烟叶小培土专用工具的研究设计及应用效果

张丽 林小宇 钟平展 李晓飞 许仕欢 张君

摘 要 传统小培土工具虽能满足烟叶培土的基本要求，但其使用效率较低，难以满足标准化作业需求。以广东省梅州市蕉岭县广福镇烟叶种植区为试验地，调研当地烟农对烟叶小培土作业的需求，并基于需求提出了一种长柄式烟叶小培土专用工具的设计与应用方案，从设计目标、设计过程和设计结果3方面对烟叶小培土专用工具进行了介绍，并在广福镇烟区的石峰村、广育村、大坝村3个村庄内设试验地测试烟叶小培土专用工具的应用效果，证实烟叶小培土专用工具作业时每667 m2平均耗时为

57 min，远低于传统作业方式，值得进一步的推广应用。

关键词 烟叶；小培土；专用工具；广东省蕉岭县广福镇

中图分类号：S572；S233.75 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.066

小培土是烟叶种植中的重要环节，其对烟株生长和烟叶品质有明显影响。在烟叶种植过程中，种植主体虽能根据需要选择和使用适宜的小培土方式进行作业，但作业效率普遍较低，不仅影响了烟叶的种植情况，也影响了烟农种植烟叶的积极性。因此，为提高小培土作业成效与烟叶种植的综合效益，须设计出更有效的小培土专用工具。

1 烟叶小培土专用工具设计意义

1.1 小培土是促进烟苗生长的重要活动

烟叶小培土指的是当烟苗进入团棵期（移栽后20～25 d）时进行的培土作业[1]。通过小培土作业，既可以增加烟苗生长土壤中肥沃土层的厚度，防旱保墒和排水防涝，又可以有效防止烟叶倒伏，减轻杂草对烟苗生长的不利影响[2-3]。

1.2 烟农对轻便、高效的小培土工具需求强烈

通过对广东省梅州市蕉岭县广福镇的35户烟农进行关于小培土作业情况的调查发现，83%的烟农表示种植中小培土作业环节最费时费力，14%的烟农表示打顶抹杈环节最费时费力，3%的烟农表示抑芽环节最费时费力；74%的烟农表示最需要小培土工具，17%的烟农表示最需要大培土工具，9%的烟农表示最需要移栽机。调查结果表明，小培土是影响烟农烟叶种植效率和效果的重要因素，小培土工具是大部分烟农迫切需要的种植工具。

1.3 传统小培土作业效果欠佳

传统的烟叶小培土作业主要采用人工徒手作业，作业过程见图1。在传统作业过程中，作业人员需用双手将烟株周围土壤拢至烟株基部，极易造成手部受伤[4]。同时，作业过程中还需频繁蹲起，劳动强度大、作业效率低，易造成人体关节劳损[5]。

2 烟叶小培土专用工具的设计方案

2.1 设计目标

由表1可知，使用传统人工徒手作业方法的每667 m2作业耗时均大于200 min，且仅有铁坑村的作业耗时低于300 min，大坝村、石峰村、广育村每667 m2

作业耗时均大于350 min。基于此，本项目组为提高烟叶小培土作业的效率，以设计出一种将每667 m2平均作业耗时控制在200 min以内的工具为设计目标。

2.2 设计过程

2.2.1 确定工具类型

在设计初期，经过梳理发现，可供选择的小培土作业方式主要有传统作业方式、长柄工具作业方式和滑板工具作业方式。其中，传统作业方式是由作业人员随意选择能将土移至烟苗周围的工具，无固定工具；长柄工具是借鉴锄头的原理制作的工具；滑板工具是借鉴秧马旱地行船的结构特点制作的工具。这3种工具类型对应的主要过程及耗时情况见表2。

由表2可知，使用长柄工具作业时可免去传统作业过程中下蹲及起身2个动作，能有效减少种植人员的劳动强度，缩短劳动时间。使用长柄工具后，预计一个培土动作周期耗时8 s，而每667 m2烟田的烟株数是1 100株，通过计算，每667 m2平均作业预计耗时t=8×1 100=8 800 s≈147 min＜200 min。使用滑板工具作业时可免去传统作业过程中站立、下蹲、起身3个动作，能有效减少种植人员的劳动强度，缩短劳动时间。使用滑板工具后，预计一个培土动作周期耗时8.5 s，每667 m2烟田的烟株数是1 100株，通过计算，每667 m2平均作业预计耗时t=8.5×1 100=6 600 s≈

156 min＜200 min。综上所述，使用长柄工具和滑板工具作业方式的作业效率均高于传统作业方式，且长柄工具作业方式的作业效率更高。

同时，2021年3月23—25日，在广福镇大坝村、石峰村、广育村进一步试验发现，长柄工具单一培土动作耗时5.20 s，滑板工具单一培土动作耗时8.37 s。且长柄工具可在多种天气和地形条件下使用，而滑板工具则不能在雨天及垄间积水、松软，或地形起伏不平的条件下使用。因此，本次研究选择长柄类工具。

2.2.2 工具主要部件的设计

以劳作便利、作业高效、适合山区作业为设计目标，笔者将整体的工具设计细化具体的技术需求（见表3）。其中，设计结果是按照技术需求最终确定的部件的實际结果。

2.3 设计结果

按照设计需求及设计目标，最终烟叶小培土专用工具如图2所示。

注：1—手柄；2—摆杆；3—转动销；4—钉耙。

3 烟叶小培土专用工具的应用方法及效果

3.1 应用方法

烟叶小培土专用工具的实际应用流程如图3所示。在使用时，先将伸缩杆调节至合适的高度，然后在烟株前站立，张开小培土工具，将耙齿沿烟株两侧对称插入，避免戳伤叶面，然后轻合摆杆，将烟株周围土壤拢到烟株基部，拔出工具后移动至下一株烟株，完成单个小培土动作，依次循环。

3.2 应用效果

为验证烟叶小培土专用工具的应用效果，分别在2022年1月27日和2022年1月28日，在广福镇烟区的石峰村、广育村、大坝村3个村庄内分别选择两块烟叶种植地进行作业测试。由表4可知，烟叶小培土专用工具的作业每667 m2平均耗时为57 min，远低于传统作业方式的每667 m2平均耗时及设计前制定的每667 m2平均耗时200 min的目标值，说明烟叶小培土专用工具的应用能有效提高烟叶小培土的作业效率，节省作业时间，且该工具的应用也极大地降低了种植人员的劳动强度，可在烟叶种植区开展进一步的推广应用。

参考文献：

[1] 任雅萍，李莹，詹昌峰，等.不同培土方式对烟叶化学成分、中性香气物质和物理特性的影响[J].延边大学农学学报，2020，42（3）：47-52.

[2] 殷寿安，林选知，区焕财，等.烟叶中耕培土及机械化作业技术分析[J].湖南农机，2012，39（11）：

30-32.

[3] 任丹，牟子蛟，张亚楠.土壤条件对烤烟种植作用的研究[J].农业技术与装备，2021（5）：63-64.

[4] 李堂慧.探析土壤条件对烤烟生长及品质的影响[J].种子科技，2019，37（4）：47-48.

[5] 胡丽涛，杨通华，岑小红，等.揭膜培土对烟株生长和烟叶品质的影响[J].安徽农业科学，2011，

39（19）：11449-11450.

（责任编辑：张春雨）