果园机械orchard machiety

果树生产过程中使用的机具与装备。主要包括：果园动力、建园、栽植、耕作、施肥、中耕、灌溉、植保、防护自然灾害、整形修剪以及采收等作业的机具和装备。世界上一些工业发达国家， 果树生产机械化发展迅速， 美国在20世纪40年代， 基本实现果树生产机械化， 70年代以来， 除果品采收和部分细致修剪， 仍使用人工作业外， 果园其他主要作业项目， 都实现了机械化； 在欧洲， 一些国家的葡萄生产全过程， 已实现机械化。
中国从20世纪50年代开始， 果树生产中使用半机械化生产机具， 60年代发展了半机械化的小型机动喷雾机； 手扶拖拉机和中、小型轮式拖拉机应用于果树生产。同时， 研制改进了中耕机、施肥机、开沟机等。70年代末， 开始研制果树定植挖坑机， 果园风送式喷雾机， 果树行间动力割草机， 修剪、采收用升降平台，液压修枝剪， 震动式山楂采收机， 静电喷雾机， 葡萄园喷雾机， 绿肥压青机， 施肥开沟机， 倒置式树盘中耕机等。
动力机械 20世纪40年代，果园机械主要有，用于配带各种作业机具的手扶拖拉机和园艺拖拉机(Gar-den Trater)。60～70年代， 发展了果园型拖拉机，根据果园作业的特殊性， 形体小， 功率为30～50马力，采用折腰转向机构， 前后轮驱动，可以提高附着重量，改善牵引附着性能， 具有良好的机动性， 通过性。除后侧能牵引或悬挂机具外，还能牵引或悬挂偏置机具，进行树干周围的除草及耕耘作业。拖拉机的前部与中部，也能装置机具， 提高了对果园多种作业的适应性。70年代后期， 根据葡萄生产机械化的需要， 发展了高低架葡萄园专用型拖拉机，用于立架栽培的葡萄生产，其农机底隙达2米左右， 拖拉机跨在葡萄植株上， 进行各项管理、采收、集运作业， 此类拖拉机的传动系统结构， 除机械传动外， 还采用了液压马达。
建园机械 包括用于清理场地、修筑梯田、平整园地、修建道路和开挖排灌渠道等作业的通用土建机械， 如推土机、铲运机、平地机、筑埂机、挖沟机等，以及由拖拉机配带果园用的耕翻和挖穴栽植机具。
挖坑机 果树树种不同， 要求成穴的大小和深浅不一， 挖坑机种类有： ❶手提机动型。以2～3马力小型汽油机为动力， 配置手把，并安装有立式螺旋钻头，作业时以单人或双人手提操作， 由于机具较轻， 钻头直径小，适于坡地上葡萄和杂果类果树定植挖坑用；
❷悬挂式挖坑机。本身不配置动力，是由齿箱通过接盘，装置立式单螺旋或双螺旋转头， 整个装置悬挂于拖拉机上， 由拖拉机动力输出轴驱动齿箱带动钻头旋转入土而成穴， 一般成穴深度可达80～100厘米，直径可使用不同大小钻头(50～100厘米)。此机械可满足各种果树的定植挖坑要求(图1)。

图 1 挖坑机

1. 传动轴； 2. 上拉杆； 3. 减速箱； 4. 钻头； 5. 机架
果树栽植机械 通常有： ❶人工投苗植树机。由机械开沟或挖穴， 人工投苗、培土、压实进行栽植；
❷半机械化栽植机。由机器开沟， 人工投苗， 再用镇压轮将苗根压实， 用覆土板覆土；
❸机械化栽植机。由拖拉机牵引开沟、投苗、镇压和覆土等各项作业一次完成。机械化栽植机的栽植装置有链轨式和转盘式，其结构主要由3部分组成： 夹持苗木的夹苗器； 带动夹苗器的传动装置； 使夹苗器按规定位置夹紧和松开的装置， 与开沟器、镇压器、覆土器共同组成一台机械化栽植机(图2)。

图 2 链轨式栽植装置1. 链轨； 2. 夹苗器； 3. 放苗台； 4. 开沟器5. 镇压器； 6. 滑道； 7. 耙齿

果园管理机械 果园管理机械， 包括果树行间和株间耕作、施肥、中耕除草、病虫害防治、防鸟兽害、防霜冻、整形修剪等项主要作业的机具。
耕作机械 采用通用型的牵引或悬挂犁、耙、旋耕机， 进行果树行间耕翻整地。
施肥机械 沟施使用开沟机开沟，再施入肥料、覆土； 撒施使用各种型号的撒施机， 将肥料撒布于果树行间， 再用犁耕翻。葡萄施肥机，多采用开沟施肥机，开沟、施肥、覆土等工序一次完成。
中耕除草机械 果树的中耕除草， 分行间除草和树盘除草。行间中耕除草机械， 有悬挂式铲翼形中耕机、旋耕机。生草制果园， 则多采用刈草机。有圆盘型、往复刀片型和甩刀型。此外， 尚有卧式螺旋型刈草装置。树盘和株间的中耕除草机械， 除采用上述各种工作部件外， 尚须加设安全避让装置， 有全机械式和传感式等， 工作部件多为侧置（偏置）, 当拖拉机行驶在果树行间作业时， 中耕除草工作部件可伸入到树下， 以除去树干周围的杂草，安全装置触到树干时，使工作部件回转一个角度， 避开树干， 通过树干后， 又回复到原工作位置， 继续工作(图3)。

图 3 中耕机自动避让装置

1、2、3. 传感器； 4. 旋耕机； 5. 油杆； 6. 油泵； 7. 油箱

植保机械和装置 包括果树病虫害防治， 以及防鸟兽、防霜冻等的机具或装置。❶喷雾机械。在20世纪20～30年代， 采用的是单管压缩式， 或柱塞式喷雾器， 以及手摇式喷粉器； 30年代以后，发展了小型单缸机动喷雾机。40～50年代， 发展了双缸和三缸的柱塞或活塞式动力喷雾机， 但仍须人工操作喷洒。60年代以来， 果园型喷雾机， 以风送型为多， 有小型机动背负式、拖拉机牵引式(图4)、或悬挂式和自走式。风送喷雾机(图5)是当前世界上在果园中发展快、应用最广泛的机型。其工作原理， 是通过动力驱动风机和液泵工作，药箱中的药液经输液管进入药液泵， 在泵的作用下， 通过调压阀， 使受到一定压力的药液， 一部分经回水管进入药箱， 通过搅拌装置进行搅拌， 一部分进入喷洒装置， 在压力(一般10千克/厘米²)作用下由喷头喷出， 形成雾化， 在风机高速气流吹送下， 对一次雾化了的雾滴进行第二次雾化， 细小的雾粒被均匀地吹送到树体上， 同时，高速气流形成一定涡流，将果树较细枝条和叶片翻动， 从而使药液雾滴均匀覆盖于枝、叶和果实的表面。
❷防霜害装置。利用燃烧燃料产生热体，使果园气温上升，以防止霜冻。使用较多的是反射烟囱式柴油加温器，每台燃油消耗量为1.5～4升/小时， 每公顷果园须设置100～200台， 标准耗油量为300升/公顷小时。此外， 尚有通过喷油嘴燃烧柴油的油压式加温器， 以液态丙烷为燃料的加温器。还有以柴油为主剂的固体燃料， 一块1.5千克的固体燃料， 可以连续燃烧4小时，每公顷需300～350个火点；防霜冻空气加温装置， 实际上是一种风机， 由于离地面10米左右的空气温度比地面高， 风机的作用是通过搅动气流， 把上层的暖空气吹向地面， 以达到防霜目的。大部分风机装于10米高处，螺旋浆直径为4～5米，一般由60～80马力发动机驱动， 在对流强度为2.5℃时， 此时风机可使果园气温上升1.1℃，其工作有效面积约为1.5公顷， 对流强度为5℃时， 则为3.4公顷，采用双向风机， 其作用面积为8.1公顷。

图 4 牵引式果园喷雾机示意图
1. 调节分配阀； 2. 过滤器； 3. 吸水阀；4. 液泵； 5. 药箱盖； 6. 皮带轮； 7. 药箱； 8. 喷洒装置； 9. 轴流风机； 10. 底盘； 11. 吸水头； 12. 万向节

图 5 风送喷雾机的结构和工作原理

(a) 机器纵面剖视； (b) 轴流风机； (c) 导向板结构
1. 发动机节流阀和喷雾控制装置； 2. 调压阀； 3. 回水支管； 4. 导向板结构； 5. 滤网； 6. 传动轴； 7. 输液管和喷嘴； 8. 风机； 9. 搅拌器； 10. 加药吸液管； 11. 三通阀； 12. 液泵； 13. 过滤器； 14. 外导风板；15. 内导风板； 16. 下侧导风板；17. 叶轮；18. 定叶片

修剪机械 果树的整形、修剪机具。20世纪40～50年代， 开始应用于手持的圆盘型、链条型气动、液压或电动驱动的修剪锯。美国从20世纪50年代， 开始研制机械化修剪， 到70年代后期， 普及推广了机械化修剪。修剪机的主要部件，是圆盘式和往复刀片式，多装置于拖拉机上， 也有自装动力的专用修剪机， 以液压马达驱动， 用于几何形果树的外形整形。圆盘形修剪机， 是采用圆盘式切割器， 有光刃圆盘刀、锯齿圆盘刀和三角回转刀等型式。美国的圆盘修剪机， 以45马力拖拉机带动， 其修剪部分为2个高6.6米的立臂，每个立臂上装有7个圆盘刀， 圆盘刀直径为350毫米，立臂夹角可调节，刀架升降由液压机构完成， 作业时液压马达驱动圆盘锯，转速为600转/分，机组行进时， 旋转着的圆盘锯， 将阻碍机组通过的枝条切除， 得到要求的树形。往复刀片型修剪机， 只是把圆盘切割器部分改装为往复刀片装置，作业方法相同(图6)

图6 圆盘形修剪机示意图 。

1.拖拉机； 2.连动臂； 3. 圆形锯片

果品采后处理机械装置
收获机械 半机械化采收， 是利用升降平台， 人工手摘。手动采果工具——充气胶钳， 是将摘果囊托住果实， 用手压紧空气胶囊， 囊内气体通过管路进入摘果囊， 由于囊内气压增加； 而抓紧果实， 由人工将果实摘下。此外， 尚有摘果袋、网、都装有较长的杆把， 可以采摘较高处的果实。
20世纪60～70年代， 一些发达国家研制了机械化采收装置， 有机械式和气动振动器。振（摇）动采收机的工作原理， 是由曲柄连杆振动器或惯性振动器作为振动源， 产生振动， 通过传动杆和夹树器， 把振动传给树体， 使果树受振，当惯性力大于果实脱落阻力时，果实被振落，再通过收集器， 收集装箱。振动采收机，一般功率为30马力左右， 振动频率900～1200次/分，振幅18～45毫米，机械采收， 可提高劳动生产率4～11倍， 但果实损伤较大， 多用于加工用果品， 或坚果类果品的采收。中国在20世纪80年代初， 研制了振动式山楂采收机， 由12马力手扶拖拉机配套驱动， 有较好的采收效果(图7)。

图 7 振动式采收机作业示意图
1. 推摇器； 2. 座位； 3. 运载车箱； 4. 限制器；5. 支撑架；6. 输送装置； 7. 风扇； 8. 固定支9. 接载装置； 10. 夹持器

为了捡拾地面果实， 20世纪60年代以来， 研制了地面果实捡拾机， 有气吸式、滚针式和机械式。
果品分选（级）装置 最简易的分级器是分级孔板， 以孔板上不同大小的孔径来分选果品， 纯系手工劳动。果品分选机械化的历史不长， 但发展迅速， 机械化程度高。普遍采用的装置有按果品形状的大小分级； 按果品重量分级； 按色泽分级（见果实分级）3种：❶按果实形状（大小）分级。利用机械使果实通过具有不同尺寸的选果工作部件， 依次选出不同果径级别的果实。
❷按重量分级。利用杠杆平衡原理， 在杠杆一端放有平衡重或计量装置。另一端放盛果部件， 当盛果部件上的果实重量超过平衡重时， 杠杆倾斜抛出果实， 承载较轻果实时，杠杆越过此平衡重位置前移，当遇到较轻平衡重时， 杠杆才倾斜， 盛果部件在新的位置抛出较轻果实，由此， 将果实分为若干等级。当前，这种装置使用广泛， 有些装置中的计量器已采用电子秤。
❸按色泽分级。原理是果实从电子发光点前通过时， 果实的反射光， 被能测定波长的光电管接收， 果实色泽不同时， 其反射光的波长就不同， 电子系统可根据波长进行分析， 按对果实色泽的标准要求确定取舍， 达到分级目的。
为了满足果品分选要求， 欧美一些国家， 已开始按多种分选原理制成组合式分选装置， 它可使某一等级的果实达到一定大小和重量标准， 又满足一定的色泽要求。目前， 分选技术和装置，已将光电测试技术、电子计算机和自动控制技术，运用于果品分选装置中。
果品包装装置（见果品包装）。