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发布时间：2019-07-16 17:27所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次
摘要:竹篼的清理是竹林更新过程中十分重要的环节之一，对土地的利用率以及竹产量有着重要的影响。该文对现有的竹篼清理技术进行分析并提出改进建议，为竹篼清理装备的开发提供依据。 关键词:竹篼;清理;现状;趋势 0引言 竹类品种繁多，全球有70多属1200多种，
摘要:竹篼的清理是竹林更新过程中十分重要的环节之一，对土地的利用率以及竹产量有着重要的影响。该文对现有的竹篼清理技术进行分析并提出改进建议，为竹篼清理装备的开发提供依据。
关键词:竹篼;清理;现状;趋势
0引言
竹类品种繁多，全球有70多属1200多种，据估计，全球竹林面积约2000万hm2，被誉为“第2森林资源”[1-2]。中国占有50多属500多种，竹林面积、蓄积量和产量均居世界首位[2-3]。竹子作为非木质森林资源具有生长快、周期短、产量高、用途广和投入少等优点，并且是世界上生长最快的植物之一[4-5]。
由于竹子质量轻、其薄壁结构对能量吸收能力强，它在航空航天领域被广泛使用[6]。目前森林资源严重缺乏，竹类作为可再生资源慢慢成为木材资源的替代品，可大大减少木材资源的消耗。因此，大力开发竹类资源具有重要的理论和实践意义，可以带来极大的社会效益、生态效益和经济效益[4，7]。竹子伐后的桩称为竹篼，在自然条件下需要8～10年的时间才会腐烂，在此期间无效地占用了大片土地，浪费了土地资源[8]。
如果每年伐竹后清理竹篼，竹农每年可增收1086元hm2[9]。而且竹子只需3年便可成材，竹篼的存在不利于竹林的更新[10]。因此，清理竹篼至关重要，而竹篼清理技术可提高清理竹篼的效率，降低清理竹篼的劳动强度，达到提高.
1国内外研究概况
世界的竹子按地理位置分为非洲竹区、亚太竹区和美洲竹区。亚太与非洲竹区处于不发达地区，对竹子的研究较少，而美洲竹区处于发达地区，但却较多地研究竹子品种的引进与培养[10]。俄罗斯跟英国有许多大型挖树根机器，德国和日本有许多挖坑施肥机器，但都不能用于清除竹篼，因此，国外在竹篼清理方面鲜有研究。
竹子主要分布在热带及亚热带地区，少数分布在温带和寒带地区[2]。中国处于热带与北温带，竹类资源丰富，对竹子的研究颇深。中国竹子主要用于生活用具、艺术品、医疗、食用以及造纸等，所以中国的竹篼清理技术较为成熟[10]。国内主要有3种竹篼清理技术，分别是机械清理技术、化学药剂清理技术与竹篼劈裂技术。
2现有技术分析
传统的人工挖掘方法:一个成年人清理1个竹篼需要30min，费时费力[8]。竹篼清理技术可以加快竹篼的清理速度，降低劳动强度。
2.1机械清理技术
2.1.1旋挖式
2011年，浙江农林大学[11]设计的“竹篼旋挖机”由汽油机提供动力，经过减速器减速将动力传递到筒形刀具，旋转切除竹篼外围根系。由于竹林复杂的地况，导向套与支架可以控制刀具的高度，角度调节装置可调节支架与地面的角度，加强设备的适应性与稳定性。筒形刀具中间开有圆弧槽，工作时可排出土和根须防止刀具卡顿。此竹篼挖掘机具有结构紧凑、工作稳定和安全性高的优点，但是设备过重，难以在竹林地中移动。
2016年，邓小雷等[12]研制的“DX1B型竹根挖掘机”主要由支撑机构、动力系统、行走机构、操作面板及工作机构组成。其工作原理:先调节支架支腿以适应复杂的地形，再打开汽油发电机以及气泵的开关，当电压及气压达到一定值时打开控制面板的开关，工作电机则运转带动刀筒高速旋转，气缸则推动滑块稳定向下运动，达到旋转切割竹篼外沿根系的目的。作业结束时，操作控制面板使工作电机与刀筒快速回位，而刀筒里的压力弹簧及圆形推盘回位时可推出作业时残留的土和根。
该竹根挖掘机自动化程度相对较高且解决了携带问题。但是竹林地型复杂，该装置行走遇到坡度较大时，装备过重难以拖动。2018年，陈喜庭[10]设计的“竹根挖掘机”由汽油机提供动力经过减速器减速传递到圆形刀筒，旋转切割竹篼外围根系后可轻松拔出竹篼。此竹根挖掘机小巧实用、操作简便，竹篼清理速度较快，但是作业时的反作用力较大，单人操作2min就明显乏力。
2.1.2冲击式
2014年，杨健[13]设计的“毛竹伐桩处理机”经冲击钻改装而成，设计了独特的钻头并且加长了机壳绝缘持握手把。用此工具从竹篼口自上而下钻通竹篼的竹节以便让雨水进入其中，使竹篼更快地腐蚀。此处理机具有操作简便、制造成本低和易加工的优点，但在野外作业需电力，不适于林地作业。2017年，饶桂发[14]设计的“一种挖竹篼和移栽树木的工具”由冲击钻与刀具(冲击钻头与刀刃焊接而成)构成。
其工作原理:冲击钻提供动力经焊接部传递到刀具，刀具就有上下往复式的运动而切除竹篼周围的根系，切除后就可轻松地刨开竹篼周围的土壤，挖出竹篼。此工具具有制造成本低、易加工的特点，但也存在野外作业需电力问题，不适于林地作业，自动化程度低。
2.1.3爆破式
2017年，福建海峡科化股份有限公司[15]设计的“一种除竹篼的钻孔爆破装置”由动力单元提供动力经传动单元传递到动力输出单元(金刚钻头)对竹篼自上而下钻孔，钻孔后伸缩单元(中空，可容置PVC管节)斜向下延伸至动力输出单元，注入生态炸药后在安全位置引爆炸药。此装置比较轻便，但是使用炸药具有一定的危险性。
2.1.4起拔式
2007年，国家林业局北京林业机械研究所[16]设计的“轻型助力式竹篼起拔机”通过转动手柄提供动力带动涡轮蜗杆转动，经绞盘辊与绳子使爪钩夹紧并向上运动达到拔出竹篼的目的。此起拔机具有结构简单、质量轻和方便携带等特点，但是起拔力不足，适用范围有限。
2.2化学药剂清理技术
2013年，浙江农林大学[17]所提出的“基于食用菌栽培降解竹篼”方案，先将竹篼的竹节自上而下打通，然后将做好的食用菌培养物倒入竹篼底部，用塑料布盖住。一段时间后，竹篼封口处在自然条件下会生长菇，连续采摘菇3～4次后，竹篼由内而外降解完成。
2.3竹篼劈裂技术
竹篼劈裂技术就是将竹篼劈裂，破坏竹篼组织，增加其暴露在空气中的面积，在自然条件下可以被更快地腐蚀，这种方案竹篼腐蚀时间长，而且竹篼底部的根系仍然存在，对竹林更新的作用不大。
3结束语
机械清理技术加快了竹篼清理速度，降低了劳动强度。据统计，目前速度最快的清理机可达到30s个，但是竹林生长环境恶劣，一些大型设备不便携带，作业时普遍存在振动过大的问题[10]。由于竹根的坚硬性以及土层可能存在坚硬物质，机械清理机的刀具可能会磨损严重而频繁更换，成本较大。化学药剂清理技术，从竹篼口自上而下打通竹节，将药剂倒入竹篼底部再用土壤或布料覆盖即可，过程简单。但是竹篼腐蚀耗时长(3～6月)，而且老竹篼坚硬，人工打通竹篼竹节费力[17]。
竹篼劈裂技术，竹篼腐蚀时间长，竹篼底部根系仍然存在，推广应用范围有限。本文分析了机械清理、化学药剂清理与竹篼劈裂的技术，其各有优缺点，对提高土地的利用率以及竹产量有着重大的意义，机械清理技术是目前最有效、快捷而且成熟的技术，目前机械清理技术应着力解决设备携带问题以及振动问题。经化学药剂清理技术处理的竹篼腐蚀时间相对较长，应研制出短时间内就可腐蚀竹篼的药剂。
参考文献
[1]傅万四.竹质OSB削片技术及工艺学研究[D].哈尔滨:东北林业大学，2007.FUWansi.AstudyonflakingtechniqueandmanufactureofbambooOSB[D].Herbin:NortheastForestryUniversity，2007.
[2]周芳纯.世界竹业开发利用现状、趋势及对策[J].世界林业研究，1992(1):50-56.ZHOUFangchun.Thestateofutilization，trendandstrategiesfortheworldbambooindustry[J].WorldForestryResearch，1992(1):50-56.
[3]朱振贤，张芬耀，宋盛，等.竹亚科植物分类研究进展[J].世界林业研究，2017(3):35-40.ZHUZhenxian，ZHANGFenyao，SONGSheng，etal.Researchadvancesinbambuseaetaxonomy[J].WorldForestryResearch，2017(3):35-40.
[4]朱芳明，杜建伟，周国贤，等.基于DNA序列分析的刚竹属系统树构建[J].西部林业科学，2015(2):63-68.ZHUFangming，DUJianwei，ZHOUGuoxian，etal.Constructionphylogenetictreeinphyllostachysbasedonthednasequenceanalysis[J].JournalofWestChinaForestryScience，2015(2):63-68.
[5]CHENCS，KATHERINECHEN.TheimpressiveandinspirationalRhizome-Rootsystemsofbambooandbiomimetics[C]第四届国际仿生工程学术会议.南京，2013.
[6]CHENQ，LUOZP，XIANGJW.Ainvestigationoncross-sectionsgeometryofBamboo-inspiredthin-walledbionictubes[C]第三届国际航空科学青年学者学术会议.北京，2018.
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《竹篼清理技术发展现状与趋势》