煙葉小培土專用工具的研究設計及應用效果

張麗 林小宇 鐘平展 李曉飛 許仕歡 張君

摘 要 傳統小培土工具雖能滿足煙葉培土的基本要求，但其使用效率較低，難以滿足標準化作業需求。以廣東省梅州市蕉嶺縣廣福鎮煙葉種植區為試驗地，調研當地煙農對煙葉小培土作業的需求，并基于需求提出了一種長柄式煙葉小培土專用工具的設計與應用方案，從設計目標、設計過程和設計結果3方面對煙葉小培土專用工具進行了介紹，并在廣福鎮煙區的石峰村、廣育村、大壩村3個村莊內設試驗地測試煙葉小培土專用工具的應用效果，證實煙葉小培土專用工具作業時每667 m2平均耗時為

57 min，遠低于傳統作業方式，值得進一步的推廣應用。

關鍵詞 煙葉；小培土；專用工具；廣東省蕉嶺縣廣福鎮

中圖分類號：S572；S233.75 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.066

小培土是煙葉種植中的重要環節，其對煙株生長和煙葉品質有明顯影響。在煙葉種植過程中，種植主體雖能根據需要選擇和使用適宜的小培土方式進行作業，但作業效率普遍較低，不僅影響了煙葉的種植情況，也影響了煙農種植煙葉的積極性。因此，為提高小培土作業成效與煙葉種植的綜合效益，須設計出更有效的小培土專用工具。

1 煙葉小培土專用工具設計意義

1.1 小培土是促進煙苗生長的重要活動

煙葉小培土指的是當煙苗進入團棵期（移栽后20～25 d）時進行的培土作業[1]。通過小培土作業，既可以增加煙苗生長土壤中肥沃土層的厚度，防旱保墑和排水防澇，又可以有效防止煙葉倒伏，減輕雜草對煙苗生長的不利影響[2-3]。

1.2 煙農對輕便、高效的小培土工具需求強烈

通過對廣東省梅州市蕉嶺縣廣福鎮的35戶煙農進行關于小培土作業情況的調查發現，83%的煙農表示種植中小培土作業環節最費時費力，14%的煙農表示打頂抹杈環節最費時費力，3%的煙農表示抑芽環節最費時費力；74%的煙農表示最需要小培土工具，17%的煙農表示最需要大培土工具，9%的煙農表示最需要移栽機。調查結果表明，小培土是影響煙農煙葉種植效率和效果的重要因素，小培土工具是大部分煙農迫切需要的種植工具。

1.3 傳統小培土作業效果欠佳

傳統的煙葉小培土作業主要采用人工徒手作業，作業過程見圖1。在傳統作業過程中，作業人員需用雙手將煙株周圍土壤攏至煙株基部，極易造成手部受傷[4]。同時，作業過程中還需頻繁蹲起，勞動強度大、作業效率低，易造成人體關節勞損[5]。

2 煙葉小培土專用工具的設計方案

2.1 設計目標

由表1可知，使用傳統人工徒手作業方法的每667 m2作業耗時均大于200 min，且僅有鐵坑村的作業耗時低于300 min，大壩村、石峰村、廣育村每667 m2

作業耗時均大于350 min。基于此，本項目組為提高煙葉小培土作業的效率，以設計出一種將每667 m2平均作業耗時控制在200 min以內的工具為設計目標。

2.2 設計過程

2.2.1 確定工具類型

在設計初期，經過梳理發現，可供選擇的小培土作業方式主要有傳統作業方式、長柄工具作業方式和滑板工具作業方式。其中，傳統作業方式是由作業人員隨意選擇能將土移至煙苗周圍的工具，無固定工具；長柄工具是借鑒鋤頭的原理制作的工具；滑板工具是借鑒秧馬旱地行船的結構特點制作的工具。這3種工具類型對應的主要過程及耗時情況見表2。

由表2可知，使用長柄工具作業時可免去傳統作業過程中下蹲及起身2個動作，能有效減少種植人員的勞動強度，縮短勞動時間。使用長柄工具后，預計一個培土動作周期耗時8 s，而每667 m2煙田的煙株數是1 100株，通過計算，每667 m2平均作業預計耗時t=8×1 100=8 800 s≈147 min＜200 min。使用滑板工具作業時可免去傳統作業過程中站立、下蹲、起身3個動作，能有效減少種植人員的勞動強度，縮短勞動時間。使用滑板工具后，預計一個培土動作周期耗時8.5 s，每667 m2煙田的煙株數是1 100株，通過計算，每667 m2平均作業預計耗時t=8.5×1 100=6 600 s≈

156 min＜200 min。綜上所述，使用長柄工具和滑板工具作業方式的作業效率均高于傳統作業方式，且長柄工具作業方式的作業效率更高。

同時，2021年3月23—25日，在廣福鎮大壩村、石峰村、廣育村進一步試驗發現，長柄工具單一培土動作耗時5.20 s，滑板工具單一培土動作耗時8.37 s。且長柄工具可在多種天氣和地形條件下使用，而滑板工具則不能在雨天及壟間積水、松軟，或地形起伏不平的條件下使用。因此，本次研究選擇長柄類工具。

2.2.2 工具主要部件的設計

以勞作便利、作業高效、適合山區作業為設計目標，筆者將整體的工具設計細化具體的技術需求（見表3）。其中，設計結果是按照技術需求最終確定的部件的實際結果。

2.3 設計結果

按照設計需求及設計目標，最終煙葉小培土專用工具如圖2所示。

注：1—手柄；2—擺桿；3—轉動銷；4—釘耙。

3 煙葉小培土專用工具的應用方法及效果

3.1 應用方法

煙葉小培土專用工具的實際應用流程如圖3所示。在使用時，先將伸縮桿調節至合適的高度，然后在煙株前站立，張開小培土工具，將耙齒沿煙株兩側對稱插入，避免戳傷葉面，然后輕合擺桿，將煙株周圍土壤攏到煙株基部，拔出工具后移動至下一株煙株，完成單個小培土動作，依次循環。

3.2 應用效果

為驗證煙葉小培土專用工具的應用效果，分別在2022年1月27日和2022年1月28日，在廣福鎮煙區的石峰村、廣育村、大壩村3個村莊內分別選擇兩塊煙葉種植地進行作業測試。由表4可知，煙葉小培土專用工具的作業每667 m2平均耗時為57 min，遠低于傳統作業方式的每667 m2平均耗時及設計前制定的每667 m2平均耗時200 min的目標值，說明煙葉小培土專用工具的應用能有效提高煙葉小培土的作業效率，節省作業時間，且該工具的應用也極大地降低了種植人員的勞動強度，可在煙葉種植區開展進一步的推廣應用。

參考文獻：

[1] 任雅萍，李瑩，詹昌峰，等.不同培土方式對煙葉化學成分、中性香氣物質和物理特性的影響[J].延邊大學農學學報，2020，42（3）：47-52.

[2] 殷壽安，林選知，區煥財，等.煙葉中耕培土及機械化作業技術分析[J].湖南農機，2012，39（11）：

30-32.

[3] 任丹，牟子蛟，張亞楠.土壤條件對烤煙種植作用的研究[J].農業技術與裝備，2021（5）：63-64.

[4] 李堂慧.探析土壤條件對烤煙生長及品質的影響[J].種子科技，2019，37（4）：47-48.

[5] 胡麗濤，楊通華，岑小紅，等.揭膜培土對煙株生長和煙葉品質的影響[J].安徽農業科學，2011，

39（19）：11449-11450.

（責任編輯：張春雨）