三種往復切割式采茶機采摘效果比較

曹 帆 徐艷陽 王冬梅 張小虎 韓 震 朱雨夢 王開榮*

(1.寧波東錢湖旅游度假區福泉山茶場有限公司, 浙江 寧波 315412； 2.寧波市農業技術推廣總站，浙江 寧波 315010；3.寧波市鄞州區農業技術推廣站，浙江 寧波 315100)

隨著茶產業從業人員的日漸短缺和人工成本大幅提高，名優茶鮮葉“采摘難”問題日益嚴重，成為制約名優茶可持續發展的突出難題[1]。我司是上世紀九十年代農業部全國機械化采茶技術攻關協作試點單位，曾率先在全國實現了大宗茶機械化采茶。近十多年來，我司運用大型采茶機械采摘一芽二三葉嫩度的鮮葉，并通過機采鮮葉與名優茶加工工藝匹配與技術改進，成功實現了中低檔名優茶生產的全程機采機制，生產的茶葉品質優異，性價比高，在獲得降低成本、擴大產能、提高效益等顯著成效的同時，有效地緩解采茶工持續減少的負面影響。但是，對于嫩度在一芽二葉以上的高中檔名優茶鮮葉原料，大型采摘機械的適采性能較差，遠遠不能滿足鮮葉采摘的技術要求[2]。為此，我場從2020年起，著眼于高中檔名優茶鮮葉原料的機采，對三種往復切割式采摘機的鮮葉采摘適用性開展了探索試驗。

1 材料和方法

1.1 采茶機械

采茶機選自三個廠家的產品，一是日本落合刃物工業株式會社生產的燃油式雙人平形采茶機V8NewZ2-1000；二是寧波市海曙骉馬新能源科技有限公司生產手持式電能單人采茶機BMDC24-30；三是湖北省宜昌市江誠盛海機械有限公司生產的手持式電能單人采茶機JCD-200、JCD-300和雙人采茶機JCD-650。

1.2 茶園條件

試驗地點位于寧波東錢湖旅游度假區福泉山茶場，海拔約300～500 m；年平均氣溫16.2 ℃，年平均降水量1500 mm；試驗地塊為水平梯田，土層肥力中等，pH 4.5-6.5。供試茶樹品種為中茶108、迎霜、勁峰、翠峰，樹齡10～20年生，茶園布局為標準行種植，行寬150 cm，行長小于30 m。

1.3 試驗方法

2020年1月至2022年5月間，根據試驗目標[3]，先對樹冠進行深重修剪改造后，按機采茶園樹冠培育要求，整修成水平、淺弧形等兩種采摘樹冠冠面，并給予足夠的營養供給，確保良好的樹勢；冠面分枝密度控制在1350～1800個/m2生產小樁，維持大宗茶機采茶園高產樹冠水平。機采間隔期控制在約20 d[4]。

春茶、夏秋茶新梢萌展到一芽二葉占比達到70%以上、芽梢層4～6 cm[5-6]時進行開采。采摘時,根據不同型號采茶機機械特點和設計要求進行操作，盡量做到將刀刃貼合蓬面，保持刀刃和新梢垂直，距修剪口上約0.5 cm高度內與冠面平行切入并向前推進；根據樹冠幅度和不同茶機刀片幅度，決定同一段樹冠上的采摘行進次數，刀片重合部位寬度控制在5～10 cm內,盡量避免重復切割。

機采后，樹冠冠面隨機抽取采摘面10 cm×10 cm，按完整采摘數、漏采數、破碎葉分別計數；機采茶樣隨機抽取100 g，按一芽一葉、二葉、三葉和碎片、雜質等分別進行計數、計重[7-10]。上述均重復三次。

1.4 數據分析

使用WPS Office進行試驗數據整理分析與圖表制作，使用SPSS 19.0和Duncan法進行差異顯著性分析。

2 結果和討論

2.1 不同機型工作部位技術參數與作業方式

三種機械的采摘作業方式雖都為往復式切割采摘，但存在著刀刃長度、刀刃間距、行進方式、運動軌跡等不同，特別是江誠系機型在切割面下方、刀刃前端添置了擋葉柵條，增加了待采芽葉的優化機率。

首先，從刀刃長短和刀刃間距分析，江誠系刀刃長度、刀刃底口間距均為落合的1/2或2/3，刀刃上口間距為落合的1/2或2/3；骉馬的刀刃長度為落合的77%，刀刃底口間距稍大于落合，而上口間距為落合的75%(表1)。因此，比較而言，小的刀刃及其刀口間距雖然效率不及大的刀刃，但具有更大的靈活性和選擇性，適合形態小的幼嫩芽葉。

表1 三種往復式采茶機工作部位技術參數

其次，江誠系三款機型在切割面下方、刀刃前端添置的擋葉柵條長度分別為1.5-4.3 cm不等、向上10度或30度的傾斜，柵條上間距又略小于刀刃上口間距，這樣在機械向前水平移動的時候，把形態較大葉片壓制到切割面下，減少了落入刀口而被切割的可能(表2)。

表2 江誠系列采茶機擋葉柵條技術參數

從行進方式、運動軌跡分析，江誠系和落合產機械的行進方式為勻速、直線運動，切割采下的芽葉依靠刀片前上方均安裝的集葉風管(機)被吹入后方的集葉袋中，這樣采摘機易于控制、行進平穩。骉馬采茶機的行進方式為加速度、弧線運動，因其集葉方式是完全靠向前行進并稍有加速度的方式，才能有效地把采下的芽葉推入集葉斗內；由于集葉斗集葉量有限，所以在采茶時一般一手持集葉筐，另一手持采茶機，向前呈弧形推動機械，在行至茶行邊緣時順勢將芽葉倒入集葉筐內，因此，其運動軌跡相對復雜，勻衡度控制相對較難(圖1)。

圖1 三種采茶機型采摘行進示意圖(圖左—JCD-200、JCD-300；圖中—JCD-650和V8NewZ2-1000、圖右—BMDC24-30)

2.2 不同機械采摘效率

以三種茶機五款機型和人工對有效冠幅85 cm、行長15 m的中茶108平形冠面茶園的采摘試驗結果表明，機器功率和刀片幅度越大，耗時越短，單位采面積和產量越高；機械采摘效率均顯著高于人工采摘(表3)。

表3 不同機型采摘效率比較*

不同機型耗時比較，V8NewZ2-1000行進1次性完成采摘，耗時僅30 s；JCD-650來回1次完成采摘，耗時103 s；JCD-300、BMDC24-30行進3次完成采摘，耗時208和210 s；江誠JCD-200則行進5次完成采摘，耗時264 s。V8NewZ2-1000的刀片幅度為100 cm，是JCD-200的5倍，而采摘耗時僅11%。

臺時采摘面積比較，V8NewZ2-1000的臺時采摘面積是JCD-600、BMDC24-30、JCD-200的3.6倍、6.95倍、8.14倍，均存在顯著差異；刀片幅度一致的JCD-300和BMDC24-30比較，單位采摘面積則無顯著差異。

臺時產量比較，V8NewZ2-1000是JCD-650的3.84倍，JCD-300的7.55倍、BMDC24-30的9.01倍和JCD-200的9.89倍，差異巨大。

人均臺時產量比較，五款茶機比人工采摘要高出106～351倍，機械采摘的高效率凸現。

2.3 鮮葉采摘質量比較

平形冠面茶園在當輪新梢一芽一二葉嫩度鮮葉占70%以上、長度4～6 cm時開采，抽取采下的鮮葉100 g樣品，分揀完整的一芽一二葉芽葉，稱取重量，并計算重量比。結果表明，不論是春茶還是夏秋茶，機型越小，一芽一二葉完整芽葉的重量比重越高；江誠系機型明顯好于骉馬更好于落合(表4)。

JCD-200、JCD-300采摘的四個品種一芽一二葉重量比，春茶平均達到75%以上，最高達到82%，超過了人工采摘的一芽一二葉重量比；夏秋茶的一芽一二葉芽葉占比較春茶有較大幅度下降，平均達到46%，但也超過了人工采摘的一芽一二葉重量比。因此，小型機械的鮮葉采摘質量總體上頗為理想(表4)。

表4 不同采摘方式每百克鮮葉一芽一二葉重量比(單位：%)

進一步以中茶108茶樹為對象，進行平形、弧形樹冠的采摘質量比較發現，平形樹冠采摘的鮮葉質量優于弧形樹冠采摘的鮮葉質量，主要因為新型采茶機刀片都是平形的，在平形樹冠上行進，刀片與冠面吻合度較高，采摘破碎較少，完整率因此提高(表5)。

表5 不同樹冠面機械采摘的每百克鮮葉一芽一二葉質量占比(單位：%)

2.4 冠面新梢采后效果

樹冠采摘后，按留存芽梢基部情況分三種情況：一是芽葉被采后僅留梢基，二是芽葉未被采去，三是芽葉被采后留下破碎單芽、帶葉芽梢。機采后，樹冠冠面隨機抽取采摘面10 cm×10 cm，留下的梢基占總數的百分比為完整率、未被采去的芽葉在總數的百分比為漏采率、留下破碎單芽、帶葉芽梢在總數的百分比為破碎率。從五款機型采摘效果看，江誠系三款機型隨著刀片幅度越大，完整率下降、破碎率上升，而漏采率相對穩定，BMDC24-30由于刀口間距大、刀刃長、呈弧形行進，因此完整率較低，且因沒有集葉袋，采摘過程會有部分鮮葉葉掉落斗外，因此漏采率較高；落合1000的采后梢基完整率高、漏采率低，結合表4，實際狀況是因切割程度大，采下的芽葉碎片、單葉占比高(圖2)。

圖2 不同采摘機械的冠面采摘效果比較

3 結論

三種五款往復式切割茶機在平面樹冠茶園的新梢萌展到長度4～6 cm、一芽一二葉占比70%以上時進行機采比較，比人工采摘的人均臺時產量高出106～351倍，但鮮葉采摘質量隨著刀片幅度增大而下降，采摘時直線、勻速行進的機械更易掌控采摘質量，江誠系采茶機有著特殊的擋葉柵條構造，采摘的鮮葉質量明顯好于其他機型，其中JCD-200、JCD-300采摘的春茶一芽一二葉鮮葉完整率平均75%以上，最高達到82%，而綜合人均臺時采摘效率，JCD-300是一款優選機型。

名優茶鮮葉機采涉及鮮葉采摘嫩度要求、芽葉生長特性、樹冠形態、機采性能、采摘作業技能水平等因素。往復式采茶機在一芽一二葉嫩度和高中檔鮮葉原料采摘時，比人工有很大的局限性，因此應充分考慮與機械相匹配的各個要素，才能取得理想效果。