甘肃油橄榄生产机械化技术研究与试验示范*

何成秀，石林雄，张中锋，刘鹏霞，邓煜

(1. 甘肃省农业机械化技术推广总站，兰州市，730046； 2. 陇南市经济林研究院油橄榄研究所，甘肃陇南，746000)

0 引言

甘肃是我国油橄榄主产区之一，陇南市武都区地处甘肃省东南部，山大沟深，全年平均气温14.9 ℃[1-2]，气候与土壤条件和世界油橄榄主产区地中海国家相似，是甘肃省油橄榄最佳适生区[3-4]。橄榄油除了作为健康的食用油，也是医药、化工、酿酒等行业的主要原料[5-6]，因此甘肃省将油橄榄产业纳入优势特色产业发展统筹考虑、通盘谋划，产业规模不断扩大。目前陇南市油橄榄种植面积达42.666 khm2，年产鲜果38 kt，年产橄榄油5.7 kt，油橄榄种植面积、鲜果产量、橄榄油产量均位居全国第一，是我国最大的油橄榄产业基地[7-8]。

目前甘肃省陇南市油橄榄产业涉及武都区、宕昌、文县、康县、西和、礼县6个县区44个乡镇，343个行政村，41万人口，已成为陇南贫困群众脱贫致富的支柱产业。近年来，甘肃省在油橄榄品种选育、栽培技术、加工榨油等环节突破了一些技术难题，但陇南市武都区90%的油橄榄种植在海拔1 300 m以下的丘陵半山区[9-10]，机械化运输采摘的“瓶颈”一直没有破解。油橄榄机械化生产水平很低，无法筑路通车的陡峭山坡油橄榄运输主要靠“人扛马驮”，油橄榄靠传统的纯人工采摘，运输、采摘等关键环节“无机可用、无好机用”，制约了当地油橄榄产业的规模化快速发展。

针对甘肃省陇南市油橄榄特色产业机械化生产现状，本文根据《甘肃省农业农村厅关于印发2020年地方性特色产品包抓实施方案的通知》，研究甘肃省油橄榄机械化生产技术体系和配套机具。提出以山地单轨运输车、田园管理机、机械辅助采摘平台为配套机具的油橄榄机械化生产技术模式，通过试验示范和推广应用，解决甘肃省陇南山区油橄榄运输、田间管理和采摘等关键环节机械化生产技术难题。

1 油橄榄生产机械化技术配套体系

甘肃省陇南市引种油橄榄40多年来[11-12]，由于特殊的地理条件，大部分油橄榄种植在半山干旱地区，山高坡陡，修建道路成本高、难度大，大多园地不通车路，油橄榄果实运输主要依靠肩挑背扛[13-14]。大规模种植的油橄榄采摘一直靠传统的纯人工采摘，效率低、成本高、劳动强度大，集中采摘期用工荒问题突出，油橄榄运输采摘环节“无机可用”。40%分散种植的油橄榄田园管理“无好机用”。针对这一现状，本文开展油橄榄生产机械化技术研究攻关，积极调研国内外相关技术和模式，联合省内企业研制及引进相关机具，在分析油橄榄主产区种植特点和果园地形条件的基础上，研究提出油橄榄生产机械化配套技术体系，如图1所示。

图1 油橄榄生产机械化配套技术体系

2 油橄榄生产机械化试验示范

2.1 山地单轨运输车试验示范

陇南市武都区油橄榄种植面积占9个县区油橄榄种植面积的92.22%[15]，大部分油橄榄种植在无法筑路通车的陡峭山坡。根据当地实际情况，从2020年初开始，项目组深入武都区多个乡镇，进行实地考察，选取武都区外纳镇兴源农民专业合作社和武都区油橄榄开发中心油橄榄种植示范基地两个试验点，首次在甘肃省油橄榄主产区研制安装山地单轨运输车2台(套)。单轨运输车由机头发动机、变速箱、驱动装置、制动装置、轨道、车厢等组成。驱动形式为齿轮齿条式，轨道长度均为1 500 m，宽度为50 mm，厚度为72 mm。运输车最大载重量为200 kg，最大运行坡度分别为40°和36°。2020年10月，在两个试验点分别进行两台山地单轨运输车作业性能试验，测试单轨运输车满载下坡时间、空载上坡时间、单位小时运输量和运行安全可靠性。试验结果如表1所示，运输作业如图2所示。

表1 单轨运输车试验结果Tab.1 Results of monorail transport vehicle experiment

图2 单轨运输车运输作业

由表1可知，山地单轨运输车每小时平均运输552.7 kg，人工每小时往返一趟搬运50 kg，单轨运输车运输量相当于11个劳动力的搬运量，作业效率高，减少成本50%，同时极大地减轻了农民的劳动强度。单轨运输车占地空间小，可在0.8 m狭窄的空间穿行，齿轮与轨道的齿条紧密配合，在坡地运行时不会下滑，终点设置自动停车装置，运行安全平稳。解决了道路条件差的田间果园中果实、农作物、农药、肥料、劳动工具等物料的上下坡运输问题，实现油橄榄自动化运输作业，解决了武都山区油橄榄机械化运输难题。

2.2 田园管理机试验示范

陇南市武都区90%以上油橄榄种植在半山干旱地区，集中连片规模化种植的油橄榄基地只占50%左右[16-17]，分散种植的油橄榄由于地块小、山坡地形的局限性，田间整地除草、开沟施肥等机械化水平很低，2021年6月，项目组在武都区外纳镇选择6个示范小区开展油橄榄果园机械化整地除草、开沟施肥试验示范，示范区基本情况如表2所示。

表2 示范区基本情况Tab. 2 Fundamental statistics of demonstration area

试验选择3TGQ-4R型、3TG-4.05L型、3TGQ-4A 型三种不同结构型式、不同除草和开沟装置型式的田园管理机，分别在坡度不同的示范小区进行作业试验。作业效果如表3所示，通过试验示范，为油橄榄种植户选购适合不同土壤质地和坡度要求的田园管理机提供参考。

表3 田园管理机作业情况Tab. 3 Operations of the pastoral management machine

由表3可知，3TG-4.05L单轴履带式和3TGQ-4A双轴防滑齿形铁轮田园管理机在坡度较大的地块作业效果较好，在地势平坦的种植区三种结构的机具作业效果良好；除草轮和甩刀式除草装置漏除率低，铲式除草装置适合植被根系较深的地块，但漏除率较高；开沟刀片开沟深度较浅，如果土壤坚实度大，施肥深度较深时选择犁铧式开沟装置。

2.3 机械辅助采摘平台试验示范

西班牙、意大利、希腊、以色列等油橄榄主产国，根据不同的地形和油橄榄种植的农艺要求，有不同的采摘方式和机械。早期分散种植的油橄榄由于种植的株行距没有规范化标准化，主要通过人工采摘。标准化、集约化种植的油橄榄主要靠机械采收，大大提高了采收效率，保证油橄榄果在最佳采收季按时采收[18-21]。甘肃省油橄榄采收基本靠传统的纯人工采摘，成本高，劳动强度大，集中采摘期用工荒问题突出。为解决油橄榄果人工采摘费时、费工，采收期过长影响油橄榄果品质等难题，项目组2021年11月在陇南佛堂沟油橄榄种植基地选取4个示范小区进行油橄榄机械化采摘平台试验示范。示范小区基本情况如表4所示。

表4 示范小区基本情况Tab. 4 Basic situation of the demonstration unit area

根据示范小区油橄榄种植株行距、树高、冠幅，试验示范的3GPY-500型履带式液压升降油橄榄采摘平台，配套动力36.8 kW，最大提升高度3 m，最大液压伸展宽度2.8 m，载重500 kg，最高行驶速度13 km/h，可四工位同时作业。每个示范小区，各选4个劳动力为一组，先机械采收1 h，在同一示范小区，同一组人，人工采收1 h，进行机械辅助采摘和人工采摘比对试验，采摘试验对比结果如表5所示。

表5 机械辅助采摘与纯人工采摘结果对比Tab. 5 Comparison of results between mechanically assisted picking and pure manual picking

纯人工采摘油橄榄容易将油橄榄树枝拉断，爬树采摘不仅费力，还危险，每个人每小时只能采摘约20 kg。机械辅助采摘平台可自由调节高度，安全省力，采摘效率是纯人工采摘的3.1～3.5倍，降低了劳动强度，缓解了采收季用工难问题。

3 试验示范推广效果分析

3.1 经济效益分析

根据油橄榄运输、田间管理、采摘三个环节机械化生产前后影响作业成本的相关因素，结合农业机械生产投入产出评价方法，建立油橄榄机械化生产节本增收计算公式。即

(1)

(2)

Yi=TmiCi

(3)

式中：E——机械化生产每公顷节本增收值，元；

i——运输、田间管理、采摘三个生产环节，i=1，2，3；

Xi——人工作业每公顷生产成本，元；

Yi——机械化作业每公顷生产成本，元；

Kri——人工作业生产成本校正系数；

Kmi——机械化作业生产成本校正系数；

Tri——人工作业时间，h/hm2；

Tmi——机械化作业时间，h/hm2；

Si——单个劳动力日工资，元；

Ci——机械化作业平均每小时作业成本，元。

其中Kr1=0.80，Kr2=0.90，Kr3=0.85；Km1=1.10，Km2=1.35，Km3=1.20；Si=200。

按表1、表4、表5测量的油橄榄每公顷平均产量、人工和机械化作业效率数据，由式(1)～式(3)计算油橄榄机械化生产每公顷节本增收3 150元。

3.2 示范推广带动效应

山地单轨运输车因地制宜解决了陇南油橄榄种植40多年来，因山路陡峭、无法修路，油橄榄运输依靠“人背马驮”的问题。自2020年以来，示范推广28 hm2，目前陇南市武都区在两水大湾沟橄榄园、外纳镇兴源农民专业合作社、峪河茶园共建有4条油橄榄运输轨道，可覆盖作业面积270 hm2。单轨运输车现已纳入武都区农机新产品购置补贴范围。2022年陇南市武都区下达第一批财政衔接推进乡村振兴补助资金，用于轨道运输设施建设。计划于2022年10月前，新建山地单轨运输机轨道54条共31 250 m，可解决17个乡镇34个村996.9 hm2的油橄榄等特色产业运输难题。

油橄榄机械辅助采摘平台，在大面积多点示范推广过程中，有效发挥油橄榄种植大户的示范引领和带动作用。2022年陇南市武都区财政衔接推进乡村振兴补助资金用于油橄榄基地建设，3.3 hm2以上的橄榄园210处，将逐步由机械辅助采摘平台实现采摘。

为减轻农户的购机成本，提高田园管理机使用效率，2022年陇南市武都区积极推广“龙头企业+合作社+种植户”模式，为油橄榄种植户提供机械化托管服务，进而有效带动小农户共同发展油橄榄特色产业，鼓励贫困户通过依法流转土地使用权、林权等方式参与项目开发，通过土地流转得租金、务工投劳得薪金、认领管护得酬金、入股分红得股金，促进农民就业增收。

4 结论

1) 油橄榄生产机械化技术和配套机具的试验示范和推广应用，改变了长期以来甘肃省陇南丘陵山区油橄榄运输、田间管理、采摘等关键环节“无机可用、无好机用”的现状，实现当地油橄榄自动化运输和机械化辅助采摘，油橄榄生产逐步由劳动密集型产业向机械化生产发展。

2) 山地单轨运输车的成功研制应用，每小时平均运输552.7 kg，相当于11个劳动力的搬运量，作业效率高，运输成本减少50%；机械辅助采摘平台安全省力，采摘效率比纯人工采摘提高33%，极大地减轻了农民的劳动强度，缓解了采收季用工难问题，提高了产业效益，实现油橄榄每公顷节本增收3 150元。

3) 建议农机推广部门加强与科研单位、高校和企业的协同攻关，组建专家技术团队，加强与油橄榄主产国的学习交流，借鉴国外先进技术和模式，加快油橄榄机械化采摘机具的研发推广，推动甘肃省油橄榄特色产业持续高效发展。