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云杉球果采摘器設計和應用

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云杉球果采摘器設計和應用

摘要:設計了一種青海云杉球果采摘器,使用該設備采摘者站在地面即可一次完成青海云杉球果的采摘和收集。采摘效率為258.42kg/天•人,較傳統爬梯采摘提高了75.98%;采摘成本為46.44元/100kg,較傳統爬梯采摘降低了43.17%。在青海云杉球果采摘中推廣應用該采摘器將取得良好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞:青海云杉;采摘器;球果;設計;應用

青海云杉(Piceacrassifoliakom)是一種重要的林木良種,因其樹形美觀、四季常青和抗寒、抗旱而被廣泛應用于園林綠化和荒山荒坡造林中。青海云杉苗木主要通過采種繁殖,每年10月下旬是青海云杉采種高峰期,種子在球果鱗片內成熟后要及時采摘,否則鱗片開裂種子掉落[1]。青海云杉樹體高大,目前人們采摘該云杉球果時需爬上樹或借助梯子人工采摘,也有人用木棍敲打樹枝,球果掉落地上后撿拾收集。人們爬樹和登梯采摘時容易掉落造成人身傷害,非常危險。木棍敲打采摘時球果掉落地上后,因樹下灌木、草叢稠密,尋找和撿拾困難,費時、費力,且木棍敲打破壞嫩枝、嫩梢,影響樹體生長和來年結果。鑒于目前青海云杉球果采摘效率低、成本高、人身安全沒有保障等問題,設計了一種青海云杉球果采摘器(專利號:201921589733.8),使用該采摘器采摘者站在地面就能一次完成球果的采摘和收集,無需爬樹和登梯。實際應用表明,該采摘器操作方便,造價低,省時省工。

1試驗地概況

試驗地在甘肅省天祝藏族自治縣,該地位于祁連山東段北麓,海拔2045~3780m,年平均氣溫0.3℃,無霜期90~120天,日照時數2852h,年降水量280~420mm。天??h南部山區陰坡和半陰坡地帶分布著大量的青海云杉天然林,是該縣青海云杉主要的采種地和種子供應地。祁連山北部山區地勢平緩,土壤肥沃,交通便利,祁連山雪水消融后形成諸多溪流,為林木種苗培育提供了灌溉條件,是該縣青海云杉苗木集中培育地?,F已建成青海云杉苗圃地20多處,面積約200hm2。

2對比試驗

當青海云杉球果外觀由綠色轉為褐色時表明種子已經成熟,采摘期到來。在2019年10月下旬采摘期內,應用設計的青海云杉球果采摘器和傳統爬梯采摘進行對比試驗,試驗時選擇樹齡、樹高、冠幅和結果量相同的樹體為采種樹,分兩組進行,第一組應用設計的青海云杉球果采摘器站在樹下采集青海云杉球果,第二組沿用傳統爬梯采摘方法,架設爬梯后站在爬梯上用手采摘。試驗結束后,稱取每人在單位時間內采集的球果鮮重(kg),參照當地雇工成本核算不同采摘方法的球果采摘效率(kg/天•人)和采摘成本(元/kg)。所有數據求平均值,利用Excel2007和DPS6.01軟件進行統計分析。

3試驗結果與分析

3.1青海云杉球果采摘器的設計和應用

青海云杉球果采摘器結構示意圖如圖1所示。青海云杉球果采摘器由卡環、漏斗、空心伸縮桿和收集袋等構成,空心伸縮桿頂端設有漏斗,漏斗側壁頂端通過倒“L”形環柄與卡環連接,空心伸縮桿底端設有收集袋。卡環呈“C”形??招纳炜s桿底端呈喇叭形,伸縮桿可上下伸縮調整高度??ōh和倒“L”形環柄由直徑8mm不銹鋼筋制成,漏斗由厚度3mm不銹鋼皮卷制成,空心伸縮桿由厚度3mm不銹鋼管制成,收集袋由棉布縫制??招纳炜s桿頂端和漏斗底端通過焊接連接,卡環通過倒“L”形環柄和漏斗邊緣焊接連接,收集袋袋口和空心伸縮桿底端通過線繩綁扎連接。卡環直徑小于青海云杉球果橫徑,空心伸縮桿直徑大于青海云杉球果橫徑。采摘青海云杉球果時,采摘者站在地面手握空心伸縮桿,將空心伸縮桿高度調整到需采摘青海云杉球果的高度,將球果果柄卡入卡環內,向下拽拉空心伸縮桿,球果脫落。青海云杉球果脫落后掉入漏斗內,通過空心伸縮桿空腔滑入收集袋內,這樣就完成了青海云杉球果的采摘和收集。收集袋內裝滿青海云杉球果后,解開線繩,將青海云杉球果從收集袋內倒出,再用線繩綁扎上收集袋,可繼續進行球果的采摘和收集。

3.2不同采摘方法效率和成本對比分析

由表1可以看出,應用設計的青海云杉球果采摘器采摘球果較傳統爬梯采摘提高了采摘效率,降低了采摘成本。一個青壯年勞動力應用該球果采摘器每日工作10h可采摘青海云杉球果258.42kg,傳統爬梯采摘可采摘青海云杉球果146.85kg,采摘器的采摘效率較傳統爬梯采摘效率提高了75.98%;在試驗地天祝縣雇用一個青壯年勞動力的平均工資為120元/天,按此計算,應用設計的青海云杉球果采摘器的采摘成本為46.44元/100kg,傳統爬梯采摘的成本為81.72元/100kg,應用球果采摘器的采摘成本較傳統爬梯采摘成本降低了43.17%。

4結論與建議

隨著苗木產業規?;图s化的發展,在苗木培育過程中從采種到挖苗出圃各個環節都需要雇工,但隨著勞動力資源的短缺,雇工成本越來越高[2-4]。在青海云杉傳統采種過程中對勞動力的要求更嚴,只有青壯年勞動力才能勝任爬樹或登梯采摘。隨著城鎮化進程的進一步加強,農村青壯年勞動力大多進城務工,剩余勞動力大多為婦女和老人。苗圃地大多處在農村地區,給苗圃雇工帶來更多困難。此外,青海云杉球果成熟后需及時采摘,采摘時效性較強[5-6]。使用設計的青海云杉球果采摘器,采摘者站在地面即可一次完成采摘和收集,簡化了傳統爬梯采摘和木棍敲打采摘時上下頻繁爬梯、挪動梯架、地上尋找和撿拾等工序,保障了采摘者的人身安全,提高了采摘效率,省時省工,婦女和老人也能實施采摘,建議在青海云杉球果采摘中推廣應用該設備。

參考文獻:

[1]王存桂.青海云杉天然母樹林培育技術研究[J].安徽農業科學,2018,46(28):111-113.

[2]武斌,常承源,梁海龍,等.穩步推進育苗產業供給側改革、切實提高林木種苗供給體系效益[J].甘肅林業,2017(4):24-26.

[3]王洪海,劉青芳.西寧市林業產業發展現狀與對策分析[J].林產工業,2015,42(11):67-69.

[4]秦彩云,李青梅,王聰慧,等.青海云杉愈傷組織增殖與體胚成熟階段影響因子研究[J].森林工程,2018,34(2):21-25.

[5]賈慶彬,王曉偉,鄒建軍,等.大青楊無性系材性分析與優良無性系選擇[J].森林工程,2020,36(2):12-19.

[6]陳剛,李秉新,呂東,等.青海云杉無性系種子園球果出種量及種子播種品質的研究[J].林業科技通訊,2016(9):25-28.

作者:李海霞 陵軍成 單位:甘肅祁連山國家級自然保護區管理局烏鞘嶺保護站 甘肅省天??h林業工作站

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