當(dāng)前全國(guó)93.39%的茶園分布在丘陵山區(qū)，丘陵地塊“狹、小、散、陡”，坡度大，致使乘坐式、自走式等大型采茶機(jī)械難以應(yīng)用，單人、雙人、電動(dòng)便攜式采茶機(jī)應(yīng)用普遍，其通常采用往復(fù)切割的方式實(shí)現(xiàn)采摘效率提升，降低采摘成本，為規(guī)模化生產(chǎn)提供經(jīng)濟(jì)可行性。

然而，這類機(jī)器在實(shí)際應(yīng)用中存在技術(shù)短板，如存在采摘標(biāo)準(zhǔn)化程度不足、自動(dòng)化程度低等問題，相較手工采摘存在差距。

近年來，智能采摘技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，但全自動(dòng)化采摘機(jī)器人的末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)、路徑規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)尚未成熟，且存在設(shè)備成本高、作業(yè)效率低等問題，推廣應(yīng)用受阻。同時(shí)，機(jī)采樹冠培育制度與采摘裝備的匹配度不足，標(biāo)準(zhǔn)化的農(nóng)藝技術(shù)體系仍待完善。

針對(duì)上述問題，階梯輸送式采茶機(jī)采用梳葉分區(qū)切割和原位立姿輸送技術(shù)，能夠自動(dòng)分離往復(fù)式切割產(chǎn)生的斷碎葉片，提升采收鮮葉質(zhì)量。其便攜電動(dòng)輕量化的設(shè)計(jì)，能夠滿足在丘陵茶園中使用。

階梯輸送式采茶機(jī)結(jié)構(gòu)圖（A）和實(shí)物圖（B）

為探索名優(yōu)茶機(jī)械化采摘的可行方案，以階梯輸送式采茶機(jī)為對(duì)象，綜合比較其與單人便攜式采茶機(jī)、人工手采的采摘效率、采摘質(zhì)量、成本與經(jīng)濟(jì)效益（所有采摘方式均為單人操作，單人作業(yè)效率直接體現(xiàn)其作業(yè)能力）。

哪種采摘方式更勝一籌？

茶葉不同采摘方式作業(yè)對(duì)比，從左到右分別為人工手采、階梯輸送式采茶機(jī)和單人便攜式采茶機(jī)作業(yè)

結(jié)論搶先看~

階梯輸送式采茶機(jī)可顯著提升采摘質(zhì)量，芽葉完整率達(dá)87.2%，高于單人便攜式采茶機(jī)和人工手采；其采摘效率為42.1kg/h，是人工手采的4.3倍、便攜式采茶機(jī)的72.1%；單位面積的采摘成本僅為人工手采的30.6%，較人工手采經(jīng)濟(jì)效益提升5.9%。

階梯輸送式采茶機(jī)在采摘效率、采摘質(zhì)量、成本與經(jīng)濟(jì)效益等總體表現(xiàn)上具有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槊麅?yōu)茶機(jī)械化采摘提供新選擇。

采摘效率對(duì)比

在采摘效率方面，階梯輸送式采茶機(jī)明顯優(yōu)于人工采摘，其作業(yè)面積效率為162.3m2/h，采摘效率為42.1kg/h，分別是手工采摘（38.4m2/h、9.9kg/h）的4.2倍和4.3倍。

與單人便攜式采茶機(jī)（270.8m2/h、58.4kg/h）相比，階梯輸送式采茶機(jī)的作業(yè)面積效率和采摘效率仍存在差距，是單人便攜式采茶機(jī)的60.0%和72.1%。

不同采摘方式的作業(yè)效能

從作業(yè)原理分析，階梯輸送式采茶機(jī)通過手持設(shè)備直線運(yùn)動(dòng)，配合風(fēng)機(jī)將茶鮮葉直接吹入集葉袋，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)作業(yè)。單人便攜式采茶機(jī)作業(yè)時(shí)，需一手持設(shè)備呈弧線運(yùn)動(dòng)，另一手配合手持集葉袋，該操作方式因需要雙手動(dòng)作協(xié)調(diào)，導(dǎo)致作業(yè)連續(xù)流暢度受限。

將作業(yè)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，單人便攜式采茶機(jī)每行程切割幅寬為32cm，是階梯輸送式采茶機(jī)的2.13倍，但其作業(yè)面積效率和采摘效率分別僅為階梯輸送式采茶機(jī)的1.67倍和1.39倍，這表明盡管便攜式采茶機(jī)切割幅寬大，但受限于其作業(yè)流暢度，效率提升幅度未與切割幅寬成正比。

采摘質(zhì)量對(duì)比

不同采摘方式的斷梗碎片率差異顯著。其中，單人便攜式采茶機(jī)的斷梗碎片率和單片率之和近30%，而階梯輸送式采茶機(jī)斷梗碎片率和單片率分別為1.67%和11.13%，均顯著低于人工手采（5.13%、16.23%）和單人便攜式采茶機(jī)（9.86%、20.09%）。這表明使用階梯輸送式采茶機(jī)對(duì)芽葉的破損更少，其斷梗率和單片率均處于較低水平，從而使芽葉完整率顯著提高。

不同采摘方式采收的芽葉質(zhì)量比較

不同采摘方式的芽葉完整率對(duì)比顯示，階梯輸送式采茶機(jī)芽葉完整率87.20%，顯著高于人工手采的78.64%和單人便攜式采茶機(jī)的70.05%。其中，階梯輸送式采茶機(jī)采摘鮮葉的一芽一葉和一芽二葉總和占比（58.40%）和一芽三葉及以上占比（28.20%）均為最高，保證了對(duì)成熟芽葉的完整有效采摘；人工手采的一芽一葉和一芽二葉之和占比（54.43%）與階梯輸送式采茶機(jī)接近，芽葉完整率次之；單人便攜式采茶機(jī)因斷梗碎片、單片占比高，導(dǎo)致芽葉完整率最低。

不同采摘方式的芽葉完整率

采摘成本與經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

每667m2人工手采成本最高，達(dá)216.0元，為階梯輸送式采茶機(jī)與單人便攜式采茶機(jī)的3.27倍、5.52倍，表明人工手采因高工時(shí)導(dǎo)致成本過高，也凸顯了機(jī)采縮短工時(shí)降低成本的優(yōu)勢(shì)。

階梯輸送式采茶機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益最高為3056.00元，比單人便攜式采茶機(jī)（2546.78元）與人工手采（2884.68元）提升20.0%、5.9%，顯示出其單位面積內(nèi)的投入產(chǎn)出比更優(yōu)。

單人便攜式采茶機(jī)工時(shí)最短，總成本相對(duì)階梯輸送式采茶機(jī)減少27.00元，主要是在勞務(wù)費(fèi)控制上更具優(yōu)勢(shì)，直接降低了總成本。

不同采摘方式每667m2花費(fèi)的成本與經(jīng)濟(jì)效益分析

小結(jié)

從采摘效率來看，階梯輸送式采茶機(jī)是人工手采的4.3倍，但低于單人便攜式采茶機(jī)。兩者均采用往復(fù)式切割，差異源于作業(yè)模式的不同。便攜式采茶機(jī)采用寬幅刀片切割和雙手配合的弧線運(yùn)動(dòng)提高效率，但操作流暢度不高，穩(wěn)定性不足；而階梯輸送式采茶機(jī)通過直線運(yùn)動(dòng)的連續(xù)作業(yè)模式，在操作穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢(shì)。由此也反映出階梯輸送式采茶機(jī)穩(wěn)定連續(xù)的采摘方式，如果能增加作業(yè)幅寬對(duì)實(shí)際作業(yè)效能會(huì)有更明顯的提升作用。

在采摘質(zhì)量方面，階梯輸送式采茶機(jī)表現(xiàn)最優(yōu)，尤其在采收鮮葉的一芽二葉及完整芽葉的得率方面優(yōu)勢(shì)明顯，采摘的原料適宜制作優(yōu)質(zhì)茶。

便攜式采茶機(jī)斷碎、單片率最高，芽葉完整率最低。人工手采因采用手指折摘方式仍會(huì)產(chǎn)生較多碎葉、單片，采摘質(zhì)量介于兩者之間。由此體現(xiàn)出階梯輸送式采茶機(jī)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在平衡采摘效率與芽葉完整性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

從機(jī)器結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理分析，階梯輸送式采茶機(jī)采用梳葉分區(qū)切割和原位立姿輸送技術(shù)，可自動(dòng)分離刀片切割時(shí)產(chǎn)生的斷梗與碎片，使其掉落在茶蓬里；同時(shí)，該機(jī)通過傳輸夾持機(jī)構(gòu)和風(fēng)機(jī)將采收的鮮葉直接吹入集葉袋，減少了切割過程中對(duì)芽葉造成的二次損傷，有效提升了芽葉完整率。單人便攜式采茶機(jī)雖刀片切割速度快、效率高，但手持設(shè)備的弧線運(yùn)動(dòng)方式易導(dǎo)致切割軌跡不穩(wěn)定，高速切割產(chǎn)生的斷梗碎片會(huì)隨機(jī)器向前移動(dòng)先進(jìn)入采集斗，再被倒入集葉袋中，從而增加采收鮮葉中的斷梗碎片占比。

成本與經(jīng)濟(jì)效益方面，人工采摘的高工時(shí)勞務(wù)費(fèi)遠(yuǎn)高于階梯輸送式機(jī)采和單人便攜式機(jī)采。階梯輸送式采茶機(jī)對(duì)比人工手采方式，以30.6%的成本實(shí)現(xiàn)了4.3倍的效率，單位面積經(jīng)濟(jì)效益提升5.9%，是替代人工的優(yōu)選方案。對(duì)比單人便攜式采茶機(jī)，階梯輸送式采茶機(jī)受限于每行程的作業(yè)幅寬，工時(shí)效率低于單人便攜式采茶機(jī)，導(dǎo)致其成本相對(duì)較高。但階梯輸送式采茶機(jī)通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比便攜式采茶機(jī)經(jīng)濟(jì)效益高20.0%，與作業(yè)效率數(shù)據(jù)呈現(xiàn)“逆差”。單人便攜式采茶機(jī)雖刀片切割幅寬大，機(jī)采效率高，但“弧線運(yùn)動(dòng)+人工集葉”的方式導(dǎo)致操作穩(wěn)定性不足，可能在實(shí)際作業(yè)中存在效率波動(dòng)，或?qū)ρ咳~的損傷率更高，影響經(jīng)濟(jì)效益。

值得注意的是，試驗(yàn)中不同采摘方式鮮葉重量存在差異，結(jié)合采摘原理和采后觀察，分析原因如下：?jiǎn)稳吮銛y式采茶機(jī)因采用非選擇性切割方式，操作時(shí)為避免剪切老枝葉，切割位置需略高于最佳采摘平面，導(dǎo)致蓬面留存的嫩莖較長(zhǎng)，故鮮葉重量最低；階梯輸送式采茶機(jī)因通過梳理芽葉進(jìn)入輸送通道后進(jìn)行剪切，能夠自動(dòng)分離老葉和老枝，因此切割位置可緊貼采摘平面，蓬面留存的嫩莖較短，鮮葉重量最高；人工手采因采用雙手選擇性折采，部分芽葉未被采摘，因此鮮葉重量略低于階梯輸送式采茶機(jī)。

田間試驗(yàn)表明，階梯輸送式采茶機(jī)通過技術(shù)創(chuàng)新在茶葉采摘質(zhì)量上取得突破，優(yōu)質(zhì)芽葉得率甚至超過了人工折摘的方式，對(duì)芽葉幾乎無損傷，同時(shí)效率是人工手采的4倍以上。然而，當(dāng)前階梯輸送式采茶機(jī)對(duì)樹冠平整度要求較高，未來需結(jié)合農(nóng)藝措施管理適配機(jī)器采收作業(yè)，如標(biāo)準(zhǔn)化修剪規(guī)整樹冠形態(tài)、采摘前噴施葉面肥提升茶芽生長(zhǎng)的整齊性等。

如何選擇適宜的采茶方式？

階梯輸送式采茶機(jī)通過連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)流程平衡采摘效率與質(zhì)量，適合追求穩(wěn)定收益和采摘質(zhì)量的場(chǎng)景，如手采與機(jī)采結(jié)合的茶園。

單人便攜式采茶機(jī)以寬幅切割實(shí)現(xiàn)工時(shí)優(yōu)化，在效率優(yōu)先、含雜容忍度高的場(chǎng)景中更具成本優(yōu)勢(shì)。

人工雙手折摘質(zhì)量中等，但成本高，適用于小規(guī)模或特殊需求茶園。

在實(shí)際應(yīng)用中，建議根據(jù)茶葉品類（如名優(yōu)茶、優(yōu)質(zhì)茶或大宗茶）、生產(chǎn)規(guī)模及成本預(yù)算等多維因素，合理選擇采摘方式，以平衡作業(yè)效能與經(jīng)濟(jì)性。

本文節(jié)選自《中國(guó)茶葉》2025年第8期，P28-33，《階梯輸送式采茶機(jī)采摘效果綜合比較研究》，作者：姜洪新，王東林，劉皓央，陸德彪，韋持章，張麗平，肖強(qiáng)，李鑫*，李楊*。部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。