葡萄园建园机械

冯晓静，袁 野，郑亚北，刘彦玲

(1 河北农业大学机电工程学院，河北保定，071001；2 保定学院，河北保定，071000)

随着我国葡萄产业的发展，葡萄种植面积越来越大，新建园明显呈现增长趋势。但是，我国葡萄生产依然以人工劳动为主，尚缺少专用机械，人力生产的高成本和低效率严重限制了葡萄产业的发展和经济效益的提高，机械化作业成为葡萄生产管理的必然趋势。机械化作业的前提是具有标准化的果园和适宜机械化作业的栽培技术，新建葡萄园应该按照规范进行标准化建设，以利于栽培管理的机械化作业。本文介绍了几种用于新建葡萄园的机械装备。

1 土地整理和土壤改良机械

土壤改良是葡萄建园前的重要栽培环节之一，土壤改良效果对后期葡萄的产量和品质有重要影响，因此，必须做好建园前的土壤改良工作，主要是增施有机肥以提高土壤有机质含量。在建园时先用整地设备对土地进行整理，建葡萄园用的整地机械与大田用的形式基本相同[1]。在整地的同时依据土壤质地进行土壤整体改良，将规定施肥量的有机肥撒施田间并深翻到地下。

1.1 捡石机

若所选葡萄园土层中石块等杂质较多，可用捡石机把土层中的大石块捡除。捡石机主要用来捡拾表层土壤中的石块，典型的捡石机产品有加拿大齿耙式捡石机(见图1)、澳大利亚齿耙式捡石机(见图2)和纽荷兰KONGSKILDE捡石机(见图3)。

图1 加拿大齿耙式捡石机

图2 澳大利亚齿耙式捡石机

图3 纽荷兰KONGSKILDE捡石机

捡石机前面一般有较长的捡石铲，捡石铲后部安装有大型集石箱，捡拾铲铲起耕层土壤，在捡石铲的上方安装有4或者6根拨石齿杆，拨石齿杆由链条传动，随着拨石齿杆的转动，捡石铲上面土层中的石块、树根等大杂物被拨向捡石铲后的集石箱，当集石箱装满时及时卸出石块。一般情况下，捡石机捡石作业速度在1.5～5.0 km/h；作业速度与土壤的含石量相关联，对于石块多而且分散的地段，为了确保捡石质量，作业速度可降至0.8 km/h。大田种植耕层较浅，所使用的捡石机的捡拾深度一般不足30 cm，捡拾石块直径在5～76 cm。如果葡萄建园土壤改良需要更深层的土层去石，可以用挖掘机或深耕犁把下层土壤翻到上层再进行捡拾工作。

1.2 激光平地机

葡萄园一般要求建在地势平缓、地形变化不大的地带，便于园区的设计和施工，以及后续栽培管理的机械化作业。最原始的土地平整方法是人工平整，现代农业采用机械化平整土地。利用传统平地机和铲运机等机械进行作业，可实现初步平整。为提高土地的平整精度，将激光控制技术应用到平地机作业中，可实现高精度的农田土地平整，耕地可被精确平整到上下偏差不超过2 cm[2]。激光平地机如图4所示。目前，国内外生产平地机的主导厂家有：中外建发展股份有限公司、哈尔滨四海工程机械公司、常林股份有限公司、卡特彼勒公司(美)、小松公司、三菱公司(日)和O&K公司(德)等。

图4 激光平地机

1.3 葡萄园施肥机

施有机肥是提高葡萄品质和口感的重要措施[3]，葡萄园建园前的土壤改良和葡萄生长过程中都需要施入大量的有机肥。欧美等发达国家对葡萄园施肥相当重视，施肥机主要有液态施肥机、圆盘撒肥机和肥料深施机。固体厩肥多经过处理，以液态施用较多，施用的方法多与施液态氨肥相同，采用注入法施入葡萄植株两侧，有些施肥机装在高架底盘上，可同时施两行或4行[1]。我国果园施肥机有挖坑施肥机、圆盘开沟施肥机、链式开沟施肥机、立式破土施肥机和振动深施机等[4]。针对葡萄园施用有机肥的特点，研究人员也已研制了一批葡萄有机肥施肥机[5-9]。

2 开沟定植机

2.1 开沟机

葡萄建园中土壤改良、排灌系统施工、定植及施肥都需要挖沟。

多年以来，国内一直缺少针对葡萄种植的专用开沟机械，大多数葡萄园开沟都是由人工开挖或者使用大型工程用挖掘机等机械挖掘。人工开沟不仅劳动强度大、效率较低，而且开沟效果较差[10]。大型工程用挖掘机等机械挖沟成本高，沟型不能满足葡萄开沟技术要求，还会造成土壤压实。在美国、法国、英国和意大利等国外葡萄种植发达国家，葡萄园开沟机的发展较早，生产中使用葡萄专用开沟机，如凯斯(CASE) DitchWitch Vermeer等，能够满足葡萄园开沟的各项要求[11-12]。葡萄园开沟机(如图5所示)挖沟，沟深0.6～0.8 m、宽0.6～0.8 m，挖沟时表土和底土分开，将腐熟有机肥、生物菌肥施到沟中，每667 m2果园施腐熟有机肥 3～5 t，撒施后与土壤充分混匀再回填，大水漫灌沉实后整平[13-14]。或者春季定植前在地面撒施用旋耕机或铧式犁翻耕，深度15～20 cm。

图5 开沟机

2.2 定植机

葡萄苗定植一般在土壤解冻后至萌芽前进行[15]。传统定植方法一般按葡萄园设计的行距及行向，拉线或用生石灰撒线，再按照株距定点的方式确定栽植位置。一般人工或机械挖穴，视苗大小，挖穴直径30～40 cm、深20～40 cm。人工将葡萄苗放入挖好的穴中，根颈稍低于地表，将葡萄根系理顺后，培土到葡萄苗的一半，轻轻将葡萄苗提至根颈和地表齐平，再填土、踩实。对于嫁接苗的定植，短砧至少保证露出地面5 cm左右，以免接穗再次生根；用插条直接扦插定植时，插条的顶芽要与地面相平，顶芽朝向一个方向并与行向一致，且植株在拉丝正下方。

国外葡萄定植一般采用栽植机，很少开沟或挖坑栽植。栽植机带有开沟器，靠人工投入葡萄苗，机械浇水和培土。也有专用的营养钵栽植机，但生产中未大量使用[1]。一般按照确定好的株距，用打孔栽植机(见图6)按规定尺寸挖定植坑，或用挖坑机(见图7)挖坑，将苗木垂直栽入坑中并将植株周边的土壤踩实。苗木定植后需要灌水将土壤沉实。生产中还没有能一次完成打孔、栽植、埋土和压实系列作业的机械。

图6 打孔栽植机

图7 挖坑机

3 架杆及拉丝机械

搭建葡萄架时，架杆沿着行向的间距为6 m，因为承受拉丝和葡萄藤蔓的牵拉力，需要埋入土壤一定深度。建园时在挖坑和埋设架杆过程中，若全部人工作业，劳动量巨大。可采用人工拉线、用仪器定位或者用带有GPS系统的拖拉机配套挖坑机(见图6)，确保行距和杆距整齐，降低劳动强度。拉丝用于固定葡萄藤营造架式，拉丝应具有足够的强度，一般采用8～16号拉丝，即直径为2.0～3.0 mm的拉丝为宜[16]。第一道拉丝如果还用于固定灌水器及管道，可选用镀锌钢丝、不锈钢丝或塑钢丝等。一般用人工按照定位高度固定拉丝，或者用拖拉机带着专用的拉丝装置(见图8)一次完成整个高度上的几道拉丝的布置和固定。

图8 拉丝装置

4 小结

机械化是葡萄生产的必然趋势，建园是葡萄生产的关键。尽管在葡萄的植保、埋藤和清土出藤等管理环节已经实现了机械化，但在建园环节我国机械化水平还较低，捡石机、专用开沟机、挖坑栽植机和架杆拉丝装置等用于葡萄生产实践的机械还没有研制出来，需要农机农艺融合，建立农艺上合理、适合机械化作业的种植制度，共同推动我国葡萄产业的发展。