳的桑园内作业时，桑园管理机要考虑到树拳会自然向桑树外侧生长，为了防止桑园管理机工作部件在田间作业时碰伤树拳，在设计旋耕刀、除草辊等工作部件时，要考虑到将工作部件靠外侧的尺寸设计得小一些，使靠外侧的工作部件的旋转外径小于内侧工作部件的旋转外径，避免对桑树树体造成伤害。

4.3 政府扶持体系化

由于大多数农户文化水平不高，受传统思维的束缚，接受新事物往往需要一个较为漫长的过程，需要政府相关部门在相当长的时间内自始至终地积极大力宣传桑园管理机的优势，严格执行国家对农机方面的补贴政策。建议制定有关政策对推广使用蚕桑生产机械的农户或单位按政策给予相应的补贴，将蚕桑生产纳入政策性农业保险范围，鼓励和支持保险机构建立适合于蚕桑产业的保险制度，建立健全政府财政资金扶持机制，加大对蚕桑生产机械的研发和推广应用的财政投入，引导企业和社会投入，充分调动各方面的生产积极性，使政府对蚕桑生产机械的研发和推广应用的扶持工作连续化、体系化。

4.4 桑园管理专业化

建议各地政府或农机管理部门邀请并组织科研人员、生产厂商共同建设蚕桑生产机械的试验、推广应用示范园区和售后服务站点，在示范园区内试验示范桑树新型种植方法、新机型机械的各类性能，同时利用示范园区组织桑园管理机用户进行技能培训，普及桑园管理机使用保养和维护的常识，并以此为契机建立专业的服务站点，为广大农户提供桑园管理机的维护修理服务，以点带面，全面展开，加速桑园管理的机械化发展进程;另外，还可以在各乡镇组织建设农机专业服务队，把各类农机聚集起来，对农机拥有者进行专业培训后为广大农户提供有偿服务，服务范围为桑园及其他各种经济作物的田地，不仅可以为农户节省购机成本，还可以实现对桑园或田地更专业、更高效的管理。

5 结束语

农业机械化已成为将来农业发展的必然趋势，桑园管理机的有效利用，可大幅提高我国桑园管理的机械化水平和工作效率，并降低劳动成本，最终实现栽桑养蚕的省力高效。总体来看，虽然我国桑园管理机的研发与应用还存在一些问题，但通过“桑园建设标准化、机具研发功能化、政府扶持体系化、桑园管理专业化”等措施，我国的桑园管理机械与装备的研发与应用必将获得全面快速的发展。

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S888.4

B

1007－0982(2016)04－0055－06

10.16839/j.cnki.zgcy.2016.04.013

2016－05－26;接受日期:2016－09－14

国家自然科学基金(编号51505266);山东省自然科学基金(编号ZR2015EL021);山东省现代农业产业技术体系蚕桑创新团队［编号鲁农科技字(2014)24号］。

第1作者信息:王勇斌(1991—)，男，江苏连云港，硕士研究生。Tel:17766291379，E-mail:424316694@qq.com

信息:李法德(1962—)，男，山东潍坊，博士，教授，博士生导师。Tel:13793836289，E-mail:li_fade@yahoo.com.cn