刘旭中
(太原学院 艺术设计系,山西 太原 030012)
我国草坪业快速发展于20世纪90年代初,经过近30年的高速发展,草坪机械生产企业已经形成一定的规模。随着我国城市建设步伐持续的加快,城市绿地面积也在增加。草坪作为城市绿化和美化中的一个主体受到了人们的高度关注,人们在物质生活得到改善和精神生活水平显著提高的同时,对草坪外观质量指标的评价要求也越来越高,草坪外观质量指标分为草坪的颜色、密度、质地和草坪的均匀性等四个方面[1]。所以,要保证草坪达到高质量、高标准,就需投入大量的劳动力,而单一的手工劳作不能满足草坪高标准和高质量要求,因此,草坪机械的飞速发展势不可挡[2]5。草坪机械是构成草坪建植与养护的一个重要组成部分,草坪机械化是实现草坪建植面积的扩大、从而取得综合效益的重要手段[3]。同时,草坪机械使用率的提高,使草坪的美观整齐度得到提升,在保障草坪草良好生长等方面起到了重要作用。
国内的草坪机械制造业经过多年发展,在使用性能方面得到显著的提升。草坪机械从起初的产品比较单一,质量、性能和制造水平都比较落后,到现在的产品从研发到设计再到使用性能上,都取得了明显进步。当前我国生产制造的草坪机械在功能和性能上不断升级和强化,已经逐步实现了“三化”:现代化、自动化和智能化,已具备一定的国际市场竞争能力,并占有一定的市场份额。据统计,2019年12月我国园林草坪割草机和草坪滚压机进口额分别为757 724美元和0美元,比2018年12月减少9.27%和100.00%;2019年12月我国园林草坪割草机和草坪滚压机出口额分别为177 192 186美元和679 889美元,比2018年12月增加21.42%和136.08%[4]。2015年园林草坪机械类产品进口额1.614亿美元,比2014年减少22.70%;2015年,我国林木机械产品出口北美地区的额度达6.503亿美元,比2014年增长17.10%,其中园林草坪机械和木工机械占91.70%[5]。2000-2013年,我国草坪机械进口数量减少了76.34%,年平均减少10.54%;出口数量增加了936.41%,年平均增加19.71%[6]。从上述草坪机械进出口数据可以看出,近20年来我国在园林草坪机械进口持续下降的主要原因是国产设备市场占有率不断提高;国产草坪机械出口持续增加的主要原因是国产机械设备在使用性能和功能上得到国内外园林从业者的高度认可。可见,国产草坪机械在我国草坪机械市场中已经把主角从“进口”逐步转化为“国产”。
在国产草坪机械逐步取代进口草坪机械的同时,相关专业技术人员由起初相当短缺到现在园林绿化机械的人才培养体系已经全面得到完善,初、中、高级技术人员是根据园林机械市场经济的需求培养出来并源源不断地输送到各个需求的园林机械机构中去。国产草坪机械制造工艺流程、机械化和自动化程度逐步接近发达国家的制造水平,操作流程及其注意事宜在用户使用说明书里都有说明,再加上操作人员对草坪机械的基本构造、工作原理及日常使用和日常保养都有一定的专业基础知识,既保证了草坪建植养护的工作质量和工作效率,又得到了正规的操作和定期保养,促使草坪机械的使用寿命延长,还避免了意外事故的发生[7]。我国草坪机械经过40多年的发展,草坪机械操作人员的专业知识得到了很大地提升,逐步迈向专业化进程。
我国草坪机械设备的使用起始于20世纪70年代后期。草坪机械在我国起初基本上是以进口为主且用户说明书是英文版,当时草坪机械操作人员文化水平较低,由于操作和保养不得当,草坪机械出现故障的频率较高,维修和配件供应问题难以得到实质性的解决,从而导致草坪机械不能正常使用,最终造成资源的浪费。进入到20世纪80年代后,为了加强我国各园林机械制造厂商之间的通力协作,促进园林机械制造技术的不断创新和发展,专门成立了中国林业机械协会园林机械专业委员会。在之后的几十年里随着草坪业的发展,草坪机械需求数量也快速地增加。国内园林机械制造业引进国际先进技术和自身不断创新,使国产草坪机械在功能和性能上实现智能、自动化,并逐步取代进口草坪机械。园林机械管理体系已经健立健全并逐步完善,草坪机械销售点和维修点也随之分布于我国各个地市,同时还配有一定的专业技术人员,草坪机械可以及时得到定期保养和维修,使草坪机械能高效、合理地利用起来,从而避免造成资源的浪费。
园林机械是指园林生产各项作业中使用的各种作业机械的集合[2]198。草坪建植与养护作为园林绿化生产中的一个重要组成部分,因此,草坪机械是园林机械的一个重要分支。草坪机械是用于草坪建植与养护所需一系列机械设备。草坪机械按照完成草坪作业内容可分为草坪建植机械和草坪养护管理机械。草坪建植机械主要有下列几种:铧式犁、圆盘整地机、旋耕机、播种机、草皮移植机、喷播机等机械设备;草坪养护管理机械主要有下列几种:剪草机、打孔机、施肥机、滚压机、梳草机、梳根机、切边机、清洁机、覆沙机、喷药机、喷灌设备等机械设备。
目前我国国产草坪建植与养护机械产量较大且技术较成熟的机械有园林拖拉机(它的配套工作装置有铧式犁、圆盘整地机、旋耕机、播种机)及草皮移植机、草坪修剪机和草坪打孔机等。对于剩下的其它草坪建植养护机械来说技术相对比较薄弱,问题主要体现在体量大,各种性能和自动化程度低,噪声大,耗油量多,排放超标,环境污染严重等方面。
我国草坪机械起步迟,研发技术相对滞后,减排、生产工艺及设计能力较落后,无法满足国内外草坪机械产品排放和作业安全标准,造成机械档次及附加值低。经过四十多年的技术引进和不断创新,国内园林制造业技术研发水平有了显著提升,有些园林机械制造企业不仅具有自主研发和科技创新实力,而且掌握一定园林机械的核心技术,进一步推动国产园林机械的升级换代得以满足国际规定的环保和安全生产标准,使园林草坪机械档次提升,同时在国内外机械销售市场占有率逐年增加。
草坪机械是我国园林机械制造做强做大的一部分,在国内草坪规模使用受限情况下,制约了草坪机械的需求量,未来出口占领国际市场是国产机械发展方向。国产草坪机械为了响应国家出台的相关政策,为草坪业的发展做贡献,为了在草坪建植与养护管理中起到举足轻重的作用,同时还想在今后的发展中占草坪机械市场的主力军就必须在安全性能、轻量便捷、智能环保、高效节能、操作简单、自动化和多功能一体化等方面做足功夫,最终在草坪机械领域起到引领作用。
进入21世纪,西方发达国家家庭庭院草坪绿地面积随之增加,步行自走式草坪修剪机不能满足人们的需求,已开始逐步被家用小型操纵坐骑式的草坪修剪机取代。小型操纵坐骑式草坪修剪机的优点在于机动性能好,且转弯半径基本为零,是一种一机多用的全液压化的小型草坪拖拉机。这种操作自动智能化、坐骑舒适化的小型草坪机械一问世,就得到广大用户的关注和青睐。现阶段我国在草坪建植与养护上仍使用步行自走式草坪修剪机。因此,我国园林机械制造业应借鉴国外发达国家的经验与教训,研发出适用于我国国人使用的自动智能化程度高、操作简便且舒适等一机多用多功能的草坪机械,来缩小我国与发达国家之间的制造差距。同时降低能源和生产材料的消耗及用工成本,进一步提高工作效率,所以,操作自动智能化和舒适化是我国草坪机械今后发展趋势与方向。
一种机械可以配备多种工作装置或附件,只要更换不同工作装置就能完成不同作业内容,从而提高机械的利用率叫做一机多用机械。例如拖拉机配套的工作装置铧式犁、圆盘整地机、旋耕机、播种机等就是一种一机多用途机械;割灌机配套的工作装置,安装上尼龙绳就可以打草,安装上锯片就可以锯8 cm以下的灌木。
一种机械上可同时安装多种工作装置,能完成多项需要按顺序连续进行的作业内容,从而提高机械的作业效率和劳动生产率叫做联合作业机械。例如园林草坪打孔施肥机就是一种联合作业机械,它可以边打孔边施肥同时进行作业。这样一机多用机械和联合作业机械将成为今后发展方向。
以前我国小型园林机械如割灌机、绿篱机等普遍采用的是二冲程汽油机,它虽然结构简单、质量轻、体积小、便于携带,但缺点是噪声大、油耗大、排放污染严重等问题。近年来,世界各国对环境的保护意识日益增强,环境保护相关的法律和法规已逐步完善,尤其是对草坪机械设备在城镇露天作业时所产生的排放物的指标也越来越严格。目前在我国,步行操纵的割草机已逐步被新一代低污染、低噪声四冲程小型汽油机所取代;手持式二冲程(汽油)割灌机也有被小型电动机代替的趋势。因此,研发并生产低污染、甚至无污染的“绿色、环保、低耗能”草坪机械将成为今后主要发展趋势,环保性能将会成为评价其质量的重要指标。
在草坪机械作业时,经常会发生安全事故。在机械自身的安全性方面,主要是防止机械在作业过程中发生意外故障对操作者造成的伤害;在操作人员的安全性方面,主要是防止操作人员在作业过程中受到外界影响而造成的伤害;在周围人群的安全性方面,防止机械在作业时对他人造成的伤害。要想解决这些问题,除对操作人员有针对性的培训外,还应该提高机械各项安全性能。今后这些草坪机械安全装置应向更加多样化、更加完善、更加有效等方面发展。
根据草坪建植与养护的特点与草坪机械结构、外观和满足操作人机工程学等方面的要求,草坪机械在发展中会偏向于朝着结构简单、性能安全、轻便快捷、造型美观等特点的小型化方向发展。这样便于人们在作业中的搬运和防止在搬运过程中的碰撞引发机械损坏,还能减少运输成本,同时可完成修剪、打孔、施肥、喷灌等多种作业的小型机械将成为家庭草坪建植与养护的首选。随着国内外家庭庭院草坪的增多,草坪机械偏向于小型化与快捷化将成为今后发展的主要趋势。
目前,草坪机械还是以内燃机式为动力的机械。石油作为现阶段草坪机械燃料,属于不可再生资源,既导致能源的消耗,又会造成大气污染。所以以太阳能、电能、燃料电池作为动力来源并转化为机械能的多元化、清洁化新能源草坪机械将成为了今后的发展趋势。
为了更好地满足草坪草建植与养护管理的需要,国内园林机械制造企业应结合国内草坪建植与养护的特点制造出符合我国国情的草坪机械,并提高草坪机械的实用性,同时坚持自主创新,独立研发,打造出具有国际影响力的民族品牌。通过不断提升草坪机械的各种性能,增强消费者和操作者的使用满意度,从而提高该产品的知名度和影响力,树立良好口碑[8],在草坪机械市场竞争中占有一定的主导地位。
近年来,我国草坪机械设备在引进国际先进科学技术和前沿的设计理念并不断创新前提下得到了长足的发展,逐渐向着自动智能化和人性化方向迈进,为草坪建植与养护工作提供高标准、高规格的服务。