科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业,农、林、牧、渔专业及辅助性活动

需求背景

2019年永川区果园面积达到***万亩，果树修枝产生大量枝条，枝条堆积在田间或者房屋周边。调查表明，目前大部分枝条仍然被废弃或未经处理焚烧，浪费资源，污染环境。其实大多果树枝条经处理后是可用于果树自身生长所需的养料、培育食药用菌所用基质和作为改善土壤的有机质。因此，把废弃的枝条进行粉碎后再利用是解决果树枝条资源浪费和环境污染问题的有效途径

需解决的主要技术难题

（1）自走式果园粉碎机设计

针对现有进口粉碎机价格昂贵、国产粉碎机作业效果不理想、种类较少等问题，本项目研发一种小型可移动作业的果园枝条粉碎机，有望解决丘陵山区果园枝条产量大、体积大、不利运输且降解困难、需要田间粉碎、无合适机具可用等问题，本项目筛选丘陵山区果园适用的耕作机做动力平台，进行动力平台与碎枝机动力传递研究，碎枝机刀具优化，研发移动式果园枝条粉碎机，为丘陵山区果园提供枝条处理机具，减轻环境压力。

粉碎机研制后进行果树枝条粉碎试验，获得粉碎后颗粒大小、功耗、刀具不同安装角度等原始数据，建立三者之间数学关系模型。通过动力学和运动学仿真，指导粉碎机粉碎机构的设计。依据设计图纸进行样机试制并参与粉碎机的田间试验。根据田间试验数据的反馈优化粉碎机构设计，使之适应丘陵山区现有果园地形地貌，同时满足有机肥和菌类基质对枝条粉碎后木屑颗粒大小要求，符合农艺生产的要求。

（2）果树枝条资源化利用技术

对果树枝条粉碎机理进行研究，并对粉碎后木屑资源化利用研究，枝条粉碎后可达到发酵腐熟适宜尺寸，但由于其含碳量高可同畜禽粪便混合抛洒到果树丛间，一方面有利于好氧菌高温快速发酵分解，一方面可以缩短其发酵周期，短时间内达到改善土壤有机质，同时充分发挥果树枝条农药残留少的优势，亦可用作菌类基质和有机肥原料。

期望实现的主要技术目标

（1）筛选、优化并创新集成设计一款自走式果园枝条粉碎机，对粉碎机关键零部件进行三维建模、受力分析和运动仿真，获得其受力强度图、运动轨迹和薄弱部位后，对其关键零部件重新建模、制图。中试车间依据科研人员的图纸进行试制，多次功能性和适应性试验。最终使果树枝条粉碎机效率达到400-500kg/h，配套动力≤15kW，粉碎枝条直径≤100mm，粉碎后长≤20mm，宽、高均≤3mm。

（2）果树枝条资源化利用技术

原位处理技术：可在果树林下直接同畜禽粪便混合抛洒，自然发酵成改土物质。异位处理技术：收集到林外同畜禽粪便或餐厨垃圾等含氮高废物混合制成发酵堆，高温好氧快速发酵，制成土壤改良物质或精制成生物有机肥，回用于果树栽培做基肥使用。集成为适合适宜的综合利用技术模式一套；

（3）撰写论文1-2篇，录用通知书或见刊；

（4）申请发明或实用新型专利1-2项，实质审查或授权；

（5）编写设计技术方案报告、绘制设计技术图样等相关技术文件；其技术文件达到中试生产的要求；为产业化示范推广奠定基础。

（6）培养1-2名农机技术人员，建立示范作业区，示范面积50亩。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-27

丁永锋

重庆西南大学

教授

综合评价

该技术需求足够清晰

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