当前，我国天然橡胶种植面积超过1700万亩，人工割胶成本占生产成本的60%以上。采胶机械是世界性难题，虽然研究了近40年，但关键技术难题仍未突破，大面积植胶几十年来，生产上仍完全依赖人工割胶。

近日，这一世界性难题得到了解决，中国热带农业科学院橡胶研究所科研人员经过近3年的科研攻关，成功突破机械采胶“伤树、产量、效率、劳动强度、技术难度、商业化生产”等多项关键技术难题，研发出第一代4GXJ-1型便携式电动胶刀，给割胶带来了新的体验，有助于产业转型升级。

采胶机械化难以实现

近年来，受世界金融危机及国际石油价格大幅下降的影响，天然橡胶价格远低于成本价格，农垦胶园和植胶种植户连续亏本经营，胶工收入大幅降低难以维持生计，胶园弃割、弃管现象严重，产业损失巨大，迫切需要实现机械采胶、解决产业用工荒难题。

如何实现机械化割胶？这个问题早在40多年前就开始在科学家脑海中翻腾，然而关键技术始终难以突破。

“由于采胶的特殊性，对机械要求非常高。这与水稻、小麦等全株收获作物不同，橡胶是一种多年生、长周期经济作物，收获过程中不能伤树，这对采胶机械提出了非常高的要求，需要达到毫米级别的精准控制。”电动胶刀技术攻关负责人、中国热带农业科学院橡胶研究所研究员曹建华在接受《中国科学报》记者采访时说。

不仅如此，以前机械、电子及电池技术达不到精巧化要求，限于当时的科技与加工工艺制造水平，以前试制出来的样机又大又笨重，胶工不愿意接受。而橡胶园工况环境太复杂，地形起伏不平、胶树生长不规则，也给实现机械采胶蒙上了一层阴影。

此外，天然橡胶的比较效益相对较低，昂贵的机械设备生产上用不起，所以使得采胶机械陷入两难的境地，即要精度高、微小型化，又要成本便宜，极大地限制了采胶机械的研发。

联合攻关破解难题

面对企业的困境和产业的急迫需求，中国热带农业科学院院长王庆煌亲自抓落实，成立了以副院长张以山为组长的智能割胶机械攻关领导小组，从全院抽调精兵强将组建了“橡胶研究所智能化采胶设备研究室”，院（所）举全力支持，在人、财、物方面优先给予保障，组织申报并获批科技部2016重点研发专项“天然橡胶收获技术与装备研究”，热科院和橡胶所在基本业务费方面给予重点专项支持。

“我们以研发电动胶刀为突破口，并适时开展全自动智能化采胶机械研发，以缓解植胶企业用工荒难题，推动割胶由劳动密集型向技术密集型转变，实现节本增效，保障产业可持续发展。”曹建华说。

经过近3年的攻关，科研团队成功突破机械采胶的多项关键技术难题，先后设计了17款电动胶刀，经生产试验试割、筛选、优化并定型第一代4GXJ-1型电动胶刀。随即，他们与专业电动工具生产大型企业——宁波汉浦工具有限公司合作，建立了我国第一条电动胶刀生产线，以加快成果转化应用。

经大田试验试割表明，这款胶刀具备诸多优点。“这款产品轻巧简便，整体按人机工程学设计，外形美观、手感舒适，仅350克，相当于一个苹果的重量。如果配套两个2000mAh高能锂电池，满电一次可完成2~3个树位割胶。”曹建华表示。

易学好用效益显著

这款胶刀简单易学，新手正常情况下3~5天能学会，即可上岗割胶，较传统胶刀培训时间减少20天以上，节约了大量培训成本，使割胶作业“由专业型转变为大众型、傻瓜型”，割胶不再是专业胶工的特有工作。熟练使用电动胶刀可比传统胶刀效率提升15%~30%。

在割胶效果方面，割胶深度和耗皮厚度由机械控制，并可根据树龄和生产需要由胶工自行调节，不再时时依赖胶工的技术经验，割胶技术难度大幅降低。胶工只要按技术规程操作，几乎不伤树，割线平顺，胶树耗皮量可控制在传统胶工的80%~90%，让胶树割得更长久，延长了橡胶树经济寿命。

不仅如此，电动胶刀割胶有效皮高、重刀回刀少，刀片对割线乳管压迫少，排胶初速度加快，有效皮含量高，有利于获得稳定产量。

由于此款产品成本低廉，逐渐受到了胶农的喜爱。按一个胶工管理40亩计算，加上中间更换一些易损部件和刀片费用，每亩胶园每年使用成本在20~30元，胶农用得起。

“下一步，我们会收集胶农使用反馈意见，来改进和优化胶刀，让胶刀的工艺越来越完善，割胶效果越来越好。我们还将往无人化方向去研究，因为今后人工会越来越贵，割胶的成本会更高。尽管将面临重重困难，但我们有信心去攻克各项技术难关。”曹建华说。