四種采茶機的名優茶采摘效果綜合比較研究

摘要：為給名優茶機采作業提供設備選型依據，測試比較了4款浙江茶區常見的采茶機的名優茶采摘作業效率、采摘質量與作業成本。測試結果表明，雙人采茶機在機采作業中具有最快的作業速度與采摘效率，但是其名優茶采摘質量不佳，一芽一二葉得率為22.5%；單人采茶機作業效率不如雙人采茶機，但采摘效果好，一芽一二葉得率為40.7%；電動便攜采茶機則具有經濟性優點，每667 m2采摘成本為14.69元，其一芽一二葉得率不如單人采茶機，但優于雙人采茶機；手持式名優茶采摘機采摘質量最好，但采摘效率最低。綜合機采速度與采摘質量，實際生產中可考慮傳統的單人采茶機作為名優茶機采裝備。

關鍵詞：采茶機；作業效率；機械組成；經濟評價

中圖分類號：TS272.3" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：1000－3150（2024）04-40-4

Comprehensive Comparison on the Performance of Four Tea

Harvesting Machines in the Harvesting of Premium Tea

NI Kang1， SHI Yuanzhi1， ZHENG Shenghong2， MA Wei3， RUAN Jianyun1

1. Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China;

2. Lishui Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Lishui 323000， China;

3. Institute of Urban Agriculture， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Chengdu 610213， China

Abstract： To optimize equipment selection for premium tea harvesting， a comprehensive assessment of four tea harvesting machines in Zhejiang was conducted to compare their operational efficiency， picking quality and operating costs. The results reveal that the dual-person tea-harvesting machine exhibited the best speed and efficiency in operation. However， its quality for premium tea was suboptimal， with a yield of only 22.5% for one bud and one or two leaves. On the other hand， the efficiency of single-person tea-harvesting machine was not as good as that of the dual-person tea-harvesting machine， but the picking quality was good， achieving a yield of 40.7% for one bud and one or two leaves. The electric drive portable tea-harvesting machine had economic advantages with a picking cost of 14.69 yuan per 667 m2. Nevertheless， its yield of one bud and one or two leaves was not as high as that of the single-person tea-harvesting machine， but better than the dual-person tea-harvesting machine. The hand held high-quality tea picking machine had the highest picking quality， but the picking efficiency was the lowest. Considering the balance between speed and harvested leaf quality， it is advisable to adopt the traditional single-person tea-harvesting machine as the equipment for premium tea gardens in actual production.

Keywords： tea harvesting machine， performance efficiency， mechanical composition， economical evaluation

我國是世界茶葉生產大國，種植面積和產量長期處于世界首位。茶葉在我國南方很多地區是支柱型農業產業，對農業經濟發展和農民增收具有重要意義[1]。鮮葉采摘具有鮮明的季節性、勞動密集性特點，很多名優茶長期依賴人工采摘確保鮮葉質量，采摘的人工消耗可占茶園用工的 60%以上[2]。隨著城市化進程加快及農業人口轉移，采茶勞動力日漸短缺，采摘成本提高及勞動力短缺已經成為茶產業可持續發展的瓶頸問題。因此，發展名優茶機械采摘是破解當前這一難題的必由之路。

目前常見的采茶機主要有單人、雙人、乘坐式、自走式等數個類型，其中乘坐式、自走式采茶機因帶行走系統而結構相對復雜，對地形要求較高，規模化應用程度較低，而單人、雙人采茶機操作簡便、適應性強，在生產實際中被廣泛采用[3]。本研究以市場主流應用的單人、雙人、手持式、電動式采茶機產品為試驗對象，通過采摘測試，比較了采摘質量、作業效率和采摘成本，可為名優茶機采選擇適用的機型提供決策依據。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地點與供試茶園

試驗地點位于浙江省麗水市農林科學研究院松陽茶葉基地內的“適宜機采茶樹新品種鑒定評價基地”試驗區。試驗地塊為水平茶園，茶樹品種為福鼎大白茶，樹齡14年，茶樹均為單行種植，行間距1.5 m，樹冠面離地高0.7 m。為適應機采需要，測試茶園的樹冠面已提前采用雙人平行修剪機修剪為水平樹冠面。

1.2" 供試機械

測試采茶機選自3個生產商共4款產品，分別為川崎SV120H雙人采茶機、美園4C-60單人采茶機、川崎EV30H電動便攜采茶機、手持式名優茶采摘機（表1）。其中傳統雙人采茶機、單人采茶機配有風機和集葉袋；而電動便攜采茶機缺乏風機，需自行收集采摘的鮮葉；電動手持式名優茶采摘機則通過仿生設計（授權國家發明專利ZL 201610465576.4），采用V型刀頭往復運動切割，模擬手工采摘鮮葉，并在機身下配有透明的集葉壺（圖1）。

1.3" 試驗方法

2023年10月秋茶季，在試驗茶園中選擇長勢均勻的4行茶樹作為試驗小區，每小區長10 m。分別以4款采茶機，由熟練操作工按照設備操作要求進行機械采摘，記錄采摘用時，并對收集的機采鮮葉進行稱重。根據采摘面積、耗時及用工，分別計算出每款采茶機對應的作業面積效率、采收效率及人員效率。

作業面積效率 （m2/h）=" 采摘面積

耗時

采收效率（kg/h） =" "鮮葉質量

耗時

人員效率〔kg/（h·人）〕 =" " " " 鮮葉質量

耗時×用工人數

在采集的鮮葉中隨機取3份樣品，按照一芽一葉、一芽二葉、其他分類稱重統計，計算鮮葉機械組成，以一芽一葉與一芽二葉得率作為名優茶機采指標。

根據上述采摘效率，分別計算出每種機采設備采摘相同面積（667 m2）茶園所需的時間，再按照采摘用工勞務費每人15 元/h、動力費（汽油、電池）1.5 元/（kW·h），分別計算出每種機采設備的采摘成本。

2" "結果與分析

2.1" 不同采茶機采摘效率比較

無論是單位面積效率、采收效率，還是人員效率，雙人采茶機的作業效率均明顯優于其他3款采茶機，是單人采茶機的1.5～2.2倍，是手持式名優茶采摘機的數十倍（表2）。

電動便攜采茶機具有噪音低的優點，但作業效率低于傳統汽油機驅動的單人采茶機。這主要是因為汽油機驅動的采茶機具有更大的額定功率（表1），在往復切割中具有更快的切割速度，此外由于切割下的鮮葉在風機作用下直接吹進集葉袋，其采摘作業基本呈直線運動；而電動便攜采茶機需要一手操作采茶機，一手持集葉筐，采摘過程中需作弧形運動以收集鮮葉，作業軌跡復雜，相對較難控制[4]。

手持式名優茶采摘機的作業效率遠低于其余3款采茶機，這主要是因為手持式名優茶采摘機的設計理念仍然是模擬人手的仿生采摘方式，需要手動操作把作業刀具精準定位到采摘部位，對作業手的操作熟練度和精準度有較高要求，其作業效率大大低于往復切割式機具。

2.2" 不同采茶機采摘質量比較

手持式名優茶采摘機模擬人手仿生采摘，盡管其采摘速度較慢，但其一芽一二葉得率為100%，采摘質量在測試的4款采茶機中表現最好。3款往復切割式采茶機的鮮葉一芽一二葉的得率均不足50%，明顯低于手持式名優茶采摘機（表3）。往復切割式采茶機中，雙人采茶機的采摘質量不如單人采茶機，這與此前的試驗結果類似，主要原因是雙人手持下采茶機的平穩性較差，在行進速度、手持高度的協同性上兩側難以長期保持一致。此外，雙人采茶機自重較大，會導致刀片下沉，容易采進老梗老葉。電池驅動的電動便攜采茶機一芽一二葉得率比汽油機驅動的單人采茶機低近10個百分點，這可能與該款電動便攜采茶機的刀片幅度較大有關。

2.3" 不同采茶機采摘成本比較

不同采茶機的采摘成本如表4所示。在單位采摘面積上，3款往復切割式采茶機每667 m2的采摘成本為14.69～23.05元，其中電動便攜采茶機具有最低的采摘成本，比汽油機驅動的傳統單人采茶機的作業成本下降了36%；而手持式名優茶采摘機因為其效率較低，每667 m2采摘成本高達近550元，是其他采茶機采摘成本的20倍以上。

3" 小結與討論

從機器適應性來看，雙人采茶機的動力汽油機集成在機頭，結構緊湊、采摘速度快、效率高，但是發動機的噪音和發熱對操作人員舒適度影響較大，容易作業疲勞。電動便攜采茶機采用了電機驅動，噪音和發熱較低，人員舒適度較高，此外取消了集葉袋，操作比較靈活，可任意調整采摘位置和高度，對采摘面的適應性較強[5]。

從作業效率來看，往復切割式采茶機大大提高了作業效率，其中雙人采茶機在采摘速度、人員效率上表現出了明顯的優勢，單人采茶機次之。本文測試的手持式名優茶采摘機盡管考慮了名優茶芽葉的脆弱性，利用置于前端的刀片切割代替人手采摘，一定程度上減輕了勞動強度，但由于需要人工判斷芽葉位置，在實際操作中不易對準芽葉，長時間使用效率欠佳[3]，作業效率遠低于其他3款往復切割式采茶機。

從采摘質量來看，3款往復切割式采茶機的名優茶采摘質量一般，一芽一二葉得率均不足50%，相比較而言，傳統單人采茶機一芽一二葉得率40.7%，優于電動便攜采茶機與雙人采茶機；雙人采茶機采摘質量最差，一芽一二葉得率低于25%。由于名優茶鮮葉的機采質量控制涉及茶樹品種特性、樹冠形態、采茶機性能、人員作業水平等多個因素，與人工采摘相比還有很大的不足[6]。

因手持式名優茶采摘機模擬人手仿生采摘，其一芽一二葉得率為100%，但相同面積采摘所需成本與工時數密切相關，高耗時帶來高額的勞務費，使其采摘成本為3款往復切割式采茶機的數十倍。

目前還沒有成熟可用的名優茶機采裝備，選擇性較小，在采摘標準控制上與人工采摘存在一定差距，因而提高采摘質量是未來機采裝備的研究方向。基于本研究的結果，在充分考慮茶葉質量要求的前提下，考慮采摘成本，建議合理選用單人采茶機進行鮮葉采摘，以緩解當前名優茶采摘勞動力短缺的現實問題。

參考文獻

[1] 梅宇，" 張朔. 2022年中國茶葉生產與內銷形勢分析[J]. 中國茶葉， 2023， 45（4）： 25-30.

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