林業(yè)苗圃機械化育苗作業(yè)模式及關(guān)鍵技術(shù)提升方向

張衛(wèi)國

(國家林業(yè)和草原局 哈爾濱林業(yè)機械研究所，哈爾濱 150086)

1 林業(yè)苗圃機械化發(fā)展分析

林業(yè)的發(fā)展既是生態(tài)建設的必然要求，也是國家建設和經(jīng)濟發(fā)展的重要保證，合理的林區(qū)建設是保護環(huán)境和提高林區(qū)人民收入的基礎，更是經(jīng)濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必由之路。傳統(tǒng)的林區(qū)苗木栽培與種植多采用人工作業(yè)的形式，存在著效率低下、用工量大、質(zhì)量不高等很多問題。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，到20世紀80年代，我國的苗木產(chǎn)業(yè)得到了很好的發(fā)展，很多苗圃逐漸以機械化生產(chǎn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力勞動，使樹苗栽培的整地、筑床、播種、起苗、切根、移植等各個工序都有專門的機械設備進行應用，盡管當時的機械產(chǎn)品技術(shù)相對落后，但為苗圃機械化的發(fā)展打開了局面。由于近年來林區(qū)經(jīng)濟不景氣，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整下，林業(yè)機械行業(yè)的發(fā)展較為緩慢，影響了苗圃機械化的進一步發(fā)展，急需新的機械產(chǎn)品和技術(shù)來保證林業(yè)育苗工作與現(xiàn)代化接軌。

2 機械化育苗作業(yè)模式

苗圃的機械化育苗工作涉及到的工序較多，主要包括了耕整地、筑床、播種、中耕除草、噴灌、病蟲害防治、起苗、苗木移植等步驟，已經(jīng)基本上具備機械化生產(chǎn)的能力，常用機械和特點如下。

2.1 機械化耕整地

苗圃耕整地機械多以小型耕整地機械為主，現(xiàn)階段應用較多的機械為以拖拉機配套犁耕或旋耕機進行的作業(yè)，同時部分地區(qū)也使用手扶拖拉機配套耕整機的保自動化作業(yè)模式，通過機械化耕整地，能夠使耕地表層以下15～20 cm深度的土壤實現(xiàn)有效松動和細碎，為苗木栽培創(chuàng)造良好土壤條件。

2.2 機械化筑床

筑床工作主要通過筑床機進行作業(yè)，在苗圃中應用十分廣泛。在作業(yè)時，隨著筑床機的行駛，會根據(jù)預設的距離按照指定行數(shù)將土壤成條狀翻到床面上，后方的整形板將開出的床面與側(cè)面均勻壓實，從而形成良好的苗床。很多先進的筑床機能夠?qū)崿F(xiàn)耕整地與筑床同步完成的功能，具有較高的生產(chǎn)效率，筑床機的結(jié)構(gòu)與安裝形式如圖1所示。

圖1 2ZCX-1WQ筑床機

2.3 機械化播種

苗圃使用的播種機技術(shù)原理與農(nóng)用播種機相同，可根據(jù)不同的種子特點選擇不同的取種結(jié)構(gòu)，常用的播種機包括外槽輪式播種機、圓盤式播種機、窩眼輪播種機和氣力式播種機等，利用精量播種機作業(yè)，有利于節(jié)約種子，并使播種間距均勻，有利于樹苗生長的均勻性。

2.4 機械化中耕除草

苗木栽培過程中的中耕除草作業(yè)十分重要，有利于保證樹苗對養(yǎng)分的充分吸收，在苗圃中應用的中耕除草機多采用培壟與清除行間雜草同步作業(yè)的形式，以彌補雜草處理過程中對起壟造成的破壞，中耕除草機的主要功能包括了除草、松土、輔助防寒等，現(xiàn)階段的很多機型逐漸趨向于苗圃專用化，如圖2所示為DVH-102中耕除草設備。

圖2 DVH-102中耕除草機

2.5 機械化灌溉

苗圃的灌溉設備主要包括三大類，分別為管道灌溉設備、移動灌溉設備、智能灌溉設備。管道式灌溉設備是苗圃灌溉的基礎設施建設，能夠?qū)嵤┏Ｒ?guī)灌溉、微灌、滴灌等多種灌溉模式，在苗圃灌溉中應用較多；移動式灌溉設備是指以拖拉機帶動行進機械灌溉，主要應對不良地形或管道故障無法送水位置的灌溉使用；智能灌溉設備是一個自動化的系統(tǒng)，能根據(jù)土壤濕度情況自動控制管道進行灌溉。

2.6 機械化病蟲害防治

傳統(tǒng)的病蟲害防治主要通過人工背負藥箱進行噴藥作業(yè)，近年來，隨著植保機械的快速發(fā)展，很多苗圃逐漸應用風送式噴霧機和高地隙噴霧機進行苗木的植保作業(yè)，也有很多地區(qū)應用了植保無人機進行作業(yè)，都取得了較好的植保效果。

2.7 機械化起苗與移植

起苗主要是利用機械對苗木進行掘取工作，起苗機多采用拖拉機懸掛的作業(yè)形式，起苗機工作的主要部件是起苗刀，利用動刀式切根使苗床松動，苗木的根系與土壤脫離，先進的起苗機配備了振動式起苗刀和抖土器以提高起苗質(zhì)量，起苗機結(jié)構(gòu)如圖3所示。苗木移植主要依靠苗木移植機進行，能夠與起苗機配合快速完成苗木移植工作。

圖3 起苗機結(jié)構(gòu)

3 苗圃機械化的關(guān)鍵技術(shù)提升方向

3.1 臨近工序的技術(shù)集成

由于苗木的栽培工作與傳統(tǒng)的大宗糧食生產(chǎn)有較多的工序重合，因此在機械技術(shù)發(fā)展中可以充分借鑒農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展經(jīng)驗，將臨近的工序作業(yè)在機械設計和功能上進行合并，從而有效減少作業(yè)過程的復雜程度，例如將耕整地、筑床與播種工序在機械技術(shù)上進行有機整合，形成聯(lián)合作業(yè)機，則能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)三次作業(yè)任務一次性完成，顯著提高生產(chǎn)效率。

3.2 引進苗木機械智能管理系統(tǒng)

參考現(xiàn)代化的大棚生產(chǎn)，智慧大棚利用智能管理系統(tǒng)完成很多傳統(tǒng)需要人工操作的任務，例如灌溉、植保等，現(xiàn)代化的苗圃也應利用智能系統(tǒng)對苗木生產(chǎn)狀況進行監(jiān)測與管理，從而提高苗木生產(chǎn)品質(zhì)，為苗木造林建立良好基礎。

3.3 加強專用機械的研究與開發(fā)

現(xiàn)階段使用的很多苗圃機械都是普通的農(nóng)業(yè)機械，例如播種機、植保機、耕整機等，這導致苗圃機械與林業(yè)育苗實際的農(nóng)藝要求相脫離，存在著適用性不足的問題，因此，林業(yè)管理部門應當積極聯(lián)系農(nóng)機廠家和科研機構(gòu)，加強對苗圃專用機械的研究與開發(fā)，使市場上出現(xiàn)更多的適用機型，進而保證育苗工作的科學化開展。