吊杯式移栽機(jī)在新疆作物移栽種植中的應(yīng)用

劉 洋 ，李亞雄 ，毛罕平 ，王 濤 ，李 斌

吊杯式移栽機(jī)在新疆作物移栽種植中的應(yīng)用

劉 洋1，李亞雄1，毛罕平2，王 濤1，李 斌1

（1新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所，新疆 石河子 832000；2江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

吊杯式移栽機(jī)具有膜上成穴移栽的特點(diǎn)，新疆作物移栽從最初引進(jìn)國外吊杯式移栽機(jī)，到現(xiàn)在滿足新疆作物種植要求的國產(chǎn)移栽機(jī)應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大，促進(jìn)了新疆作物移栽技術(shù)水平的提高。但是，吊杯式移栽機(jī)受人工取、投苗速度的限制，移栽效率不高，約束了移栽技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。目前，新疆對(duì)高效率自動(dòng)移栽機(jī)的需求也非常迫切。

吊杯式移栽機(jī)；鋪膜移栽；加工番茄；制干辣椒

0 引言

育苗移栽可以有效避免早春災(zāi)害性天氣對(duì)作物幼苗的影響，延長作物生育期，提高產(chǎn)量，在新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛應(yīng)用。特別是近些年新疆加工番茄和制干辣椒種植面積的不斷擴(kuò)大，育苗移栽帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，使這項(xiàng)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。隨著勞動(dòng)力季節(jié)性短缺和勞動(dòng)力成本的提高，機(jī)械移栽技術(shù)得到了大力發(fā)展。吊杯式移栽機(jī)可以進(jìn)行膜上成穴移栽，滿足了新疆農(nóng)作物種植普遍采用的鋪膜鋪滴灌帶種植模式，因此得到了較為廣泛的應(yīng)用。新疆機(jī)械移栽從20世紀(jì)初引進(jìn)歐美國家移栽機(jī)，到現(xiàn)在根據(jù)新疆作物移栽種植的農(nóng)藝要求自行研發(fā)移栽機(jī)，已經(jīng)研制出多種型號(hào)的移栽機(jī)，在新疆的應(yīng)用中，取得了良好的效果。本文在多年來對(duì)新疆作物移栽種植調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)新疆作物機(jī)械移栽技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和注意問題進(jìn)行討論。

1 移栽作物和種植方法

新疆移栽作物主要有加工番茄、制干辣椒、蔬菜和玉米等農(nóng)作物，也有萬壽菊等花卉進(jìn)行移栽，其中以加工番茄和制干辣椒種植面積最大，適合機(jī)械化移栽[1]。新疆作物種植都是先進(jìn)行鋪設(shè)地膜和滴灌帶，然后進(jìn)行膜上移栽，種植方法有平地鋪膜移栽和起壟鋪膜移栽 （圖1）。平地面鋪膜移栽方法一般1行地膜種植2行穴盤苗，是新疆作物種植普遍采用的種植方法。起壟鋪膜移栽種植方法在新疆部分地區(qū)加工番茄移栽種植時(shí)使用，一般1行地膜種植1—2行加工番茄。

2 移栽機(jī)應(yīng)用情況

2.1 國外移栽機(jī)

新疆在推廣使用機(jī)械化移栽技術(shù)初期，從歐美國家引進(jìn)了一些移栽機(jī)，主要有意大利Ferrari6行移栽機(jī)，F(xiàn)errari3行密植移栽機(jī)，澳大利亞Williames 6行移栽機(jī)，這些移栽機(jī)都使用吊杯式移栽結(jié)構(gòu)[2]。

意大利Ferrari6行移栽機(jī)最早從國外引進(jìn)使用（圖2），也是使用最多的國外移栽機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，主要完成膜上成穴作業(yè)，移栽后需要人工進(jìn)行膜面覆土。由于吊杯式移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，膜上成穴移栽時(shí)，株距都大于30 cm，當(dāng)移栽株距調(diào)整到小于30 cm時(shí)，地膜穴口會(huì)過大，這對(duì)保持地膜保溫保墑的作用是不利的[3]。為了滿足新疆一些地區(qū)作物移栽密植的要求（株距15 cm），引進(jìn)了Ferrari 3行移栽機(jī)（圖3），該移栽機(jī)的特點(diǎn)是，每行由兩組移栽機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接，并用鏈條鏈接兩組移栽機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使它們同步轉(zhuǎn)動(dòng)，在第1組移栽機(jī)構(gòu)成穴移栽的兩顆穴盤苗之間，第2組移栽機(jī)構(gòu)再進(jìn)行移栽，達(dá)到減小株距的目的；該型移栽機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)龐大，需要由大功率（143 kW）的拖拉機(jī)懸掛牽引，移栽后仍然需要人工進(jìn)行覆土。

已有的吊杯式移栽機(jī)都是半自動(dòng)移栽機(jī)，需要由人工進(jìn)行投苗，為了提高人工投苗效率，引進(jìn)了澳大利亞Williames6行移栽機(jī)，設(shè)計(jì)有一種轉(zhuǎn)杯式喂苗裝置（圖4、5），喂苗裝置上投苗杯的數(shù)量是栽植器數(shù)量的3倍，這種結(jié)構(gòu)移栽時(shí)可以降低投苗杯的轉(zhuǎn)速，這對(duì)提高人工移栽速度是有利的，但是喂苗裝置結(jié)構(gòu)尺寸較大，為了滿足移栽時(shí)窄行距的要求（小于45 cm），相鄰移栽機(jī)構(gòu)之間采用錯(cuò)位布置的方式，這導(dǎo)致移栽機(jī)的機(jī)身龐大，需要由大功率（88 kW）的拖拉機(jī)牽引。由于該型移栽機(jī)不能對(duì)移栽后的穴盤苗進(jìn)行覆土作業(yè)，為此，該公司設(shè)計(jì)了專用的覆土機(jī)（圖6），該覆土機(jī)可以將地膜間的土壤輸送到膜面，對(duì)穴盤苗進(jìn)行覆土。

國外移栽機(jī)的引進(jìn)，使廣大種植戶認(rèn)識(shí)到機(jī)械移栽的優(yōu)越性，但是這些機(jī)具不能完全滿足新疆作物種植需要鋪設(shè)地膜的要求，移栽后需要大量的人力進(jìn)行覆土，同時(shí)價(jià)格昂貴，廣大種植戶很難負(fù)擔(dān)。

2.2 國內(nèi)移栽機(jī)

隨著國內(nèi)移栽機(jī)設(shè)計(jì)和制造水平的不斷提高，一些國產(chǎn)吊杯式移栽機(jī)技術(shù)逐漸成熟，不斷應(yīng)用于新疆農(nóng)作物移栽種植，其中以重慶北卡2ZB-2型兩行機(jī)、新疆科神2ZBM-2型兩行機(jī)、山東萬耐爾2ZBX-2型兩行機(jī)最具有代表性。這些移栽機(jī)都在移栽機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)安裝了輔助喂苗裝置，都具有膜上覆土功能。重慶北卡2ZB-2型移栽機(jī)采用兩個(gè)投苗位置的喂苗裝置，每組移栽機(jī)構(gòu)由2名工人進(jìn)行投苗（圖7）；新疆科神2ZBM-2型移栽機(jī)采用轉(zhuǎn)杯式喂苗裝置（圖8）；山東萬耐爾2ZBX-2型移栽機(jī)每組移栽機(jī)構(gòu)有1排由鏈條驅(qū)動(dòng)的投苗杯進(jìn)行喂苗（圖9）；這些喂苗裝置對(duì)提高移栽速度起到了輔助作用。北卡2ZB-2型移栽機(jī)和科神2ZBM-2型移栽機(jī)采用滾筒式覆土裝置，可以在膜上形成土帶 （圖10），萬耐爾移栽機(jī)采用旋耕刀片將地膜間土壤拋灑到膜面上進(jìn)行覆土，覆土效果都較好（圖11）。

國產(chǎn)移栽機(jī)可以很好的滿足新疆作物鋪膜移栽種植的要求，已經(jīng)取代國外移栽機(jī)成為新疆地區(qū)作物移栽使用的主要移栽機(jī)型。

3 存在的問題

3.1 移栽效率低

新疆使用的吊杯式移栽機(jī)都是半自動(dòng)移栽機(jī)械，需要由人工進(jìn)行喂苗，受人工所能承受的取投苗速度限制，1臺(tái)兩行半自動(dòng)移栽機(jī)1 d可以移栽1.00—1.33 hm2，需要2名投苗人員和1名檢查移栽質(zhì)量的人員，另加使用拖拉機(jī)牽引的費(fèi)用，省力但不省工，與人工移栽相比，移栽成本依然很高，制約了機(jī)械移栽技術(shù)的發(fā)展。

3.2 移栽機(jī)具小型化

目前在新疆應(yīng)用的國產(chǎn)移栽機(jī)主要是1膜2行小型移栽機(jī)，也曾有4—6行移栽機(jī)進(jìn)行使用，但是受移栽可靠性的影響，在新疆作物移栽過程中已經(jīng)很少使用，但是為了提高移栽效率，降低生產(chǎn)成本，依然需要多行移栽機(jī)應(yīng)用于作物移栽生產(chǎn)。

3.3 覆土質(zhì)量不穩(wěn)定

新疆不同地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)差異很大，一些地區(qū)土壤板結(jié)嚴(yán)重，土壤中存在殘膜和作物根茬，滾筒式覆土裝置易發(fā)生堵塞，導(dǎo)致覆土不均勻和苗缽裸露，降低移栽成活率；旋耕刀將土壤拋灑到膜面上可以避免堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，保證覆土質(zhì)量，但是需要拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)旋耕刀片轉(zhuǎn)動(dòng)，功耗較高；為了保證覆土質(zhì)量應(yīng)該提高土地耕整水平。

4 討論

使用自動(dòng)移栽是新疆作物移栽種植的必然趨勢(shì)，目前國內(nèi)已開展了大量的研究，但是受技術(shù)成熟水平的限制，都還處于樣機(jī)研究階段，未見成熟可靠的自動(dòng)移栽機(jī)型應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。國外經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)一些成熟可用的自動(dòng)移栽機(jī)，其中以歐美國家的自動(dòng)移栽機(jī)自動(dòng)化程度和移栽效率最高[4]，最具有代表性的是意大利Ferrari自動(dòng)移栽機(jī)和意大利Checchiemagli自動(dòng)移栽機(jī)。意大利Ferrari自動(dòng)移栽機(jī)采用頂取苗的方法取苗，將穴盤苗從育苗穴盤底部漏水孔中頂出，然后由夾持爪從苗缽兩側(cè)將穴盤苗夾持住，移栽時(shí)可以檢測(cè)夾持爪中是否夾取到穴盤苗（圖12）。意大利Checchiemagli全自動(dòng)移栽機(jī)也采用頂取苗的方法取苗，與Ferrari自動(dòng)移栽機(jī)取苗方法不同的是，將穴盤苗從育苗穴盤底部漏水孔中頂出后，由取苗爪夾持住穴盤苗的苗莖進(jìn)行取苗（圖13）。它們的共同特點(diǎn)是，都采用機(jī)械、電器和液壓驅(qū)動(dòng)取苗和移栽作業(yè)，采用硬質(zhì)泡沫穴盤進(jìn)行育苗 （圖14），但是它們都是針對(duì)裸地開溝移栽，不能應(yīng)用于新疆作物移栽采用的鋪膜種植模式。國外自動(dòng)移栽機(jī)的技術(shù)方案與工作原理，為適用于新疆作物種植模式的移栽機(jī)的研制提供了很好的借鑒，隨著自動(dòng)移栽技術(shù)的不斷成熟，自動(dòng)移栽機(jī)在新疆將會(huì)有廣闊的市場(chǎng)需求。

[1]趙曉偉，韓長杰，趙占軍，等.新疆地區(qū)辣椒、番茄移栽機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì).農(nóng)業(yè)科技與裝備，2015（5）：41-43.

Zhao X W，Han C J，Zhao Z J，et al.Present situation and development trend of chilli and tomato transplanter in Xinjiang.Agricultural Science&Technology and Equipment，2015（5）： 41-43.（in Chinese）

[2]潘啟明.國內(nèi)外移栽機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（31）：12478-12479，12496.

Pan QM.Current situation and development trend of domestic and foreign transplanting machine technology，Journal of Anhui Agricultural Science， 2013（31）： 12478-12479， 12496.（in Chinese）

[3]李旭英，王玉偉，魯國成，等.吊杯式栽植器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn).農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（14）：58-64.

Li X Y，Wang Y W，Lu GC，et al.Optimization design and test of Dibble-type transplanting device.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2015（14）： 58-64.（in Chinese）

[4]于曉旭，趙勻，陳寶成，等.移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與展望.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45（8）：44-53.

Yu X X，Zhao Y，Chen B C，et al.Current situation and prospect of transplanter.Transactionsof the Chinesesociety for Agricultural Machinery，2014，45（8）： 44-53.（in Chinese）

Application of Hanging Cup Transplanter in Xinjiang Crop Transplanting Process

LIU yang1，2， LIYa-xiong1， MAO Han-ping2， WANG Tao1， LIBin1
（1Mechanical Equipment Research Insistute， Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science， Shihezi 832000， Xinjiang；2Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technolog， Ministry of Education，Jiangsu University， zhenjiang 2012013， Xinjiang）

Hanging Cup Transplanter hasthefeatureof membraneintoholetransplantingand hasbeen applied in crop transplanting processof Xinjiang.Initially,Xinjiang'scrop transplanterswerepurely imported,nowdomestic transplanterscould satisfy therequirements of Xinjiang'scrop cultivation.Transplanters promoted the development of crop cultivation technology in Xinjiang.However,the efficiency of hangingcup transplanted is limited by the proficiency of the operators.It restricts further development of transplanting technology,thus thedemand for efficientautomatic transplanter isvery urgent.

Hanging Cup Transplanted； Filmingtransplanting； Processing tomatoes； Dried pepper

2017-07-17

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江蘇省農(nóng)業(yè)裝備與智能化高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金課題資助（NZ201607）；中組部“西部之光”訪問學(xué)者資助項(xiàng)目；新疆兵團(tuán)“兵團(tuán)英才”人才培養(yǎng)工程

聯(lián)系方式：劉洋(1978-),男,副研究員,主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備及關(guān)鍵技術(shù)的研究,E-mai l:Lyshz@163.c om