果園采摘平臺的應用和發展

孟曉峰 馬超 張明 魏曉霞

摘要：目前，我國的果園機械化程度較低，雖然市場上已經有部分多功能果園作業平臺，但受到果園地形復雜與現有機械行駛穩定性差的影響與限制，尚不能滿足果園作業需求。本文分析了目前果園采摘平臺需求和應用現狀，提出了存在問題及發展對策。

關鍵詞：果園；采摘平臺；應用；發展對策

隨著人們生活水平的提高和消費需求的提升，我國果樹種植面積穩步增加。目前，我國的果園田間管理如修剪、疏果、采摘等大多依靠人工完成，勞動強度大、工作效率低，而且隨著勞動力短缺問題日益嚴重，果園的管理成本也不斷攀升。因此，利用果園簡易采摘平臺實現果園田間管理的機械化具有重要意義[1]。

現階段我國的果園機械化程度較低，雖然市場上已經有部分多功能果園作業平臺，但受到果園地形復雜與現有機械行駛穩定性差的影響與限制，尚不能滿足果園作業需求。本文分析了目前果園采摘平臺的需求和應用現狀，提出了存在問題及發展對策。

1對果園操作平臺的發展需求

1.1提質增效的需要

在過去傳統的林果業的生產過程中，采摘、管理、修剪、運輸等大量的作業需要靠人工來完成，作業效率低，勞動強度太大，一直是困擾我國林果業發展的主要問題。再加上我國國土面積較大，不同地區不同的果園環境，特別是山區丘陵地帶，果園多位于坡地、地形特別復雜，種植密度大小不一、道路狹窄，林果業的機器很難進入果園進行輔助作業。

省工、省力、快捷、高效是實現果園機械化、集約化、標準化管理的目的。在農業勞動力持續轉移和老齡化的背景下，適用于果園作業的采摘作業平臺可以在一定程度上提高采摘效率，并且成本相對于機器人采摘成本更加低廉、使用更加可靠，相對于人工采摘效率大大提高，因此采摘平臺成為國內外的研究熱點，并在國外大型果園中得到了廣泛的應用。而果園采摘平臺的使用不僅可以提高采摘效率，而且可以降低果實的損失率，節省人工成本，大大提高果農的經濟效益，還可以徹底改變我國果園采摘的傳統落后狀態，使我國的果樹種植邁向機械化、現代化。因此發展果園機械化收獲技術對于果樹產業發展具有重要意義。

1.2大型果園發展的需求

面積較大、有一定經濟實力的規模經營果園，果實在成熟之后，采摘工作是一項比較龐大的工程。果園作業平臺具有修枝、采摘、運輸等功能，成為果園作業機械不可或缺的組成部分，特別是大面積栽植的果園。果園采摘平臺是果實采摘過程中運用得比較多的采摘機械，解決了果園的采摘、修剪等問題，節省了大量的勞動力。該平臺適用于大型果園的優勢在于以下幾個方面：自動傳送、裝箱，提高采摘效率，可代替多人作業；自走、自駕、電控三種行駛模式可選，節省人力。傳送、裝箱、轉運等各環節均有可靠的防磕碰措施，可降低果實損傷率；采摘、套袋、疏花、疏果，一機多用，經濟方便。自由調節的作業平臺及輸送系統，實現大范圍、高靈活性果園作業[2-3]。

針對果樹整枝修剪、花果管理、采收運輸等環節和農藝要求，研制果園采摘平臺。多功能果園作業平臺是比較常見的規模作業平臺，能夠實現采摘運輸于一體，適用于果園采摘、套袋、疏花、修剪、搬運等作業。后部可選用多種工具配件，實現平臺上和平臺下一邊通過，全部摘完的高效率工作（圖1）。目前，大型果園常用的升降作業平臺有升縮式、折臂式、剪叉式、混合式等。目前國內外大多采用機械機構調平方式。機架上方設有操控臺，操控系統可控制行走裝置的行走和轉向以及前后叉的動作，重點解決農機農藝整機配置、升降和伸展、傾角（坡地）和人機安全等技術難題，開發有輪式和履帶式輕便型、多動能型果園作業平臺，果園機械全液壓驅動，配有電動剪、采摘袋、標準果箱等功能裝置，是現代化果園的理想機具[4]。

1.3觀光采摘園需求

隨著社會經濟的發展，許多地方依托豐富的果樹資源，打造生態果品景區，建設觀光果樹采摘園、生態園。在生態采摘園的建設中，充分利用園區道路，建設葡萄、梨、獼猴桃、南方的柑橘等果樹采摘長廊。如果采用人工采摘，不僅容易造成果實的損傷，還可能由于采摘者操作不規范損傷果樹。針對這種現狀，輔助人工采摘能提高勞動生產率，對果實、果樹損傷小，環境友好，除此外，它還易于操作，并使使用者感到舒適，同時安全性也有保證。

2果園采摘平臺的應用現狀及問題

2007年，新疆機械研究院研制出了我國第一臺果園作業機，新疆牧神L-1型多功能果園作業機（圖2），填補了國內作業平臺的空白，標志著我國作業平臺進入多功能的作業機械時代。我國果園的平均綜合機械化率較低，果園采摘平臺的普及程度低，無法滿足現代果業發展的需要。具體來看，問題主要表現為農機農藝融合不夠，采摘機械與種植區地形地貌等環境條件不匹配等等。這一現狀的原因，一方面是長期以來我國對果園機械領域的關注和投入較少；另一方面是，我國果樹主要種植區在山區丘陵地帶，自然條件嚴重制約了果園機械化的發展。

針對目前我國果園管理中存在的采摘修剪難度大、效率低等問題，不少學者進行了研究。如程健[1]針對我國以家庭為單位的單戶小面積種植方式試制了果園多功能輪式作業平臺樣機，試驗測試了樣機的升降高度、升降穩定性、行駛速度和跨越障礙能力，結果表明樣機能夠滿足果園作業要求。王永振等[5]分析了國內外果園作業平臺的發展歷程，研究了國內部分現有果園作業平臺的特點，最后總結出我國果園作業平臺的發展趨勢為電動、多工位、可調平、機電液一體化、融合導航技術和遙控技術、操作簡便。有學者研發了自走式果園作業平臺，該機集自走式收獲輔助系統和平臺操作于一體（圖3），可輕松實現在行走過程中進行果樹修剪，整枝和果實采摘等工作[4]。劉大為等[3]從目前國內外常見的果園采摘平臺行走機構典型應用分析入手，結合丘陵山地果園地貌特征以及小型機器人行走機構的部分應用，提出設計一種適合丘陵山地果園行走、具有輕質化以及高離地間隙特征的仿形履帶式行走機構。該機構在我國果園采摘平臺的研制和推廣上具有實際應用價值。據分析，一臺果園作業車，進口的10多萬元，國產的也有2萬～8萬元，并且后續的維護保養費用也比較高，在有一定經濟實力的公司化運作的標準化示范園可以選用，但面積相對較小的果園的果業大戶難以承受。有農戶利用農用三輪車等，參照廠家的果園操作平臺車適當進行改裝，成為改裝型果園操作平臺，不但省錢還實用。也有一家一戶面積較小的果園，選擇農用三輪車、電動三輪車、足蹬三輪車的后斗因陋就簡地作為簡易的操作平臺，達到樹冠高處整形修剪、花果管理的目的。

3果園采摘平臺的發展對策

3.1農機與農藝融合

不同的水果品種、種植模式、地域土壤狀況，對機械化生產的要求也不同。比如葡萄，不同產品的品種不同，栽培模式有V形栽培、棚架栽培、單籬架栽培等。由于栽培模式的區別，采摘要求也不同。因此要選育與省力化、機械化相適應的矮化、少修剪、抗病蟲害、耐寒耐旱的水果品種；新建果園、老果園改造和標準化果園建設中要考慮機械與設施的應用，加強農機與農技的有效結合，兩者互相協調，相互配合，才能真正實現果園作業機械化和現代化。

3.2多方協調，共同促進果園采摘平臺的推廣

農機裝備技術大都掌握在大專院校和科研院所手中，如何綜合利用這些技術并推廣好，是果園機械化發展的關鍵。有專家提出要從標準化建園、標準化管理、機械研發、加強果農培訓、發展規模經營、加大補貼等幾個方面加快推進果園機械化[2]。

3.3半機械化采摘平臺的研發

目前，修剪或者采收完全采用機械似乎不太可能，但成本低廉的用于承載工人移動的果園作業平臺將成為修剪和采收的標配，機械輔助采收將成為常規技術，并將更適合未來的果園模式。如蘋果，未來蘋果栽植的發展趨勢已經向著高密度矮化栽植為主，便于采用機械側壁修剪以降低人工成本，還可以提高果實品質，并且使用機械輔助平臺來協助采收和人工修剪，這種果園有望高產。

參考文獻

[1]程健.果園多功能輪式作業平臺設計與優化[D].楊凌：西北農林科技大學，2016.

[2]侯志偉.輪式果園作業平臺性能分析與仿真[D].楊凌：西北農林科技大學，2016.

[3]劉大為，謝方平，李旭，等.果園采摘平臺行走機構的研究現狀及發展趨勢[J].農機化研究，2013，35（2）：249-252.

[4]樊桂菊，王永振，張曉輝，等.果園升降平臺自動調平控制系統設計與試驗[J].農業工程學報，2017，33（11）：32-35.

[5]王永振.果園多功能遙控作業平臺的研制與試驗[D].泰安：山東農業大學，2018.