蔬菜移栽機械的發(fā)展現(xiàn)狀及分類特點

吐爾遜娜依·熱依木江，馬 艷，于秀針，帕合爾鼎·阿布來提

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機械化研究所，烏魯木齊 830091)

0 引言

隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在栽培技術(shù)和實際產(chǎn)量上都得到了明顯提升，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟也實現(xiàn)了明顯增長。人們生活水平的不斷提升對于蔬菜產(chǎn)業(yè)提出了更高要求，加之各種蔬菜相關(guān)政策的穩(wěn)步實施，促進了蔬菜產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。蔬菜種植規(guī)模不斷擴大的同時，生產(chǎn)力不足的問題也突顯出來，與大宗農(nóng)作物的機械化生產(chǎn)相比，蔬菜生產(chǎn)的機械化程度仍處于劣勢，這在一定程度限制了蔬菜種植規(guī)模的進一步擴大。從蔬菜生產(chǎn)過程來看，種子萌發(fā)后的幼苗移栽工作是確保蔬菜產(chǎn)量的重點，也是勞動強度比較大的工作任務(wù)之一。因此，蔬菜的機械化移栽技術(shù)逐漸成為農(nóng)機行業(yè)的研究重點，且隨著技術(shù)的成熟，蔬菜移栽機械逐漸在我國的很多蔬菜種植地區(qū)得到應(yīng)用，并體現(xiàn)出了高效率、高質(zhì)量的技術(shù)優(yōu)勢。

1 蔬菜移栽機械的發(fā)展現(xiàn)狀

從蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程來看，蔬菜的種植屬于勞動量較大的工作程序，傳統(tǒng)的人工蔬菜移栽往往需要雇傭大量的人工，使蔬菜生產(chǎn)的整體成本明顯上升，且移栽工作效率低、勞動強度大，不利于大規(guī)模蔬菜生產(chǎn)的實施。針對以上問題，在我國農(nóng)業(yè)機械化快速發(fā)展的過程中，針對蔬菜產(chǎn)業(yè)的大量農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品被重點研究和制造，用于蔬菜移栽的機械產(chǎn)品就是其中重要的一類。

我國的蔬菜移栽機械技術(shù)研究已有40多年的歷史，早期的技術(shù)研究通過引進日本和歐美等發(fā)達國家的機械技術(shù)為主，但是國外的成熟技術(shù)直接應(yīng)用到我國的蔬菜移栽過程中，存在著較多的不適用因素，且機械購置和后期維護的成本比較高。隨著我國農(nóng)機產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，很多農(nóng)機企業(yè)和科研機構(gòu)針對蔬菜移栽機械展開了大量研究，逐漸生產(chǎn)并推向市場了一批技術(shù)成熟的蔬菜移栽設(shè)備，旱田缽苗移栽機、回轉(zhuǎn)式缽苗移栽機等很多產(chǎn)品在蔬菜生產(chǎn)過程中發(fā)揮了重要的作用。

孫凱等[1]針對穴盤苗移栽機自動輸送系統(tǒng)展開了技術(shù)研究和設(shè)計，對于導(dǎo)取苗進程軌跡、回程軌跡和凸輪槽理論輪廓進行了深入分析和優(yōu)化，并對蔬菜移栽的苗杯、凸輪式連桿等核心部件進行了重新設(shè)計。黃冠龍等[2]對于蔬菜穴盤苗小型全自動無線遙控移栽機進行了控制系統(tǒng)的設(shè)計，對移箱傳感器、步進電機及電缸進行了硬件選型計算，并分析和優(yōu)化了運動過程的協(xié)調(diào)性。王超等[3]對于蔬菜移栽機氣動下壓式高速取苗裝置展開了試驗研究，取苗單體布置形式、取苗氣缸工作壓力、頂苗器運動軌跡等進行了分析和計算，明確了高速蔬菜移栽設(shè)備的合理作業(yè)參數(shù)。

2 蔬菜移栽機械的種類特點

蔬菜移栽機械針對不同的蔬菜品種及不同的生產(chǎn)地區(qū)具有明顯的差異性，造成市場上的蔬菜移栽設(shè)備產(chǎn)品種類繁多且功能各異。總體上講，根據(jù)蔬菜移栽機械的結(jié)構(gòu)形式，可將其按照動力供給形式分為牽引式和自走式兩類，牽引式機械需要與拖拉機配套安裝后進行作業(yè)，而自走式機型具有整體的動力系統(tǒng)，能夠開展自主作業(yè)。根據(jù)不同栽植形式和機械結(jié)構(gòu)，蔬菜移栽機械還包括鉗夾式移栽機、圓盤式移栽機、吊杯式移栽機、導(dǎo)苗管式移栽機等多種類型。

2.1 鉗夾式移栽機

鉗夾式移栽機多為半自動化機型，在我國的應(yīng)用時間較早，具有結(jié)構(gòu)簡單、購置成本低的特點。工作過程中，需要通過人工的方式將蔬菜秧苗放置到鉗夾機構(gòu)上，鉗夾上的秧苗隨著鉗夾一同運動到移栽位置后，鉗夾自動打開使蔬菜秧苗落入移栽苗溝，再通過后方的覆土鎮(zhèn)壓結(jié)構(gòu)進行土壤覆蓋和壓實，從而實現(xiàn)移栽的全過程。由于采用半自動化的作業(yè)方式，鉗夾式蔬菜移栽機械的工作效率較低，通常僅為30～35株·min-1，且鉗夾移栽的傷苗率和漏栽率偏高。目前使用較多的機型包括富來威2ZQ-4型移栽機、火絨2ZBX-2型鉗夾式移栽機等。

2.2 導(dǎo)苗管式移栽機

導(dǎo)苗管式移栽機也是一種半自動化機型，是在傳統(tǒng)的移栽設(shè)備基礎(chǔ)上研制的新型產(chǎn)品，其工作過程需人工將蔬菜秧苗放入喂入器中，喂入器根據(jù)導(dǎo)管軌道運動，最終落入到移栽位置，并進行覆土和壓實。導(dǎo)苗管式蔬菜移栽機相對于鉗夾式蔬菜移栽機能更好地保護蔬菜秧苗，并使移栽的秧苗保持良好的種植均勻性和直立度，但導(dǎo)苗管式移栽機的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在半自動化機械中的售價較高?，F(xiàn)階段使用較多的機型包括紐荷蘭RT-2型、意大利HORTECH MIDI5型、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)2ZDF系列等導(dǎo)苗管式移栽機。

2.3 全自動蔬菜移栽機

在傳統(tǒng)的半自動化機型基礎(chǔ)上，為進一步提高勞動生產(chǎn)率，近年來很多全自動的蔬菜移栽機械逐漸投入市場，并進行了高效率作業(yè)。如禾田A5-1200型全自動蔬菜移栽機(圖1)，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性完成8行蔬菜的移栽作業(yè)，與半自動化設(shè)備相比，禾田A5-1200型全自動蔬菜移栽機能夠通過取苗器進行自動取苗，并實現(xiàn)8行同步的開孔、落苗、覆土全自動一體化移栽作業(yè)，具有平地狀態(tài)下松土移栽的功能，作業(yè)過程高效精準(zhǔn)。全自動化的蔬菜移栽設(shè)備操作更為簡單，對于人力輔助的需求顯著降低，且先進機型的適應(yīng)性很強，可根據(jù)不同蔬菜進行不同行距、株距的調(diào)整。除禾田A5-1200移栽機外，現(xiàn)階段應(yīng)用較多的蔬菜移栽機械還包括井關(guān)PVHR2-E18、鼎鐸2ZB-2/4、洋馬PF2R等。

圖1 禾田A5-1200型全自動蔬菜移栽機

3 蔬菜移栽機械的應(yīng)用效果

從多種蔬菜移栽機械的應(yīng)用來看，通過機械設(shè)備替代傳統(tǒng)的人工移栽作業(yè)能夠有效提高勞動生產(chǎn)效率，尤其是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向規(guī)?；l(fā)展的趨勢下，農(nóng)村地區(qū)的用工短缺問題對蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響，而蔬菜移栽機械的應(yīng)用很好解決了這一問題。除此之外，移栽機械的應(yīng)用促進了集中育苗技術(shù)的普及，菜苗的統(tǒng)一化提高了移栽成活率，均勻的機械化移栽有利于蔬菜的均衡生長和品質(zhì)統(tǒng)一，且大面積蔬菜種植過程抵抗病蟲害、自然災(zāi)害的能力顯著提高，有利于蔬菜種植經(jīng)濟效益的穩(wěn)定增長。

4 蔬菜移栽機械的不足

盡管蔬菜移栽機械的數(shù)量實現(xiàn)了不斷增長，但就我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用來看，其仍存在著以下問題：一是移栽機械的通用性較差，通常不同的蔬菜品種只能使用專門的機械產(chǎn)品，即使是同一品種的蔬菜在不同地區(qū)種植，蔬菜移栽機械的適用性也不同；二是作業(yè)效率和質(zhì)量仍有較大提升空間，總體上講，我國現(xiàn)階段應(yīng)用的大部分蔬菜移栽機械以半自動化為主，技術(shù)比較落后，整體工作效率有較大提升空間，且移栽后蔬菜的成活率、放苗準(zhǔn)確性等參數(shù)仍不盡人意；三是自主生產(chǎn)的先進蔬菜移栽機械數(shù)量不足，現(xiàn)階段我國自主生產(chǎn)的蔬菜移栽機械技術(shù)仍比較落后，很多機型參照國外先進技術(shù)進行改進，本土化作業(yè)適用性不足，部分機型市場驗證時間較短，故障率偏高，質(zhì)量達不到長期使用的標(biāo)準(zhǔn)，需進一步提升。

4 結(jié)語

蔬菜作為重要的經(jīng)濟作物，其生產(chǎn)的高效優(yōu)質(zhì)實施關(guān)系到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和社會穩(wěn)定，隨著蔬菜生產(chǎn)規(guī)模的擴大和大田蔬菜種植技術(shù)的普及，蔬菜的機械化生產(chǎn)受到越來越高的重視，蔬菜移栽機械作為生產(chǎn)過程中必須的機械類型，其先進技術(shù)的普及與應(yīng)用對于蔬菜產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展意義重大，也是蔬菜機械化生產(chǎn)的必然趨勢。