果园机械除草装备与技术研究现状及发展趋势

1、果园机械除草装备与技术研究现状及发展趋势引言 果园杂草对果树的危害有争水、耗养、诱发病虫、影响光照等。据统计，杂草 造成的果树减产一般为 10%,20%，草荒严重的果园，幼树不能适龄结果或结果后树 势衰弱，寿命缩短，果小色差，病虫果率增加，果品质量下降，商品率低 1 。因 此，在果树的成长过程中，科学有效地控制草害是保证果树健康生长，实现果品高 产、优质的关键技术之一。果园杂草的防除，应根据不同地区生态环境条件、果园类型、果树的立地条件 及果树本身的特点，因地制宜地综合使用各种除草手段。目前普遍采用的除草方法 有人工除草、生物除草、药剂除草、机械除草等。伴随现代科学技术与传统农业耕 作技术、耕

2、作条件升级改造，农业机械化生产方式普遍推广，我国农业的综合生产 能力和国际市场竞争能力的有效提高，农民收入的普遍增加以及农业机械市场需求 缺口大但相对占有率却不足，因此，机械除草方式得到了快速的发展和应用。我国果园除草机的发展历史较短，几乎都是将农田、耕地使用的除草机经改制 后用于果园除草。近些年，果园除草机械发展较快，相继试制了多种果园专用的动 力除草机械，以及与拖拉机配套及使用的除草设备，使果园除草由人力操作逐渐转 向机械化操作，由化学除草逐步转向机械除草。本文将全面介绍果园除草设备与技术及 国内外研究现状，并展望其发展趋势。1 国内外机械除草装备现状1.1 国外研究现状最早的除草机械诞生

3、于 150a 前的欧美，是人力、畜力驱动的除草机械，主要 用于庭园耕作。随着技术革新， L 型旋耕刀的成功研制，使旋耕机开始进行大田作 业，此后的大部分除草机械是由其改制而成。美国的除草机械技术比较完善，机具 品种齐全，性能可靠，且经过多年的研究改进目前已经形成了一整套成熟的保护性 耕作除草机具，能很好地满足生产运用作业要求。美国的 JD970 滚刀式除草耙，其 滚切刀外缘的刀刃随着驱动会切断草根实现除草。加拿大的除草机除了适合不同的 土壤之外主要是能够实现一机多用，不但可以机械除草还能实现化学抚育，生产效 率大大提高。 20 世纪初，日本引进欧洲除草技术并逐步研发出适合当地耕作要求 的各式除

4、草机械。日本的除草机械型号很多，有轻、中、重型之分。其工作部分使 用尼龙除草丝、除草刀盘和圆锯盘可以满足不同高度枝条的除草需求。由于技术发展水平、经济水平、种植方式、土地条件等多种因素的不同，国外 的除草机械发展较快并且伴随着技术的改进、技术革新，适用不同的土壤条件、从 旱田到水田、从牧场到荒地、从果园到草坪等等，除草机得到了较快且较好的发 展。1.2 国内研究现状 除草机在我国的研究、开发起步较晚，与欧美发达国家相比在技术、制造手段 和工艺等方面都有一定的差距。除草机在我国经历了引进、消化、吸收、改进的路 子，经历了系列产品开发和新产品的换代 3 个阶段。20 世纪 60年代末，我国开始研制

5、以手扶拖拉机为动力的除草机。如黑龙江省 木材采运研究所研制的 2G-200 型悬挂式割灌机是以 J-50 履带拖拉机为动力，在拖 拉机前悬挂具有仿形特点的多圆锯片的中型割灌设备。20世纪 70 年代末，辽宁省法库县农机推广站以东风 -2 型收割机主机为动力 源，重新设计传动装置和割台改造为除草机，达到一机多用的目的。黑龙江省农业 机械工程科学研究院研究的 325-2 型中耕除草机，是对小型通用旋耕机的改制，它 以旋耕机机架为主，通过更换除草部件来满足不同地形的除草要求，提高机具的除 草率 2 。随着农业现代化的发展，多用途复合型作业机出现了。新型除草机械，速度参 数、幅宽合理，智能化程度高，能

6、实现一机多用满足不同的耕作用途与除草要求。目前，我国的除草机无论从产品的品种还是配套性以及产品的质量、技术水平 都有了很多的提高。使用较多的为中耕除草机，其工作部件一般为单翼铲或双翼 铲，也有圆盘式和滚切式 2 种工作部件。2 机械除草关键部件研究现状 除草机的工作部件是根据所耕地的耕深、行距、土壤的硬度和湿度、杂草的状 况、作物种类等农业技术要求来确定的 3 。除草技术的关键是除草部件的执行效 果和工作原理过程，按其工作原理大致可分为 : 机械式除草机、机械气力式以及机 械液力式。机械式除草机的工作部件多为单翼铲或者双翼铲，还有圆盘式、笼辊式、旋刀 式、往复式、滚刀式等，而对于滚刀式工作部件

7、使用较少。圆盘式除草刀工作速度快，除草效率较高，较为流行。滚刀式除草机由带有刀 片的滚筒和床刀组成，滚刀旋转带动草茎相对转动实现剪草，其在作业过程中可以 有效破碎土块，增强土壤透气性。但圆盘的入土能力受其垂直下压力的影响。日本农机专家石田恭正还研究了应用高压水流除草技术，机械液力式除草部件 主要是指行间杂草采用机械除草辊除草，株间杂草则使用高压液体冲洗杂草根部， 使其漂浮、枯萎 4 。机械气力式除草技术主要是机械式和气力式联合除草。通常先将行间杂草用机 械式方法去除，然后株间杂草利用高压气体吹除。除了上述的除草技术外，也有应 用电力和热力除草的研究，电力式除草技术主要根据的是杂草和农作物对电流

8、敏感 程度的差异，利用强电流来除草，对农作物无害，除草率可达到80%以上。3 除草机发展趋势当前，我国农机化已经由初级阶段跨入了中级发展阶段，这意味着我国农业机械化将迎来一个高速发展的时期。我国自行研制的除草机械 已经取得了一定进展，但在除草精度、降低耗能、提高效率、智能化等方向还需不 断努力。3.1 向多技术复合式发展多技术复合除草方式将多种除草技术，如机械除草技术、生物除草技术、化学 除草技术以及其它方式的多种除草技术有机结合在一起，提高除草效果 5 。除 此，也将向联合方向发展，实现一机多用，不断配套新机具。同时，国内一些企业 也致力于开发新产品，改进原有产品的机械性能，以满足草产业高速

9、发展的需要。 目前，除草机已向品种多、系列完善、操作舒适、智能化程度高、大型、宽幅等方 向发展。3.2 向绿色环保方向发展 发展节能环保型的除草机械、注重技术投入，开发新型产品的理念引领着一些 新技术在除草机上广泛应用。近年来，降低污染成为农业机械化设计的重点，能完 成杂草还田、保护性耕作成为研究热点。3.3 向智能化方向发展 实践经验表明，采用智能化、自动化程度高的农机是发展高效节本农业的有效 途径，除草机也不例外。随着计算机技术和信息技术、控制技术在除草机械上的综 合应用，田间自动导航技术、机器人视觉系统、GPS定位技术、高精度的机、电、液、气一体化与除草机械有机结合的产品的研究越来越得到重视，也越来越 会成为未来除草机械发展的重要方向。参考文献1 刘会宁. 果园除草技术概述 J. 北方园艺， 1999(5).2 华秀坤. 旋耕机的发展历程及趋势展