國(guó)內(nèi)外移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀

岳建魁，郭俊先，梁 佳，梁生明，張 晨，劉 亞，劉明濤

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052；2.巴州良佳農(nóng)機(jī)制造有限公司；3.新疆焉耆縣農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)站）

國(guó)內(nèi)外移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀

岳建魁1，郭俊先1，梁 佳2，梁生明2，張 晨3，劉 亞1，劉明濤1

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052；2.巴州良佳農(nóng)機(jī)制造有限公司；3.新疆焉耆縣農(nóng)機(jī)推廣服務(wù)站）

穴盤(pán)苗移栽機(jī)械對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化具有重要意義，本文介紹了國(guó)內(nèi)外移栽機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)移栽機(jī)分類和代表機(jī)型，指出了國(guó)內(nèi)移栽機(jī)存在的問(wèn)題，提出了我國(guó)移栽機(jī)械未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

移栽機(jī)械；現(xiàn)狀；問(wèn)題；發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

穴盤(pán)苗移栽技術(shù)能充分利用光熱資源，有效避開(kāi)低溫、霜凍、蟲(chóng)害等不良條件的影響，提前作物生育期，縮短作物生長(zhǎng)周期[1]，并且在保證作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和提高產(chǎn)品品質(zhì)等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)[2]。

目前，穴盤(pán)苗移栽方式基本以人工移栽和半自動(dòng)移栽機(jī)移栽為主：人工移栽，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低；半自動(dòng)移栽機(jī)移栽方式是以人工輔助取苗投苗完成的穴盤(pán)苗移栽，移栽機(jī)作業(yè)需人工較多，而且受人工取苗投苗速度有限，移栽機(jī)作業(yè)效率不高，機(jī)械化效益不明顯[3]。此外，種植面積廣的地區(qū)，基本條田種植都應(yīng)用了滴灌技術(shù)，其需一次性快速完成整塊條田的移栽作業(yè)，然后及時(shí)完成整地的滴灌，這就要求速度更快、作業(yè)效率更高的移栽機(jī)械[4]。全自動(dòng)移栽機(jī)能夠很好地解決這些問(wèn)題，同時(shí)被國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為是移栽機(jī)的最終發(fā)展方向，國(guó)外已有一定數(shù)量的全自動(dòng)移栽機(jī)，而國(guó)還未見(jiàn)有推廣使用。

1 國(guó)外移栽機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外移栽機(jī)發(fā)展起步較早，20世紀(jì)20年代，歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研制并用于蔬菜生產(chǎn)作業(yè)的手工喂苗移栽機(jī)具。30年代末至40年代初，移栽機(jī)構(gòu)已經(jīng)取代了手工喂苗移栽機(jī)具的人工動(dòng)作，使得喂苗過(guò)程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。50年代至60年代，已經(jīng)研制出多種型式的半自動(dòng)移栽機(jī)。到80年代，半自動(dòng)移栽機(jī)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，同時(shí)制缽、育苗、移栽已形成完整的系統(tǒng)[5～7]。目前，德國(guó)、荷蘭、法國(guó)、意大利等歐洲國(guó)家在制缽機(jī)械和自動(dòng)移栽機(jī)械等技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到較高水準(zhǔn)，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。美國(guó)在蔬菜移栽機(jī)械上的研究和應(yīng)用更為普遍，蔬菜育苗機(jī)械化程度已達(dá)到70%以上。日本已研制和使用全自動(dòng)移栽機(jī)，其自動(dòng)化、機(jī)械化程度高，而且各種移栽機(jī)專用性很強(qiáng)，一般只適用于一種作物[8]。

國(guó)外典型的自動(dòng)移栽機(jī)有：美國(guó)生產(chǎn)的Sonoyo系列高速全自動(dòng)移栽，適于西紅柿、西蘭花、卷心菜、花椰菜、煙苗等穴盤(pán)苗的栽植，其最高移栽效率可達(dá)8 000株/行/h（圖1）[9]。

意大利法拉利公司生產(chǎn)的FPC型全自動(dòng)膜上移栽機(jī)，該機(jī)的栽植機(jī)構(gòu)機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，一次性可以移栽4行穴盤(pán)苗，移栽質(zhì)量可靠、工作效率高，其最高移栽效率可達(dá)5 000株/行/h，適用于辣椒、棉花、洋蔥、西瓜、哈密瓜、生菜等各種蔬菜穴盤(pán)苗的種植（圖2）[10]。

圖1 Sonoyo系列高速全自動(dòng)移栽機(jī)

圖2 FPC型全自動(dòng)膜上移栽機(jī)

澳大利亞威廉姆斯有限公司生產(chǎn)的移栽機(jī)，包括3、4和6行移栽機(jī)，移栽效率可達(dá)9 000株/h、13 000株/h和10 000株/h，圖3所示為4行移栽機(jī)[11]。Transplant Systems公司生產(chǎn)的HD144系列的穴盤(pán)苗全自動(dòng)移栽機(jī)，適用于大田作業(yè)，移栽效率可達(dá)15 000株/h（圖4）[12]。

圖3 4行全自動(dòng)移栽機(jī)

圖4 HD144系列的全自動(dòng)移栽機(jī)

日本井關(guān)公司研制的PVHR2-E18型號(hào)移栽機(jī)，該機(jī)適用于各種種植作物的栽培體系，其效率可達(dá)3 600株/h，栽植2行，行距可調(diào)節(jié)范圍：300～400 mm、400～500mm；株距調(diào)節(jié)范圍：300mm、320mm、350 mm、400mm、430mm、480mm、500mm、540mm、600 mm（圖5）[13]。洋馬公司生產(chǎn)的PF2R乘坐式全自動(dòng)移栽機(jī)，該機(jī)一次作業(yè)2行，移栽密度達(dá)22 500～67 500株/hm2，作業(yè)效率為0.17 hm2/h，移栽行距為600 mm、650mm，株距調(diào)節(jié)范圍：260～800mm（圖6）[14]。

圖5 PVHR2-E18型移栽機(jī)

圖6 PF2R乘坐式全自動(dòng)移栽機(jī)

2 國(guó)內(nèi)移栽機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)最早對(duì)移栽機(jī)的研究始于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)主要是試驗(yàn)研究棉花育苗移栽機(jī)和甘薯穴盤(pán)苗栽植機(jī)。到了20世紀(jì)70年代，我國(guó)開(kāi)始研究裸根苗移栽機(jī)，主要是甜菜移栽。在80年代，成功研制了半自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)，在這期間，也引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的移栽機(jī)械，但由于育苗技術(shù)和移栽配套性技術(shù)的局限性，未得到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的認(rèn)可[15～16]。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)成功研制出多種類型的移栽機(jī)械，其中，根據(jù)栽植器機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，移栽機(jī)可以分為：鉗夾式移栽機(jī)、鏈夾式移栽機(jī)、撓性圓盤(pán)式移栽機(jī)、導(dǎo)苗管式移栽機(jī)、皮帶式移栽機(jī)、吊籃式移栽機(jī)，各類移栽機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其代表機(jī)型見(jiàn)表1[17～23]。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)全自動(dòng)移栽機(jī)械的研究有了一定的成果，并有部分移栽機(jī)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用，如：山東寧津縣金利達(dá)機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的田耐爾自動(dòng)穴盤(pán)苗移栽機(jī)（圖7）[24]。該機(jī)采用的是吊杯式栽植機(jī)構(gòu)，適用于種植辣椒、番茄等農(nóng)作物，其移栽效率為8 000～10 000株/h，移栽速度較快，機(jī)械化及自動(dòng)化程度較高。

表1 移栽機(jī)分類及其特點(diǎn)和代表機(jī)械

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)趙曉偉等人設(shè)計(jì)的全自動(dòng)移栽機(jī)，（圖8）[25]。該機(jī)是在半自動(dòng)吊杯式移栽機(jī)的基礎(chǔ)上，增加了自動(dòng)供苗裝置、取苗投苗裝置、分苗裝置和合理的PLC控制系統(tǒng)。適用于種植辣椒等作物，其移栽效率達(dá)4 620株/h，栽植合格率達(dá)到95.31%，

圖7 田耐爾自動(dòng)穴盤(pán)苗移栽機(jī)

圖8 韓長(zhǎng)杰等人設(shè)計(jì)的全自動(dòng)移栽機(jī)

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)遲旭等人設(shè)計(jì)的小型吊籃式自動(dòng)移栽機(jī)（圖9）[26]。該機(jī)在吊籃式半自動(dòng)移栽機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，由接苗機(jī)構(gòu)、移盤(pán)機(jī)構(gòu)、頂苗機(jī)構(gòu)、投苗機(jī)構(gòu)和栽植器組成。移栽機(jī)工作時(shí)，移盤(pán)機(jī)構(gòu)控制苗盤(pán)滑動(dòng)一定距離，頂苗機(jī)構(gòu)頂出穴盤(pán)苗，由接苗盤(pán)接苗，進(jìn)入投苗器中，打開(kāi)投苗器下方的開(kāi)關(guān)，穴盤(pán)苗落入栽植器，隨后進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓工作，完成栽苗過(guò)程。

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院汪春等人設(shè)計(jì)的小型蔬菜移栽機(jī)（圖10）[27]。該機(jī)主要是由動(dòng)力輸出部分、轉(zhuǎn)動(dòng)輪部分、開(kāi)溝器部分、傳動(dòng)部分、栽植作業(yè)部分、控制操作部分組成。機(jī)器作業(yè)時(shí)，栽植臂，通過(guò)取苗器取出穴盤(pán)苗，在推秧器和投苗筒聯(lián)合作用下，穴盤(pán)苗落入開(kāi)溝器開(kāi)出的溝內(nèi)，隨后進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓，完成穴盤(pán)苗的栽植過(guò)程。

圖9 遲旭等人設(shè)計(jì)的小型自動(dòng)移栽機(jī)

圖10 汪春等人設(shè)計(jì)的蔬菜移栽機(jī)

3 穴盤(pán)苗旱地移栽機(jī)技術(shù)存在的問(wèn)題

育苗移栽技術(shù)，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)大面積移栽，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高移栽效率，滿足季節(jié)性穴盤(pán)苗的栽植。國(guó)內(nèi)在移栽機(jī)械方面也取得了一定的進(jìn)展，但是大多數(shù)的全自動(dòng)移栽機(jī)械還處在實(shí)驗(yàn)研究階段。我國(guó)移栽機(jī)技術(shù)還存在諸多問(wèn)題，具體情況如下：

（1）從移栽機(jī)具本身來(lái)看，移栽機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通用性較差，功能單一，不能同時(shí)適用于多種作物的移栽，性能缺乏穩(wěn)定性和可靠性，而且未能有統(tǒng)一化和規(guī)范化的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）從移栽機(jī)與農(nóng)藝來(lái)看，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相脫節(jié)，田間的鋪膜技術(shù)、滴灌帶技術(shù)和穴盤(pán)苗的形態(tài)與當(dāng)?shù)匮兄频囊圃詸C(jī)尚無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得移栽機(jī)工作時(shí)，因支滴管帶或地膜經(jīng)常停機(jī)，或掛膜等現(xiàn)象。

（3）從移栽機(jī)與其配套設(shè)施來(lái)看，制缽、育苗和移栽等環(huán)節(jié)相互脫離，沒(méi)有統(tǒng)一化和規(guī)范化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使國(guó)內(nèi)移栽機(jī)械自成一體的研發(fā)，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可循，這也是制約著移栽機(jī)大面積推廣的原因之一。

4 穴盤(pán)苗旱地移栽機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）半自動(dòng)移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)性能將得到優(yōu)化提升。目前，半自動(dòng)移栽機(jī)仍是國(guó)內(nèi)移栽機(jī)市場(chǎng)的主導(dǎo)，雖然其需較多輔助人員，但是適應(yīng)較好、使用方便。

（2）全自動(dòng)移栽機(jī)的研究將進(jìn)一步加強(qiáng)。加強(qiáng)穴盤(pán)苗自動(dòng)輸送、自動(dòng)取、投苗技術(shù)等研究是今后國(guó)內(nèi)移栽機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，也是目前的研究熱點(diǎn)之一。

（3）專用移栽機(jī)和通用移栽機(jī)相結(jié)合研究。制定同一類型移栽機(jī)常用零件的標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)國(guó)內(nèi)不同地區(qū)農(nóng)作物的農(nóng)藝要求，設(shè)計(jì)移栽機(jī)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，提高移栽機(jī)的利用率。

（4）農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合將進(jìn)一步加大研究。鋪膜、滴灌、穴盤(pán)苗的培育、穴盤(pán)苗的移栽是穴盤(pán)苗移栽機(jī)械化的系統(tǒng)工程，加強(qiáng)穴盤(pán)苗移栽機(jī)械華整個(gè)系統(tǒng)的研究，將有利于國(guó)內(nèi)穴盤(pán)苗移栽的效率和效益。

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The Development Status of Transplanting Machinery at Home and Abroad

Yue Jiankui1，Guo Junxian1，Liang Jia2，Liang Shengm ing2，Zhang Chen3，Liu Ya1，Liu M ingtao1

(1.Xinjiang agriculturaluniversitymechanical institute of transportation，Xinjiang Urumqi830052；2.The company of Bazhou liangjia agriculturalmachinerymanufacturing；3.Yanqicounty in xinjiang agriculturalmachinery popularization service station)

the seedling transplanting machine has important significance to the realization of agriculturalmechanization,this paper introducesthe developmentstatus of the transplantingmachine athome and abroad，the classification and representative modelsofdomestic transplantingmachine,pointsout the problemsexisting in the domestic transplantingmachine,puts forward the developing trend of transplantingmachine in our country.

Transplantingmachine;Status;Problem;Developing trend

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.05.008

S223.9

B

1007-7782（2016）05-0030-04

2016-10-25

新疆維吾爾自治區(qū)科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目（2014531005）

梁 佳