苗木调运凹底栅栏车厢的设计和应用

周光军

(甘肃省天祝县林业工作站，甘肃 天祝 733299)

在造林和绿化工程中为了提高苗木的栽植成活率和延长植树期，常用的技术措施是苗木带土移栽，即在苗圃地挖苗时根部带一定尺寸的土球包扎后运往栽植地，从而减少苗木的根系损伤和蒸腾失水，提高了苗木的栽植成活率和栽后生长量。但目前带土苗木的调运仍多用平板箱式车，苗木装运时树冠和土球平躺，层层叠加，苗木在运输途中颠簸后相互挤压，土球破损率和枝条折损率较高，且装卸费时费力，导致苗木栽植成活率降低同时苗木装卸成本升高。在苗木的起挖和栽植中已研制了挖树机[1-2]和挖坑机[3-6]，大大降低了苗木起挖和栽植劳动强度，提高了工作效率，但在苗木调运过程中还未见专用装备研制的报道。因此，为了降低苗木调运过程中土球破损率和枝条折损率，提高苗木栽植成活率和降低劳动强度，实现苗木起挖到栽植的全流程机械化和高效化，研制机动性强，精准性高，省时、省力的苗木调运专用装备迫在眉睫。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省武威市天祝藏族自治县，该地位于祁连山北麓浅山区，海拔2 500～3 500 m，大陆性高原季风气候，年均气温1.8 ℃，年日照时数2 500～2 700 h，年降雨量400～600 mm，降雨量60%集中在7～9月，无霜期120～150 d，土壤为灌丛草甸土或栗钙土。试验地51.5%的面积位于甘肃省祁连山国家级自然保护区，多样的地形、地貌和气候资源孕育了丰富的植物资源，境内分布着大面积的青海云杉(PiceacrassifoliaKom.)和祁连圆柏(SabinaprzewalskiiKom.)天然林。近年来试验地借助境内丰富的植物资源，大力发展以青海云杉和祁连圆柏为主的乡土树种育苗产业，苗木远销新疆、青海、宁夏、内蒙等地，为通道绿化、山水林田湖草和园林建设等项目的实施提供了诸多优质苗木。现苗圃地已达200 hm2，各类苗木调运日趋频繁。

1.2 材料与方法

2019年3月春季造林期分别采用本文设计的凹底栅栏车厢和平底普通车厢调运苗木进行对比试验。凹底栅栏车厢长4.5 m，宽1.8 m，高2.1 m，底部为整齐排列的半球形凹面，周围三面为栅栏状护栏，苗木调运时直立装车，用挡杆固定。平底普通车厢长4.5 m，宽1.8 m，高0.6 m，底部为水平面，四周高0.6 m为铁皮护栏，苗木调运时土球向前，平躺装车，用绳索捆绑固定。凹底栅栏车厢和平底普通车厢均安装在湖北华耀专用汽车有限公司生产的轻卡后桥台面上，轻卡发动机型号JX493ZLQ5，底盘型号JX1041TG25。两种车厢除设计和构造不同外，牵引轻卡和其他配套设施均相同。

苗木调运路线为天祝藏族自治县石门镇大塘村石门苗圃至松山镇黑马圈河义务植树造林点，两者相距120 km，中途50 km为省级柏油公路，路面平坦，路况较好，其余70 km为乡村砂石路，起伏不平，路况较差。调运苗木为祁连圆柏，高1.5 m，带直径45 cm土球，土球用网孔2 cm×2 cm尼龙编织袋包扎，苗木苗圃地装车和到达造林点卸车均采用人工装卸。凹底栅栏车厢和平底普通车厢调运苗木到达栽植点后，调查统计不同车厢调运苗木的土球破损率(%)和枝条折损率(%)。对比试验完成后，核算苗木装、卸成本(元/株)和效率(株/人·h)。土球破损率(%)=(破损土球数÷调运苗木数)×100，枝条折损率(%)=(枝条折损株数÷调运苗木数)×100。调查统计土球破损率和枝条折损率，核算装卸成本和效率时，重复苗木调运15次(趟)。核算苗木装、卸成本时，试验地一个青壮年劳动力每天工作10小时的雇工费是200元。

所有数据求平均值，数据利用Excel 2007和DPS 6.01软件进行两样本t测验显著差异性分析。

2 结果与分析

2.1 苗木调运凹底栅栏车厢的设计和应用

如图1～5所示，苗木调运凹底栅栏车厢整体呈长方体形，长4.5 m，宽1.8 m，高2.1 m，底部由10行4列整齐排列的半球形凹窝组成，周围三面由栅栏护栏围成，尾部开放。水平栅栏Ⅰ～Ⅳ上分别设有对称的10个凹字形卡槽，凹字形卡槽间距45 cm。挡杆Ⅰ和Ⅱ横截面为长方形，横截面长方形长度和宽度等同于凹字形卡槽的深度和宽度。半球形凹窝直径45 cm，底部留有半球形凹窝底洞，半球形凹窝外切正方形4个角上分别设有垂直的半球形凹窝支柱，半球形凹窝支柱高度为50 cm。苗木调运凹底栅栏车厢中水平栅栏Ⅰ和水平栅栏Ⅳ距半球形凹窝顶部60 cm，水平栅栏Ⅱ距水平栅栏Ⅰ 为60 cm，水平栅栏Ⅲ距水平栅栏Ⅳ60 cm。苗木调运凹底栅栏车厢周围三面栅栏护栏由空心方钢焊接而成，底部10行4列整齐排列的半球形凹窝由厚0.5 cm钢板冲压而成，一次成型，半球形凹窝支柱由空心方钢焊接而成。苗木调运凹底栅栏车厢周围三面栅栏护栏与半球形凹窝顶部之间，半球形凹窝支柱与轻卡后桥台面之间均通过焊接连接。

图1 苗木调运凹底栅栏车厢整体结构示意图1.水平栅栏Ⅰ；2.水平栅栏Ⅱ；3.挡杆Ⅰ；4.档杆Ⅱ；5.半球形凹窝；6.水平栅栏Ⅲ；7.水平栅栏Ⅳ

图2 水平栅栏Ⅰ、水平栅栏Ⅱ、水平栅栏Ⅲ、水平栅栏Ⅳ结构示意图1.凹字形卡槽

图3 挡杆Ⅰ3和挡杆Ⅱ4结构示意图

图4 半球形凹窝仰视图1.半球形凹窝底洞；2.半球形凹窝支柱

图5 中半球形凹窝剖视图1.半球形凹窝底洞；2.半球形凹窝支柱

如图6所示，苗木调运时，先将装有凹底栅栏车厢的轻卡停靠在苗圃旁，将苗木土球自前向后依次放入半球形凹窝中，每放完一行4株后，将档卡3两端分别就近插入水平栅栏Ⅰ水平围栏Ⅳ以及凹字形卡槽内，将档卡两端分别就近插入水平栅栏Ⅱ、水平栅栏Ⅲ以及凹字形卡槽内，固定苗木站立，以防倾倒。当苗木高度大于60 cm，小于120 m时，也可只安装档杆3起固定作用。每装完1行4株后，增加档杆Ⅰ和档杆Ⅱ，依次类推，直到苗木装载完成。苗木调运到栽植点后，先将装有凹底栅栏车厢的轻卡停靠在栽植点旁，依次打开档杆Ⅰ和档杆Ⅱ，自后向前依次卸下苗木。苗木卸载完成后，土球上掉落的土杂落入半球形凹窝底洞中，减少了半球形凹窝清理环节，方便下次苗木调运。苗木卸载完成后，收拾档杆Ⅰ和档杆Ⅱ，装入车厢内开启下次苗木调运。

图6 苗木调运凹底栅栏车厢应用示意图1.苗木树冠；2.水平栅栏Ⅱ；3.水平栅栏Ⅰ；4.档杆Ⅱ；5.挡杆Ⅰ；6.水平栅栏Ⅳ；7.水平栅栏Ⅲ；8.苗木土球

2.2 苗木调运凹底栅栏车厢应用效果对比分析

苗木调运凹底栅栏车厢应用效果，见表1。

表1 苗木调运凹底栅栏车厢应用效果

由表1所示，应用凹底栅栏车厢和平底普通车厢调运苗木后，凹底栅栏车厢的土球破损率、枝条折损率、装车成本和卸车成本均低于平底普通车厢，装车效率和卸车效率均高于平底普通车厢。凹底栅栏车厢的土球破损率、枝条折损率、装车成本和卸车成本分别为2.54%、3.70%、1.05元/株和0.80元/株，较平底普通车厢降低了82.31%、77.56%、30.92%和35.48%；装车效率和卸车效率分别为19.05株/人·h和25.00株/人·h，较平底普通车厢提高了44.76%和54.99%。经t测验，凹底栅栏车厢和平底普通车厢的土球破损率、枝条折损率、装车效率、成本和卸车效率、成本的|t|均大于t0.05，两者之间差异显著。

3 结论

根系是苗木吸收矿质离子和水分的主要器官，保持苗木根系的完整性和减少损伤在苗木调运和移栽中至关重要[7]。应用凹底栅栏车厢调运苗木后，相对传统平底普通车厢降低了苗木土球破损率、枝条折损率、装车和卸车成本，并提高了装车和卸车效率，在生产实践中有一定的应用前景。应用凹底栅栏车厢调运苗木时，苗木最大限度保持了苗圃地自然直立状态，苗木基部土球放入半球形凹窝中，土球基部受半球形凹窝包裹，受力比较均匀，不易破损，且苗木枝条自然舒展，用档杆分隔固定后，相互独立，枝条折损率较低。应用平底普通车厢调运苗木时，苗木平躺于车厢内，苗木土球点状受力，土球、枝条之间叠加，相互挤压，苗木土球和枝条受力不均，损伤率较高。本文设计的凹底栅栏车厢结构简单，制作方便，在苗木调运过程中可按部就班，实现流程化操作，固定方便，减少了绳索捆绑等环节，提高了苗木装卸效率，降低了装卸成本，建议在有条件的地方示范推广。