王勇斌 宋占華，2 高天浩 陳超科 宿佃斌 王 敬 李法德，2

(1山東農(nóng)業(yè)大學機械與電子工程學院，山東泰安 271018; 2山東省園藝機械與裝備重點實驗室，山東泰安 271018)

我國桑園管理機的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展思路

王勇斌1宋占華1，2高天浩1陳超科1宿佃斌1王 敬1李法德1，2

(1山東農(nóng)業(yè)大學機械與電子工程學院，山東泰安 271018;2山東省園藝機械與裝備重點實驗室，山東泰安 271018)

進入21世紀后，我國的蠶桑產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員老齡化和部分地區(qū)機械化推進難等問題日益加重，嚴重制約著蠶桑產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。雖然桑園管理機的應(yīng)用使桑園的管理工作效率得到了大幅度的提高，經(jīng)濟效益明顯提升，但是在桑園管理機的應(yīng)用過程中仍存在著農(nóng)機與農(nóng)藝融合度不高、研發(fā)力度不足、桑園管理機推廣應(yīng)用難、售后服務(wù)機制不健全等很多問題。通過分析我國的桑樹建園栽培制度和管理模式，并在對我國桑園管理機的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題進行分析的基礎(chǔ)上，提出了“桑園建設(shè)標準化、機具研發(fā)功能化、政府扶持體系化、桑園管理專業(yè)化”的桑園管理機發(fā)展思路，為蠶桑產(chǎn)業(yè)機械化的發(fā)展提供借鑒。

蠶桑產(chǎn)業(yè);桑園;管理機;機械化;省力化

自嫘祖開創(chuàng)種桑養(yǎng)蠶之法和抽絲編絹之術(shù)［1］至今，中國的蠶桑生產(chǎn)已有5 700多年的歷史［2－3］，已發(fā)展成為一個具有完整產(chǎn)業(yè)鏈的行業(yè)。進入21世紀后，中國蠶繭產(chǎn)量占世界總量的比重均在80%以上，尤其是在國家“東桑西移”戰(zhàn)略實施之后，蠶桑產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭［4］。據(jù)統(tǒng)計，2014年全國真絲綢商品出口31.38億美元，全國桑園面積達83萬hm2，除浙江、江蘇省的桑園面積繼續(xù)減少和云南、四川、廣西等省(區(qū))的桑園面積繼續(xù)增加外，其他地區(qū)桑園面積基本保持穩(wěn)定［5］。與此同時，我國提出的“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略也為蠶桑產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇，絲綢之路起于絲綢產(chǎn)業(yè)，并以它為紐帶發(fā)展起來，我國蠶桑產(chǎn)業(yè)當以“一帶一路”為契機實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級［6－9］。

但是，桑樹在生長期間桑園需要大量繁重的管理工作，如松土、施肥、除草、病蟲害防治、桑樹剪伐、桑葉采摘等作業(yè)，目前國內(nèi)桑園管理工作大多通過人工進行，勞動強度大，工作效率低，成本高。據(jù)我們調(diào)查，在山東省的泰安、日照等蠶區(qū)，蠶繭生產(chǎn)的人工成本所占比例已經(jīng)達到了蠶桑生產(chǎn)總成本的60%"70%，與大宗農(nóng)作物機械化水平相比桑園機械化水平落后很多，嚴重影響著蠶桑產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。因此，加快發(fā)展桑園管理機的研發(fā)及應(yīng)用推廣工作勢在必行。本文結(jié)合我國桑園建設(shè)與主要管理模式、桑園管理機的發(fā)展概況和桑園管理機在應(yīng)用過程中存在的一些問題進行分析，提出我國桑園管理機的應(yīng)用發(fā)展對策和建議，供同仁參考。

1 桑園建設(shè)與主要管理模式

1.1 桑園選址

在我國，人工栽桑養(yǎng)蠶距今已有4 000多年的歷史，栽植范圍廣泛，幾乎遍布全國各地。目前國內(nèi)已查明的桑樹資源可分為魯桑、白桑、山桑、廣東桑等15個桑種和鬼桑、大葉桑等4個變種，共3 000多個桑樹種質(zhì)資源［10－11］。桑園建設(shè)一般選擇在地勢平坦、靠近水源、排灌方便、光照充足、通風良好的位置，土質(zhì)以壤土和砂壤土為宜，土層要厚。養(yǎng)蠶用的桑樹在栽植時對環(huán)境有一定的要求，周圍有化工廠或者磚窯的不適合栽種桑樹，因為工業(yè)廢氣和煤煙等可能對桑樹造成污染，進而引起家蠶中毒。

1.2 栽植形式

桑樹的栽植分為秋栽、冬栽和春栽。在栽植形式上，除了常規(guī)的等行距栽植形式外，還有寬窄行栽植形式。較為典型的是四川省寧南縣實施的“6215”桑園栽植模式，即寬行200 cm，窄行67 cm，株距均為50 cm，采用三角形錯位的栽植模式，每667 m2桑園栽植800～1 000株，在寬行中間套種相應(yīng)的低桿經(jīng)濟作物，在對經(jīng)濟作物種植管理和采收等作業(yè)的時候，無形中也相應(yīng)地給桑樹進行了松土和施肥，一舉兩得［12－13］。該模式極大地提高了單位土地的經(jīng)濟效益和蠶桑產(chǎn)業(yè)應(yīng)對市場風險的能力，促進了農(nóng)民增產(chǎn)增收，具有很高的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

1.3 樹型養(yǎng)成形式

自然生長狀態(tài)下的桑樹多年后會長成高大的喬木桑，為了提高桑葉的產(chǎn)量并便于桑葉采收和桑園管理，現(xiàn)在人工栽培的桑樹多數(shù)養(yǎng)成一定的樹型。依照桑樹樹干的高低，一般把樹型分為無干桑［主干埋入土中或稍出地面(地桑)］、低干桑(樹干高度在70 cm以下)、中干桑(樹干高度在70～150 cm)、高干桑(樹干高度在150 cm以上)［14］和“草本?！?雜交桑草本化栽培)5類，其中，草本桑憑借成園快、產(chǎn)高質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性強、收獲方便等優(yōu)點深受廣大蠶農(nóng)的喜愛，極大地促進了蠶桑產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化、省力化和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營［15－17］。表1簡要列舉了桑樹樹型養(yǎng)成形式及其栽培特點［18－25］，選用何種樹型養(yǎng)成形式要視當?shù)氐牡乩憝h(huán)境、生產(chǎn)要求、桑樹品種特性和栽培特點而定。

表1 桑樹樹型養(yǎng)成形式及其栽培特點

1.4 桑園類型

根據(jù)經(jīng)營方式和養(yǎng)蠶要求的不同而建立的桑園，可劃分為普通桑園、小蠶專用桑園、間作桑園和速成桑園4種類型［14］。普通桑園是以收獲桑葉為目的的桑園，是蠶桑生產(chǎn)的主要類型;小蠶專用桑園是以收獲小蠶用的優(yōu)質(zhì)桑葉為目的的桑園;間作桑園是一種在桑園中兼種經(jīng)濟作物或套養(yǎng)家禽的桑園;速成桑園的特點是栽植密植速成桑樹，在良好的肥水環(huán)境條件下適度密植，養(yǎng)成無干或低干樹型，在單位面積內(nèi)栽植更多的桑樹，充分利用光照和土壤養(yǎng)分等資源，枝葉生長快，2～3年內(nèi)即可達到豐產(chǎn)期，單位面積產(chǎn)葉量明顯提高，尤以“草本桑”桑園最為典型［24］。

1.5 桑園管理

優(yōu)良的桑樹品種除了要合理地栽培外，還要有與之配套的良好的桑園管理措施才能發(fā)揮出桑樹品種所具有的優(yōu)越性。桑樹在栽植和剪伐之后均需施肥補充營養(yǎng)，才能滿足桑樹生長發(fā)育的需要，一般每年施肥4次，分為春肥、夏肥、秋肥和冬肥，春肥在桑芽開始萌動之前施入，夏肥在夏伐或夏蠶結(jié)束后施入，秋肥在秋蠶結(jié)束后施入，冬肥在桑樹落葉后土壤封凍前施入，在距離桑樹30～40 cm處通過溝施或穴施的方式施以有機肥和無機肥，施完后用土蓋好施肥點，施肥量較大，若是人工作業(yè)耗時費力效率低［18］。另外，桑園內(nèi)滋生的雜草往往會利用桑園優(yōu)良的水肥條件大量繁殖，不但與桑樹爭奪水分和養(yǎng)分，而且影響桑園的通風透光，使土壤板結(jié)，抑制桑樹的生長發(fā)育，因此需要及時清除桑園中的雜草，桑園除草期可分為春季桑樹發(fā)芽前、夏伐后和秋季雜草結(jié)籽前3個時期。但是桑園除草是一項反復(fù)多次且較為繁重的工作，一般分為機械除草、化學除草和人工除草3種，機械除草是利用旋耕機械對桑園進行中耕除草，化學除草是在桑園噴灑化學藥劑殺滅、抑制雜草的生長，但需要注意做到不要將除草劑藥液噴灑到桑葉上。桑園土壤在長時間的人機踩壓和雨水過后容易板結(jié)，影響桑樹根系對土壤內(nèi)營養(yǎng)的吸收，因此需要定期進行旋耕松土，通常分為春、夏、冬3次，耕深大致為10～20 cm［19］。目前，國內(nèi)許多桑園的田間管理作業(yè)仍是以人工作業(yè)為主，但是人工作業(yè)不僅勞動強度大、效率低，而且隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展，農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移進一步加劇，勞動力成本也越來越高。

2 桑園管理機的發(fā)展概況

2.1 國外小型田園管理機的發(fā)展狀況

國外小型田園管理機發(fā)展較早，至今已經(jīng)發(fā)展到一個比較高的水平，主要以韓國、日本、法國、美國和意大利等國家為代表。在歐洲各國，小型田園管理機主要用于除雪、割草、短距離運輸?shù)茸鳂I(yè)，而在亞洲國家如韓國和日本等，則主要將其用于農(nóng)業(yè)耕作方面。韓國的機型以旱地(菜地、溫室大棚、果園及其他小地塊)作業(yè)為主，其特點主要表現(xiàn)在功能多樣上，代表機型為亞細亞多功能管理機;日本的機型兼顧水旱兩用，可以進行旋耕、除草、松土、開溝及播種等農(nóng)田作業(yè)［26］?？偟膩碚f，國外的機型大都具備以下特點:外形美觀、小巧靈活、操作簡便，可方便快速地完成多種工作部件的更換，實現(xiàn)多項作業(yè)［26］;此外，自動化和信息技術(shù)已逐步應(yīng)用于小型田園管理機上。

2.2 我國小型田園管理機的發(fā)展狀況

我國對小型田園管理機的研制雖然起步較早，但由于諸多原因一直沒有取得明顯的進展，直到20世紀80年代末至90年代中期，在農(nóng)村土地聯(lián)產(chǎn)承包責任制實施之后，農(nóng)民收入有了較大的提高，小型柴油機和汽油機技術(shù)發(fā)展趨于成熟，我國小型田園管理機的發(fā)展才開始真正步入快速發(fā)展的道路。在20世紀90年代中期至21世紀初，隨著國內(nèi)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，設(shè)施農(nóng)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，各種經(jīng)濟作物的種植面積增加，農(nóng)民收入得到進一步提高，小型田園管理機也獲得了較大的發(fā)展。自2002年起，我國小型田園管理機的發(fā)展步入成熟階段，機型和質(zhì)量也趨于穩(wěn)定［27］。

2.3 我國桑園管理機的發(fā)展狀況

目前，我國的桑園管理機基本都是在小型田園管理機的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加以改進，使之成為適應(yīng)桑園作業(yè)的機型。現(xiàn)在市場上的田園管理機大多配以1.47～5.88 kW 的柴油機或汽油機作為動力來源［26］，通過配備除草輥、旋耕刀、松土輥等作業(yè)機具，可完成除草、旋耕、松土等田間作業(yè)，工作幅寬為40～150 cm，耕翻土層深度為10～35 cm。小型田園管理機在桑園管理中的應(yīng)用與推廣，可極大地提高勞動效率，節(jié)約勞動力成本［28－29］。據(jù)我們調(diào)查，近年來，以蓄電池和燃氣為動力的小型田園管理機也開始上市，憑借其保養(yǎng)方便、機身小巧、操作方便等特點，深受廣大用戶的喜愛。

3 桑園管理機在推廣應(yīng)用過程中存在的問題

盡管桑園管理機的推廣應(yīng)用給桑園管理帶來了便利和明顯的經(jīng)濟效益，但是由于桑園管理機及其所配套作業(yè)機具結(jié)構(gòu)的局限性和桑樹栽植模式的多樣性，桑園管理機在桑園管理中的應(yīng)用仍存在著如下許多急需解決的問題。

3.1 農(nóng)機與農(nóng)藝融合度不高

據(jù)我們調(diào)查，與其他農(nóng)業(yè)機械一樣，桑園管理機在應(yīng)用過程中同樣存在著農(nóng)機與農(nóng)藝融合度不高的問題，主要表現(xiàn)在以下2個方面。一是，在桑園管理機工作過程中，由于缺少防護板，機器在前進過程中，扶手(手把)容易刮到桑樹枝條(圖1)，嚴重時易對桑樹新芽造成損傷;另外，工作部件(如松土輥、除草輥、旋耕刀等)的兩端常會碰到桑樹的樹拳，這不僅損傷了桑樹樹拳上新發(fā)的枝條和桑芽(圖2)，而且還容易造成桑園管理機橡膠輪胎的刺穿，嚴重的甚至造成作業(yè)機具的傾翻，具有一定的危險性;此外，當?shù)孛骐s草、枝條較多時，松土輥在工作過程中易纏繞雜草，嚴重時造成松土輥不能正常工作(圖3)。二是，由于不同地區(qū)桑樹的栽培模式不同，單一機型的桑園管理機很難滿足不同桑園的管理需求，特別是近年來快速發(fā)展的雜交桑草本化栽植模式，因其行距各地差異非常大，現(xiàn)有桑園管理機驅(qū)動輪輪距和作業(yè)機具不能滿足對草本桑桑園管理的需求。因此，目前的桑園管理機適應(yīng)性不強，難以廣泛推廣應(yīng)用。

圖1 機器側(cè)面對桑條的損傷

圖2 機器對樹拳和新發(fā)桑條的損傷

圖3 機器松土輥纏草嚴重

3.2 桑園管理機研發(fā)力度不足

桑樹在我國屬于小型經(jīng)濟林木，政府和科研人員對這方面的重視程度還不夠高，研發(fā)經(jīng)費投入少，研發(fā)力度不足，機型創(chuàng)新進展慢，跟不上農(nóng)業(yè)機械科技發(fā)展的步伐，特別是在大力推廣“省力高效栽桑養(yǎng)蠶技術(shù)”的背景下，桑園管理機的研發(fā)滯后于農(nóng)戶對桑園管理機性能上的需求，嚴重地影響了蠶桑產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展;此外，在桑園管理機人才培養(yǎng)方面，近年來蠶桑產(chǎn)業(yè)發(fā)展不穩(wěn)定，產(chǎn)業(yè)吸引力小，由此造成了從事桑園管理和養(yǎng)蠶機械與裝備研發(fā)領(lǐng)域的專業(yè)人員非常缺乏。

3.3 桑園管理機推廣應(yīng)用難度大

雖然桑園管理機在桑園管理上已經(jīng)展現(xiàn)出較大的優(yōu)越性，但在現(xiàn)實推廣應(yīng)用上仍不能滿足大面積推廣應(yīng)用的條件，除了新機具的可靠性有待于進一步提高外，主要是因為目前大多數(shù)農(nóng)戶桑園種植面積較小，經(jīng)營分散，并且市場上大部分桑園管理機的價位偏高，超出農(nóng)戶的心理預(yù)期，加之政府補貼相對較少，以致于很多農(nóng)戶不愿意購買使用;此外，由于思想觀念相對落后，多數(shù)農(nóng)戶只認準已經(jīng)廣泛投入使用的機型，對剛研制出來的新機型興趣不大，使用熱情不高，信任度低。

3.4 售后服務(wù)機制不健全

由于當前大多數(shù)農(nóng)戶的文化水平較低，而現(xiàn)有的桑園管理機又都是以小型柴油機或者汽油機作為動力來源，再考慮到部分機型上裝有的電控系統(tǒng)，農(nóng)戶在使用的過程中難免會遇到一些小故障，返回生產(chǎn)廠家修理不現(xiàn)實，但農(nóng)村又缺乏專業(yè)的農(nóng)業(yè)機械售后服務(wù)隊伍，使得購買了桑園管理機的農(nóng)戶在使用和維修上遇到困難時，無法得到及時的幫助，從而影響到桑園管理機的推廣應(yīng)用。

4 我國桑園管理機發(fā)展的建議和思路

4.1 桑園建設(shè)標準化

我國桑園管理機推廣程度不高，一個主要的原因就是國內(nèi)各地桑園規(guī)模小且桑樹種植標準不同，走規(guī)模化和標準化的道路勢在必行。建議國家和各級農(nóng)業(yè)主管部門組織有關(guān)專家，通過充分的調(diào)研，制訂有利于桑園管理機械化的桑園建設(shè)標準，改善桑園的種植模式，明確將來桑樹種植的行距、株距和樹拳高度，提高農(nóng)機與農(nóng)藝的融合度和機具配套水平，并在桑園建設(shè)中按標準實施。這樣，一方面可實現(xiàn)對桑園的集中管理，提高桑園機械設(shè)備的利用率和桑園管理的效率;另一方面可達到農(nóng)機與農(nóng)藝充分適應(yīng)結(jié)合的要求，實現(xiàn)與標準化、規(guī)?；纳@相適應(yīng)的桑園管理機標準化系列化的生產(chǎn)。

4.2 機具研發(fā)功能化

我國在桑園管理機方面的研制一直落后于田園管理機械，與國際水平的差距更大，因此建議國家加大對桑園管理機研發(fā)生產(chǎn)的投資扶持力度，積極引進國外現(xiàn)有的先進機型，同時從事農(nóng)業(yè)機械相關(guān)研究的科研人員應(yīng)在吸收國外先進技術(shù)和科技成果的基礎(chǔ)上，不斷努力開拓創(chuàng)新，根據(jù)我國桑園種植的特征等實際情況，結(jié)合當前農(nóng)村對農(nóng)機的小型化、自動化、智能化、系列化等要求，研制生產(chǎn)出性能優(yōu)良、價格適中的桑園管理機，實現(xiàn)對桑園旋耕、除草、松土、施肥等多種作業(yè)的機械化操作。比如在留有樹拳的桑園內(nèi)作業(yè)時，桑園管理機要考慮到樹拳會自然向桑樹外側(cè)生長，為了防止桑園管理機工作部件在田間作業(yè)時碰傷樹拳，在設(shè)計旋耕刀、除草輥等工作部件時，要考慮到將工作部件靠外側(cè)的尺寸設(shè)計得小一些，使靠外側(cè)的工作部件的旋轉(zhuǎn)外徑小于內(nèi)側(cè)工作部件的旋轉(zhuǎn)外徑，避免對桑樹樹體造成傷害。

4.3 政府扶持體系化

由于大多數(shù)農(nóng)戶文化水平不高，受傳統(tǒng)思維的束縛，接受新事物往往需要一個較為漫長的過程，需要政府相關(guān)部門在相當長的時間內(nèi)自始至終地積極大力宣傳桑園管理機的優(yōu)勢，嚴格執(zhí)行國家對農(nóng)機方面的補貼政策。建議制定有關(guān)政策對推廣使用蠶桑生產(chǎn)機械的農(nóng)戶或單位按政策給予相應(yīng)的補貼，將蠶桑生產(chǎn)納入政策性農(nóng)業(yè)保險范圍，鼓勵和支持保險機構(gòu)建立適合于蠶桑產(chǎn)業(yè)的保險制度，建立健全政府財政資金扶持機制，加大對蠶桑生產(chǎn)機械的研發(fā)和推廣應(yīng)用的財政投入，引導(dǎo)企業(yè)和社會投入，充分調(diào)動各方面的生產(chǎn)積極性，使政府對蠶桑生產(chǎn)機械的研發(fā)和推廣應(yīng)用的扶持工作連續(xù)化、體系化。

4.4 桑園管理專業(yè)化

建議各地政府或農(nóng)機管理部門邀請并組織科研人員、生產(chǎn)廠商共同建設(shè)蠶桑生產(chǎn)機械的試驗、推廣應(yīng)用示范園區(qū)和售后服務(wù)站點，在示范園區(qū)內(nèi)試驗示范桑樹新型種植方法、新機型機械的各類性能，同時利用示范園區(qū)組織桑園管理機用戶進行技能培訓，普及桑園管理機使用保養(yǎng)和維護的常識，并以此為契機建立專業(yè)的服務(wù)站點，為廣大農(nóng)戶提供桑園管理機的維護修理服務(wù)，以點帶面，全面展開，加速桑園管理的機械化發(fā)展進程;另外，還可以在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)組織建設(shè)農(nóng)機專業(yè)服務(wù)隊，把各類農(nóng)機聚集起來，對農(nóng)機擁有者進行專業(yè)培訓后為廣大農(nóng)戶提供有償服務(wù)，服務(wù)范圍為桑園及其他各種經(jīng)濟作物的田地，不僅可以為農(nóng)戶節(jié)省購機成本，還可以實現(xiàn)對桑園或田地更專業(yè)、更高效的管理。

5 結(jié)束語

農(nóng)業(yè)機械化已成為將來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，桑園管理機的有效利用，可大幅提高我國桑園管理的機械化水平和工作效率，并降低勞動成本，最終實現(xiàn)栽桑養(yǎng)蠶的省力高效。總體來看，雖然我國桑園管理機的研發(fā)與應(yīng)用還存在一些問題，但通過“桑園建設(shè)標準化、機具研發(fā)功能化、政府扶持體系化、桑園管理專業(yè)化”等措施，我國的桑園管理機械與裝備的研發(fā)與應(yīng)用必將獲得全面快速的發(fā)展。

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S888.4

B

1007－0982(2016)04－0055－06

10.16839/j.cnki.zgcy.2016.04.013

2016－05－26;接受日期:2016－09－14

國家自然科學基金(編號51505266);山東省自然科學基金(編號ZR2015EL021);山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蠶桑創(chuàng)新團隊［編號魯農(nóng)科技字(2014)24號］。

第1作者信息:王勇斌(1991—)，男，江蘇連云港，碩士研究生。Tel:17766291379，E-mail:424316694@qq.com

信息:李法德(1962—)，男，山東濰坊，博士，教授，博士生導(dǎo)師。Tel:13793836289，E-mail:li_fade@yahoo.com.cn